《液压传动教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液压传动教案.docx（69页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、导入 一部完好的机器由原动机部分、传动机构与限制部分、工作机部分（含协助装置）组成。原动机包括电动机、内燃机等。工作机即完成该机器之工作任务的干脆工作部分，如剪床的剪刀、车床的刀架等。由于原动机的功率和转速变更范围有限，为了适应工作机的工作力和工作速度变更范围变更较宽，以与性能的要求，在原动机和工作机之间设置了传动机构，其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。一切机械都有其相应的传动机构借助于它到达对动力的传递和限制的目的。(举例说明机器的组成与传动机构在机器中的作用与能量在机器工作过程中输入、输出的转换形式。)按传动装置或传开工作介质的不同，传动形式分为机械传动、电气传动 、气压传动
2、和液压传动等。机械传动是通过齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆等机件干脆把动力传送到执行机构的传递方式。电气传动是利用电力设备，通过调整电参数来传递或限制动力的传动方式。液压传动是以液体作为工作介质进展能量传递的传动方式。由于液压传动有很多突出的优点，因此被广泛用于机械制造、工程建筑、石油化工等各个工程技术领域。我们今日要学习的课程就是液压传动。本课程周课时为4，总课时36。讲授新课 1-1 液压系统的组成和图形符号一、液压传动系统的工作原理以液压千斤顶的工作过程来说明液压传动的工作原理。图1-1液压千斤顶工作原理图1杠杆手柄2小油缸3小活塞4，7单向阀5吸油管6，10管道8大活塞9大油缸11截止阀12油
3、箱图1-1是液压千斤顶的工作原理图。大油缸9和大活塞8组成举升液压缸。杠杆手柄1、小油缸2、小活塞3、单向阀4和7组成手动液压泵。如提起手柄使小活塞向上挪动，小活塞下端油腔容积增大，形成部分真空，这时单向阀4翻开，通过吸油管5从油箱12中吸油；用力压下手柄，小活塞下移，小活塞下腔压力上升，单向阀4关闭，单向阀7翻开，下腔的油液经管道6输入举升油缸9的下腔，迫使大活塞8向上挪动，顶起重物。再次提起手柄吸油时，单向阀7自动关闭，使油液不能倒流，从而保证了重物不会自行下落。不断地往复扳动手柄，就能不断地把油液压入举升缸下腔，使重物渐渐地升起。假如翻开截止阀11，举升缸下腔的油液通过管道10、截止阀1
4、1流回油箱，重物就向下挪动。这就是液压千斤顶的工作原理。工作原理液压传动是利用有压力的油液作为工作介质，通过密封容积的变更来传递运动，油液内部的压力来传递动力，从而实现能量的转换。液压千斤顶是一种简洁的液压传动装置。下面以机床工作台的液压传动系统（图1-1）为例， 进一步分析液压传动的工作原理和液压系统组成。二、液压传动系统的组成一个完好的、可以正常工作的液压系统，由以下五部分组成：1.动力元件：它是供应液压系统压力油，把机械能转换成液压能的装置。最常见的形式是液压泵。2.执行元件：它是把液压能转换成机械能以驱开工作机构的装置。其形式有作直线运动的液压缸，有作回转运动的液压马达。 3.限制元件
5、：限制液压系统中油液的压力、油流的方向和油液的流量，以保证执行元件按预定的要求工作。如溢流阀、节流阀、换向阀等。4.协助元件：起连接、储油、过滤和测量油液压力等协助作用。包括油管、油箱，过滤器与各种指示器、仪表等。5.工作介质：传递能量的流体，即液压油等。液压系统就是通过介质传递运动和动力的。三、液压传动系统图的图形符号 图 1-1C 1-2 液压油一、液压油的物理特性1、密度 = m/V kg/ m3一般矿物油的密度为850950kg/m32、重度 = G/V N/ m3 一般矿物油的重度为84009500N/m3 因G = mg 所以 = G/V=g 3、可压缩性当液体受压力作用而发生体积
