液压传动与气动技术 劳动出版社 模块二.doc

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1、模块二液压执行元件任务1压力机执行元件的选择教学目标：1.了解液压执行元件的种类2.掌握液压缸的工作原理及结构3.熟悉特殊液压缸的工作原理及应用特点教学重点难点：1.了解液压执行元件的种类2.掌握液压缸的工作原理及结构【导入】液压压力机工作时，液压执行元件带动主轴上下运动，并对放在主轴和工作台上的工件进行压制，压制后主轴复位。工作时，该液压压力机需要主轴产生的最大推力为3000kgf，工作行程为500mm，根据该液压压力机的工作要求，应该如何选择其液压执行元件的类型和结构呢？执行元件又是采用什么方式连接在液压系统中的呢？【分析】在液压压力机中，主轴是靠液压执行元件带

2、动的。在液压系统中执行元件分为液压缸和液压马达两种，液压缸主要驱动负载做直线运动，而液压马达主要驱动负载做回转运动。根据任务中液压压力机工作时主轴的运动状态，可以确定其执行元件是液压缸。要想正确的选择液压缸，必须了解其工作原理和结构特点等相关知识。知识新授：一、液压压力机的工作分析液压压力机工作时，当搬动控制元件，这时P口和A口相通，B口和T口相通，油箱中的液压油在液压泵压油后经控制元件的P口、A口进入液压缸的上腔，这时活塞在压力油的作用下向下运动，并带动活塞杆（液压机主轴）一起向下运动，当接触到放置在主轴和工作台之间的工件时，液压缸在压力油的作用下产生足够的推力使

3、工件变形，完成压制工作。同时，液压缸下腔的油经B口、T口回到油箱。当压制工作完成后，松开控制元件，这时P口和B口接通，A口和T口相通，液压泵输出的液压油经P口、B口流入液压缸下腔，活塞在压力油的作用下带动活塞杆（主轴）一起向上运动，完成复位。液压压力机的工作原理液压压力机中液压缸是液压传动系统中最终将来自液压泵的压力转化为推动主轴运动的执行元件，它是液体压力能转变为机械能的转换装置二、液压缸的分类和结构特点液压系统中最常见的液压缸主要有双作用单出杆液压缸和双作用双出杆液压缸。双作用单出杆液压缸双作用双出杆液压缸以双作用单出杆液压缸为例，液压缸主要由活塞杆、活塞和缸体

4、三部分组成。双作用单出杆液压缸的结构特点是液压缸内部有两个工作腔，一个是有活塞杆的腔，称为有杆腔，另一个是无杆腔。三、液压缸的选择选择液压缸时，主要是依据工作要求来确定液压缸的类型、连接形式和结构尺寸的大小，这些与液压系统的推力、运动特性、速度和工作状况有关。1．液压缸的类型及连接形式的选择（1）双作用单出杆液压缸的常规连接和工作特点双作用单出杆液压缸的常规连接a)无杆腔进油b)有杆腔进油当无杆腔进油时活塞运动速度v1及推力F1为：当有杆腔进油时活塞运动速度v2及推力F2为：分析可知：当无杆腔进油时有效作用面积大、推力大、速度慢；反之，当有杆腔进油时有效作用面积小、

5、推力小、速度快。（2）双作用单出杆液压缸的差动连接和工作特点如图所示，当液压缸的两腔同时通以压力油时，由于作用在活塞两端面上推力不等，产生推力差。在此推力差的作用下，使活塞向右运动，这时，从液压缸有杆腔排出的油液也进入液压缸的左端，使活塞实现快速运动。这种连接方式称为差动连接。这种两端同时通压力油，利用活塞两端面积差进行工作的单出杆液压缸也叫差动液压缸。差动连接（3）双作用双出杆液压缸的工作特点双作用双出杆液压缸的活塞两端都带有活塞杆。因为双出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，其住返运动速度和推力相等。双作用双出杆液压缸（4）总结在两种液压

6、缸的D和d值相同的情况下：◆双作用单出杆液压缸带动工件的往复运动速度不相等。◆双作用单出杆液压缸采用常规连接时产生的推力最大，而差动连接时产生的速度最大。◆双作用双出杆液压缸产生的推力与双作用单出杆液压缸常规连接有杆腔进油时产生的推力一样大。双作用双出杆液压缸两个工作腔的有效作用面积一样大，可以很方便地实现往复速度一致。◆双作用双出杆液压缸的工作行程比双作用单出杆液压缸的工作行程要大。应用情况如下：◆当工作往复速度要求不一致，且对返回速度要求不高，但要求液压缸产生很大的推力时，可选择双作用单出杆液压缸作为执行元件，采用常规连接形式接入液压系统。◆当要求液压缸往返速度

7、一致或工作行程较长时，可考虑采用双作双出杆液压缸。2．液压缸结构尺寸的选择液压缸结构尺寸的选择主要是指确定液压缸的缸体内径（D，即活塞外径）、缸体壁厚（δ）和液压缸长度（L）。（1）缸体内径D的选择当推力和工作压力已知和确定后，就可以确定缸体（活塞）的有效工作面积：液压缸的工作压力与液压缸需要产生的最大推力有关，可以通过表2-1-1确定。活塞杆直径d在不同的工作压力下与缸体直径D之间的关系见表2-1-2。表2－1－1液压缸推力F与工作压力p的关系表2-1-2不同工作压力下活塞杆直径d与液压缸内径D的关系2）缸体壁厚δ的选择液压缸缸体壁厚δ通常不计算，一般可按液压