第三章 液压执行元件及辅助元件

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1、第3章液压执行元件及辅助元件3.1液压缸3.2液压马达3.3液压辅助元件思考题与习题2液压缸（油缸）主要用于实现机构的直线往复运动，也可以实现摆动，其结构简单，工作可靠，应用广泛。液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是速度和力。液压缸和液压马达都是液压执行元件，其职能是将液压能转换为机械能。p1p2FVdQA液压缸压力p流量Q液压功率作用力F速度V机械功率33.1液压缸的类型及特点液压缸的分类按供油方向分：单作用缸和双作用缸。按结构形式分：活塞缸、柱塞缸、伸缩套筒缸、摆动液压缸。按活塞杆形式分：单活塞杆缸、双活塞杆缸。单杆液压缸双杆液压缸柱塞式液压缸43.1.1活塞式液压缸活塞式液压缸可

2、分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。3.1.1.1双杆活塞液压缸双活塞杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式，如图3．1所示。(a)缸筒固定式(b)活塞杆固定式5因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等，所以当输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相等。则缸的运动速度V和推力F分别为：（3.1）（3.2）式中:、—分别为缸的进、回油压力；—分别为缸的容积效率和机械效率；、、d—分别为活塞直径和活塞杆直径；q—输入流量；A—活塞有效工作面积。这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。63.1.1.2单活塞杆液压缸单活塞杆液压

3、缸的活塞仅一端带有活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力，其简图及油路连接方式如图3.2所示。(a)无杆腔进油Ddq(b)有杆腔进油q7无杆腔进油（3.3）（3.4）活塞的运动速度和推力分别为:(a)无杆腔进油Ddq8有杆腔进油活塞的运动速度和推力分别为:(b)有杆腔进油q（3.5）（3.6）9比较上述各式，可以看出：>,>；液压缸往复运动时的速度比为：（3.7）上式表明：当活塞杆直径愈小时，速度比接近1，在两个方向上的速度差值就愈小。(a)无杆腔进油Ddq(b)有杆腔进油q10两腔进油,差动联接(c)差动联接q当单杆活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔有效作用面积大于有杆腔的有效作

4、用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时，又将有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度，单活塞杆液压缸的这种连接方式被称为差动连接。11两腔进油,差动联接(c)差动联接q（3.8）（3.9）在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连接液压缸的推力为：q等效活塞的运动速度为：12两腔进油,差动联接(c)差动联接qq等效差动连接时,液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截面积，工作台运动速度比无杆腔进油时的大，而输出力则较小。差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的有效办法。133.1.2柱塞式液压缸图3.3柱塞式液

5、压缸当活塞式液压缸行程较长时，加工难度大,使得制造成本增加。某些场合所用的液压缸并不要求双向控制,柱塞式液压缸正是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸。14图3.3柱塞式液压缸如图3.3（a）所示，柱塞缸由缸筒、柱塞、导套、密封圈和压盖等零件组成，柱塞和缸筒内壁不接触，因此缸筒内孔不需精加工，工艺性好，成本低。15柱塞式液压缸是单作用的，它的回程需要借助自重或弹簧等其它外力来完成。如果要获得双向运动，可将两柱塞液压缸成对使用为减轻柱塞的重量，有时制成空心柱塞。图3.3柱塞式液压缸QQVdd式中：d—柱塞直径，p1—进油压力，p2—另一缸的回油压力。p1p2163.1.3摆动式液压缸图3.4

6、摆动液压缸摆动液压缸能实现小于360°角度的往复摆动运动，由于它可直接输出扭矩，故又称为摆动液压马达，主要有单叶片式和双叶片式两种结构形式。17图3.4摆动液压缸单叶片摆动液压缸主要由定子块1、缸体2、摆动轴3、叶片4、左右支承盘和左右盖板等主要零件组成。定子块固定在缸体上，叶片和摆动轴固连在一起，当两油口相继通以压力油时，叶片即带动摆动轴作往复摆动。18qω单叶片摆动液压缸的摆角一般不超过280º，双叶片摆动液压缸的摆角一般不超过150º。当输入压力和流量不变时，双叶片摆动液压缸摆动轴输出转矩是相同参数单叶片摆动缸的两倍，而摆动角速度则是单叶片的一半。19qω摆动缸结构紧凑，输出转矩大，但密

7、封困难，一般只用于中、低压系统中往复摆动，转位或间歇运动的地方。20缸体3.1.4伸缩式液压缸伸出缩回套筒活塞活塞伸缩式单作用缸21伸缩式双作用缸伸出BA二级活塞缸体两端有进、出油口A和B。当A口进油，B口回油时，先推动一级活塞向右运动。一级活塞右行至终点时，二级活塞在压力油的作用下继续向右运动。伸缩式液压缸的特点是：活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小，适用于翻斗汽车，起重机的伸缩臂等。22伸