6、减小的性质称为可压缩性。液体压缩性的大小可用液体的压缩系数 k表示，即单位压力变更时引起液体体积的相对变更量。对于一般的液压系统，可不考虑油的压缩性，认为油液是不行压缩的。4、黏性液体在外力作用下流淌时，由于液体分子间的内聚力而产生一种阻碍液体分子之间进展相对运动的内摩擦力。黏性这种阻碍液体分子间相对运动的性质称为液体的黏性。黏性使流淌的液体内部各处的速度均不相等，如图1-3所示黏性的大小可用黏度来衡量，它分为动力黏度、运动黏度和相对黏度三种。 = /粘度是选择液压用流体的主要指标，是影响流淌流体的重要物理性质。 图1-3液体的粘性示意图液体的黏度随压力的增大而增大，但增大的数值不大。在一般液
7、压系统运用的压力范围内（小于5MPa），其变更值一般忽视不计。液体的黏度随温度的影响较大，随着温度的上升 ，黏度下降，这种关系称为液压油的黏温特性。二、液压油的污染、限制和选用1、对液压油的要求（1）适宜的黏度。（2）光滑性能好。（3）质地纯洁，不含有杂质。（4）良好的稳定性。（5）闪点、燃点要高，以满意防火要求；凝固点和流淌点要低，以保证在低温下正常运用。（6）没有腐蚀性，良好的相容性。2、液压油的选用选用液压油时，可根据液压元件消费厂样本和说明书所举荐的品种号数来选用液压油，或者根据液压系统的工作压力、工作温度、液压元件种类与经济性等因素全面考虑。（1）选用原则类型、黏度、性能、价格（2）
8、液压油品种的选择1）根据系统的工作压力和温度选择。2）根据系统的工作环境选择。3）根据特殊性能要求选择。表1-1（3）液压油黏度的选择1）按液压泵的类型选用 表1-22）按液压系统的工作压力选用伺服系统则要求油质纯、压缩性小；高压系统则要求油液抗磨性好。3）按液压系统的工作元件的运动速度选用4）根据环境温度选择液压油的黏度如在寒冷地区工作的系统则要求油的粘度指数高、低温流淌性好、凝固点低。液压油的牌号(即数字)表示在40下油液运动粘度的平均值(单位为cSt)。原名内为过去的牌号，其中的数字表示在50时油液运动粘度的平均值。总的来说，应尽量选用较好的液压油，虽然初始本钱要高些，但由于优质油运用寿
9、命长，对元件损害小，所以从整个运用周期看，其经济性要比选用劣质油好些。3、液压油的污染（1）污染的缘由残留物、侵入物、生成物（2）污染的限制1）去除残留的污染物，主要采纳清洗的方法。2）防止污染物从外界侵入。在油箱通气孔上装滤清器。3）采纳过滤精度高的过滤器。4）限制系统的工作温度65C以下。5）定期检查和更换液压油。小结概括本节主要内容 1、液压传动的工作原理和传动系统的组成。 2、液压油的主要物理性质和要求。作业 见首页导入 复习：液压传动原理、液压系统的组成、液压油的物理性质，导入新课。讲授新课 1-3 液体的力学根底一、 液体的静力学根底静止指液体内部的质点间无相对运动，即不呈现粘性。
10、1、 静压力与其性质指静止液体单位面积上所受的法向力。P=F/A(Pa)液体的静压力在物理学中称为压强，在液压传动中则称为压力。两个特性：（1） 液体的静压力垂直于其作用平面，其方向和该平面的内法线方向一样。（2） 静止液体内任一点所受到的各个方向的压力都相等。2、静力学根本方程液体内距液面深度为h的A点处的压力pp0gh3、压力的表示方法肯定压力以肯定真空作为基准所表示的压力pp0gh相对压力以大气压力p作为基准所表示的压力，也称表压力。p-pa=gh肯定压力=大气压力+相对压力真空度=大气压力肯定压力4、静压传递原理 在密闭容器内，施加于静止液体上的压力将以等值同时传到液体各点。俗称帕斯卡
11、原理。p1=p2应用实例 图1-7 液压系统中的压力是由外界负载确定，并随外界负载的变更而变更。5、静止液体对固体外表的作用力F=pA=p二、 液体的动力学根底1、 根本概念志向液体既无黏性又不行压缩的液体。实际液体既有黏性又可压缩的液体。流量q单位时间内流过某一通流截面的液体体积。平均流速v v= q/A2、连续性方程液体在不等截面的管道中作稳定流淌时，流过管道各个截面的流量相等。 q1=q2 即v1 A1 = v2 A23、伯努利方程（略去）4、动量方程（略去）三、管道中的压力损失和流量损失液阻液体流淌时，油液的分子间、液体和管壁之间的摩擦与碰撞会产生阻力，这种阻碍液体流淌时的阻力称为液阻
