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时间:2020-11-20
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1、液压缸----教学PPT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23.1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3理想液压缸理想单杆液压缸PQ=Pv理想双杆液压缸ΔP
2、Q=Pv理想油缸数学模型/()A单位位移排量油缸有效工作面积__AAQvPFvFQP===×××43.1.1活塞式液压缸活塞式液压缸可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
3、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.
4、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
5、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。13差动液压缸计算举例例3.1:已知单活塞杆液压缸的缸筒内径D=100mm,活塞杆直径d=70mm,进入液压缸的流量q=25min,压力P1=2Mpa,P2=0。液压缸的容积效率和机械效率分别为0.98、0.97,试求在图3.2(a)、(b)、(c)所示的三种工况下,液压缸可推动的最大负载和运动速度各是多少?并给出
6、运动方向。解:在图3.2(a)中,液压缸无杆腔进压力油,回油腔压力为零,因此,可推动的最大负载为:液压缸向左运动,其运动速度为:14在图3.2(b)中,液压缸为有杆腔进压力油,无杆腔回油压力为零,可推动的负载为:液压缸向左运动,其运动速度为:在图3.2(c)中,液压缸差动连接,可推动的负载力为:液压缸向左运动,其运动速度为:153.1.2柱塞式液压缸图3.3柱塞式液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。16图3.3柱塞式液压缸如图
7、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。17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。p1p2183.1.3摆动式液压缸图3.4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
8、式。19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
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