12、。液阻能量损失压力损失泄漏流量损失1、 压力损失（1）液体的流淌状态（略去）（2）沿程压力损失液体在等径直管中流淌时，因其黏性摩擦而产生的压力损失。（3）部分压力损失液体流经管道的弯头、接头、 突变截面以与阀口、滤网等部分阻力处所引起的压力损失。压力损失热能 温度上升泄漏增影响系统的工作性能减小压力损失的措施：1）缩短管道的长度，削减管道截面的突变和弯曲次数。2）进步管道内壁的粗糙度精度。3）增大管路直径以增大通流截面积，有效地降低流速。4）选用相宜黏度的液压油。2、流量损失（1）泄漏和流量损失泄漏在液压系统正常工作的状况下，从液压元件的密封间隙漏过少量油液的现象。内泄漏液压元件内部高压腔与低
13、压腔间的泄漏。外泄漏液压系统内部的油液漏到了系统外部。泄漏（2）流量损失的计算qv泵=K漏qv缸四、液压冲击和空穴现象1、液压冲击在液压系统中，由于某些缘由使液体压力突然上升，形成很大的压力峰值的现象。（1）产生缘由：1）流淌液体的突然停顿。2）静止液体的突然流淌和流淌液体的突然换向。3） 运动部件的突然制动和换向。4）某些液压元件动作不灵敏。（2）措施1）减慢阀的关闭速度和延长运动部件的换向时间。2）限制油液在管道中的流速；减小工作元件的运动速度。3）用橡胶软管或安装蓄能器。4）设置限压阀和缓冲装置。2、空穴现象在流淌的液体中，因某点处的压力低于空气分别压而形成气泡的现象。也可称为气穴现象。
14、削减和防止空穴现象的发生，常用以下措施：（1）减小阀口前后的压力差，压力比p1/ p23.5（2）正确设计管路，尽量保持平直。（3）进步各连接处的密封性能。（4）进步液压元件的抗蚀实力。（5）限制液压泵的吸油高度，以减小进油口处的真空度。1-4 液压系统的流量和压力一、流量如图1-12，活塞的运动速度为：V=q/A结论：1.活塞的运动速度等于液压缸内油液的平均流速。2.活塞的运动速度与活塞的有效作用面积和流入液压缸中的油液的流量有关，与油液的压力无关。3.当活塞的有效作用面积肯定时，活塞的运动速度确定于流入液压缸中的油液的流量。二、压力液压系统中流淌油液的压力主要考虑静压力。以图1-13为例，
15、探讨压力的形成。(补充) 1.当F=0, p=02.当F=常量， p=F/A3. 当F=， p 急剧上升，系统损坏。结论：液压传动系统的压力是受到各种外界负载的挤压而形成的， 压力的大小确定于负载，并随负载变更而变更。当有几个负载并联时，系统压力的大小取决于负载中的最小者。小结 1、静压传递原理、液体的连续性原理。 2、压力损失和流量损失 3、压力、流量、流速的概念与计算 4、液压系统压力的形成。作业 见首页导入提问 ：液压系统的动力元件是什么？（液压泵）其作用是？导入新课讲授新课 2-1液压泵一、工作原理液压泵和液压马达是液压传动系统中的能量转换元件，液压泵由原动机驱动，机械能 压力能，再以
16、压力、流量的形式输入到系统中去，它是液压传动的心脏，也是液压系统的动力源。1.工作原理：依靠密封工作腔的容积变更进展吸油和排油。 图31 液压泵工作原理图2. 根本条件：1) 具有密封的容积。 2) 密封容积的大小能周期性有规律的变更。3) 应有配流装置，吸、压油口不能相通4) 吸油过程中，油箱必需和大气相通。这种靠密封腔体积的周期性变更，实现吸油和压油的液压泵称为容积泵。二、液压泵参数与分类符号 表2-1类型 ：齿轮泵、叶片泵、柱塞泵参数：压力、排量、流量 2-2 齿轮泵按构造不同,齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵,而以外啮合齿轮泵应用最广。一、外啮合齿轮泵的工作原理是以一对齿轮啮合运动
17、的方式进展工作的定量泵。优点：构造简洁，制造便利，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性能好，对油液污染不敏感，工作牢靠；缺点：流量和压力脉动大，噪声大，排量不行调，泄漏较严峻，只能作低压（p2.5MPa）系统的动力元件。不须要特地的配流装置。二、齿轮泵的构造缺陷与改良1、困油现象齿轮泵要能连续地供油,就要求齿轮啮合的重叠系数大于1,也就是当一对齿轮尚未脱开啮合时,另一对齿轮已进入啮合,这样,就出现同时有两对轮齿啮合的时刻,因此在两个同时啮合的啮合点之间就形成一个封油区既不与吸油腔相通，也不与压油腔相通的区域。一部分油液也就被困在这一封闭容积中，形成“困油”现象，使泵产生猛烈振动和噪声。为了消退困油
18、现象,在CBB型齿轮泵的泵盖上铣出两个困油卸荷凹槽,其几何关系如图3-6所示。卸荷槽的位置应当使困油腔由大变小时,能通过卸荷槽与压油腔相通,而当困油腔由小变大时,能通过另一卸荷槽与吸油腔相通。两卸荷槽之间的间隔 为a,必需保证在任何时候都不能使压油腔和吸油腔互通。图3-6齿轮泵的困油卸荷槽图 图3-7齿轮泵的径向不平衡力2、径向不平衡力齿轮泵工作时,在齿轮和轴承上承受径向液压力的作用。如图3-7所示,泵的右侧为吸油腔,左侧为压油腔。在压油腔内有液压力作用于齿轮上,沿着齿顶的泄漏油,具有大小不等的压力,就是齿轮和轴承受到的径向不平衡力。液压力越高,这个不平衡力就越大,其结果不仅加速了轴承的磨损,
19、降低了轴承的寿命,甚至使轴变形,造成齿顶和泵体内壁的摩擦等。为理解决径向力不平衡问题,在有些齿轮泵上,采纳开压力平衡槽的方法来消退径向不平衡力,但这将使泄漏增大,容积效率降低等。CBB型齿轮泵则采纳缩小压油腔,以削减液压力对齿顶部分的作用面积来减小径向不平衡力,所以泵的压油口孔径比吸油口孔径要小。3、 齿轮泵的泄漏通道在液压泵中，运动件间是靠微小间隙密封的，这些微小间隙从运动学上开成摩擦副，而高压腔的油液通过间隙向低压腔泄漏是不行避开的；齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途径泄漏到吸油腔去；一是通过齿轮啮合线处的间隙（齿侧间隙）；二是通过体定子环内孔和齿顶间隙的径向间隙（齿顶间隙）；三是通过齿轮两
20、端面和侧板间的间隙（端面间隙）。在这三类间隙中，端面间隙的泄漏量最大，压力越高，由间隙泄漏的液压油液就愈多，因此为了实现齿轮泵的高压化，为了进步齿轮泵的压力和容积效率，须要从构造上来实行措施，对端面间隙进展自动补偿。三、流量 排量 V=6.66zm2b (mm3/r) 实际流量 q=6.66zm2bnv 2-3 叶片泵特点：叶片泵的构造较齿轮泵困难,但其工作压力较高,且流量脉动小,工作平稳,噪声较小,寿命较长。所以它被广泛应用于机械制造中的专用机床、自动线等中低液压系统中，但其构造困难，吸油特性不太好，对油液的污染也比拟敏感。分类：根据各密封工作容积在转子旋转一周吸、排油液次数的不同，叶片泵分
21、为两类单作用叶片泵、双作用叶片泵。一、单作用叶片泵1、工作原理2、流量单作用叶片泵的排量为各个工作腔在转子旋转一周时排出的油液总和。实际流量 q=4RenB叶片数越多，流量脉动越小。奇数叶片的泵比偶数的流量脉动小，故单作用叶片泵的叶片为奇数。一般为13或15。3、构造特点(1)变更定子和转子之间的偏心便可变更流量。偏心反向时,吸油压油方向也相反。(2)处在压油腔的叶片顶部受到压力油的作用,该作用要把叶片推入转子槽内。为了使叶片顶部牢靠地和定子内外表相接触，压油腔一侧的叶片底部要通过特殊的沟槽和压油腔相通。吸油腔一侧的叶片底部要和吸油腔相通,这里的叶片仅靠离心力的作用顶在定子内外表上。(3)由于
22、转子受到不平衡的径向液压作用力,所以这种泵一般不宜用于高压。(4)为了更有利于叶片在惯性力作用下向外伸出，而使叶片有一个与旋转方向相反的倾斜角，称后倾角，一般为24。4、限压式变量叶片泵构造：转子固定不动，定子可以左右挪动，通过变更偏心距的大小，来变更泵的流量。原理：利用泵本身的排油压力的反应作用来变更偏心距的大小，实现变量的。 图2-6特点：在机床中运用，可使油路简化，削减液压元件的数量，降低功率损耗，削减油液发热。但构造困难，泄漏较严峻（好于齿轮泵），存在径向不平衡力，影响转子轴承的寿命。一般在中压场合运用。小结 齿轮泵、单作用叶片泵的工作原理和构造特点。作业 见首页 导入 复习单作用叶片
23、泵的工作原理和构造特点，导入新课。讲授新课 续2-3 叶片泵二、双作用叶片泵1、工作原理 组成：定子1、转子2、叶片3和配油盘(图中未画出)等。转子和定子中心重合,定子内外表近似为椭圆柱形,该椭圆形由两段长半径R、两段短半径r和四段过渡曲线所组成。当转子转动时,叶片在离心力和(建压后)根部压力油的作用下,在转子槽内作径向挪动而压向定子内表,由叶片、定子的内外表、转子的外外表和两侧配油盘间形成若干个密封空间,当转子按图示方向旋转时,处在小圆弧上的密封空间经过渡曲线而运动到大圆弧的过程中,叶片外伸,密封空间的容积增大,要吸入油液;再从大圆弧经过渡曲线运动到小圆弧的过程中,叶片被定子内壁渐渐压进槽内
24、,密封空间容积变小,将油液从压油口压出,因此,当转子每转一周,每个工作空间要完成两次吸油和压油,所以称之为双作用叶片泵,这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所以作用在转子上的油液压力互相平衡,因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵,为了要使径向力完全平衡,密封空间数(即叶片数)应当是双数。图3-12双作用叶片泵的工作原理1 定子2转子3叶片2、排量和流量 qv=2B(R2-r2)-nv3、构造特点（1）配流盘上两个吸油窗口对称布置，作用在转子上的液压力径向平衡，转轴运用寿命长。（2）叶片槽根部全部通压力油。（3）叶片不能径向安装，要倾斜一个角度。三、运用要点1、转速
25、不能太低，也不能太高。一般在6001500 r/min2、液压油黏度应在2.5E50 5E50之间。3、转子只允许单向旋转。 2-4 柱塞泵工作原理：依靠柱塞在缸体内反复运动时，使密封工作腔容积发生变更来实现吸油、压油的。特点：泄漏小、容积效率高，可以在高压下工作。但构造较困难，制造困难，价格贵，对油液污染较敏感。应用：高压、大流量与流量须要调整的系统。分类：柱塞泵按柱塞的排列和运动方向不同，可分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两大类。一、轴向柱塞泵：柱塞轴线缸体轴线1、工作原理： 图2-91) 斜盘式：传动轴中心线与缸体中心线重合 变更斜盘的倾角、倾斜方向 双向变量泵 点接触式柱塞与斜盘的接触 滑靴
26、式2) 斜轴式：泵的传动轴相对缸体中心线倾斜一个角度 工作原理与斜盘式相像 变更传动轴与缸体间的夹角 变量泵 变量限制机构斜盘式轴向柱塞泵的构造：图2-102、斜盘式轴向柱塞泵的流量 q=二、径向柱塞泵：柱塞轴线 转子轴线1、工作原理 图2-12 变更偏心方向和偏心距e的大小 双向变量泵特点：流量大，轴向尺寸小。但径向尺寸较大，自吸实力差，配流轴受到径向不平衡力的作用，简洁磨损，限制了泵的转速和压力的进步。2、流量 q = 2-6 液压泵、液压马达的选择一、液压泵的选择原则：首先要满意系统的工况要求（压力、流量），其次对泵的性能、本钱等进展综合考虑，以确定泵的输出流量、工作压力、构造类型和电动
27、机功率。确定泵的构造类型： 负载小，功率小 齿轮泵，双作用叶片泵 精度较高 双作用叶片泵，限压式变量叶片泵 负载大，有速度换接 限压式变量叶片泵 负载大，功率大 柱塞泵 协助装置 齿轮泵 确定泵的额定流量 Q泵 K漏 Q缸 K泄漏系数（取1.11.3）Qmax系统所需的最大流量求出后，按产品样本选取Q额 Q泵 留意：求Q泵的关键是计算系统的Qmax，而Qmax要视系统的状况而定，有以下几种状况： 1) 单泵，一个执行元件 2) 双泵 3) 几个不同时运动的执行元件 4) 多个执行元件同时动作 5) 有蓄能器 6) 回路中有节流阀 确定泵的额定压力 p泵 K pmaxK压力损失系数（取1.31.
28、5）pmax工作时最大系统压力算出p泵 后，应按额定压力选泵，使p额p泵。例1：如图，已知活塞向右运动的速度v0.04m/s，负载F9720N，A0.008m2，K漏1.1，K压1.3，选定液压泵的p额2.5106Pa，Q额4.1710-4m3/s，总0.8，问： 此泵是否适用？ 驱动该泵的电动机功率应为多少？ 解：1) 输入液压缸的流量 Q缸Av0.0080.043.210-4 (m3/s) 2) 液压泵应供应的流量表2-2表2-3 Q缸表示液压缸所需供应的最大流量。若为多液压缸同时动作，Q缸应为同时动作的几个液压缸所需的最大流量之和。求出后，按产品样本选取Q额 Q泵 确定泵的额定压力 p泵
29、 K压 p缸K压压力损失系数（取1.31.5） p缸表示液压缸中所需的最大工作压力。选择时，应使实际选用泵的额定压力大于所求出的p泵值，通常可放大25%。泵的额定流量一般选择略大于或等于所求出的Q缸值即可。例1：如图，已知活塞向右运动的速度v0.04m/s，负载F9720N，A0.008m2，K漏1.1，K压1.3，选定液压泵的p额2.5106Pa，Q额4.1710-4m3/s，总0.8，问： 此泵是否适用？ 驱动该泵的电动机功率应为多少？ 解：1) 输入液压缸的流量 Q缸Av0.0080.043.210-4 (m3/s) 2) 液压泵应供应的流量Q泵K漏Q缸1.13.210-43.5210-
30、4 (m3/s) 3) 液压缸最高工作压力 p缸1.215106 (Pa) 4) 液压泵的最高工作压力 p泵K压p缸1.31.2151061.58106 (Pa) 5) 因Q泵Q额 ， p泵p额 所以此泵适用 6) 电动机功率P电2.51064.1710-4 /0.8 1303W1.3KW二、液压马达的选择（略）三、液压泵与液压马达的差异（略） 小结1、双作用叶片泵、柱塞泵的工作原理、构造特点与应用。 2、液压泵的选择。作业 见首页导入 执行元件液压缸，压力能机械能。特点：构造简洁，工作牢靠，能实现多种机械运动。应用广泛。本节课将具体介绍液压缸的类型与其特点。讲授新课 3-1 液压缸的类型与其
31、特点液压缸的分类：单作用、双作用、组合 一、 活塞杆式液压缸1、 双活塞杆式液压缸特点：活塞的两端都有活塞杆，且直径相等，液压缸两端的有效作用面积相等，若输入两腔的流量、压力相等，则有v1v24Q/(D2d2) F1F2pAp(D2d2) a、缸体固定：工作台运动范围等于有效长度的3倍 图3-2ab、活塞杆固定：工作台运动范围等于有效长度的2倍 图3-2b2、单伸出杆活塞式液压缸a) v14Q/(D2) F1p1A1p1D2表3-1b) v24Q/(D2d2) F2p2A2p2(D2d2)假定p1p2 因为A1A2所以v2v1 ，F1F2c) 差动缸：两腔同时输入压力油，利用活塞两侧有效作用面
32、积差进展工作的单活塞杆液压缸。Q=A2*v3v3Q/(A1A2) 4Q/(d2) F3p(A1A2) p d2比拟可知，差动连接后速度进步了，推力降低了，若要求快进、快退的速度相等，即v3v2，由公式推导可得Dd二、柱塞缸特点：液压缸的内壁不与柱塞接触，内壁可以不加工或只作粗加工。构造简洁，工艺性好，制造简洁，特殊适用于行程较长的场合。图形符号：计算 FpApd2 m v4Q/d2v三、其他形式的液压缸1、增压缸 由大、小两个液压缸组成，两缸中的大小活塞用一根活塞杆连接起来。图形符号a. 单作用增压缸增压原理：F1p1A1 ，F2p2A2F1F2 p1A1p2p2p1p1（）2mA1 A2 ，
33、p2 p1缺点：不能连续输出高压油液。 b. 双作用增压缸2、伸缩缸（又称多级液压缸）组成：由两级或多级活塞（柱塞缸）套装而成，前一级的活塞和后一级的缸筒连在一起，活塞伸出的依次是从大至小，而空载缩回的依次是从小至大。特点：伸缩缸收缩后液压缸的总长度较短，构造紧凑，但伸出后挠性较大，且构造困难，制造本钱高，常用于安装空间小而行程要求很长的场合。小结：1. 活塞杆液压缸的工作特点与有关计算 2增压缸的增压原理作业 见首页图3-7导入 复习：活塞杆液压缸的工作特点与有关计算，导入新课。讲授新课 3-2 液压缸的组成和典型构造一、 液压缸的组成组成：端盖、缸筒、活塞、活塞杆 等。密封：在缸筒与端盖、
34、活塞与缸筒、活塞杆与活塞、活塞杆与前端盖的协作面处设置密封圈。防尘：在前端盖外侧装有防尘圈。缓冲：为防止活塞运动到行程终点时撞击端盖和产生液压冲击， 液压缸两端设置了缓冲装置。排气1、缸体组件：包含缸筒、端盖和导向套等组件。 缸筒是主体，缸筒与缸盖的连接形式表3-22、活塞组件：由活塞和活塞杆等组成。活塞：在缸筒内作往复运动，必需具备足够的强度和良好的耐磨性，一般由铸铁制造。活塞杆：传力零件，必需具有足够的强度和刚度。有实心的，有时也制成空心的，用钢料制造。活塞与活塞杆的连接方法：螺纹连接、半环连接、锥销式连接等二、密封与排气1、密封装置目的：防止油缸中液压油的内、外泄漏。静密封：活塞和活塞杆
35、间、端盖与缸筒间的密封动密封：活塞与缸筒、活塞杆与端盖的密封密封要求：密封性能好，随系统工作压力的进步，能自动进步密封性能，摩擦阻力小。（1）间隙密封：在活塞外圆外表上开几道细小的环形槽，增大油液通过间隙时的阻力，削减泄漏。用于低压小直径的快速液压缸中（2）活塞环密封：将弹性金属开口环装在活塞外外表上的槽内，靠环的弹性使环的外外表紧贴缸筒内壁实现密封。一般只在高压、高温、高速的条件下采纳。（3）密封圈密封1）O形密封圈 图3-9 2）唇形密封圈 Y、V、U、L等 图3-10、图3-113）V形密封圈 图3-124）组合密封 图3-132、排气装置 图3-14液压油中混入空气工作不稳定，低速爬行
36、或前冲，振动和噪声排气装置通常有两种形式：1）在缸盖的最高部位处开排气孔，用管道与排气阀相连。2）在缸盖的最高部位处设置排气塞。 对于要求不高的油缸，也可不设特地的排气装置，将进出油口布置在油缸两端的最高处。3、缓冲装置缓冲原理：当活塞快速运动到接近缸盖时，增大液压缸的回油阻力，使排油腔产生很大的缓冲阻力，减慢活塞的运动速度，从而避开活塞与缸盖相撞。图3-15三、液压缸主要尺寸确实定 根据液压缸的负载、运动速度、行程长度、选取的工作压力来确定液压缸的尺寸。1、液压缸内径D（1）根据最大总负载和选取的工作压力来确定缸径单出杆缸，当无杆腔进油时：D=有杆腔进油时：D=常取回油压力p2=0(2) 根
37、据执行元件的速度和选定液压泵的流量来确定缸径单出杆缸，当无杆腔进油时：D=有杆腔进油时： D=缸筒内径 应圆整到标准系列值，以便购置密封元件。2、活塞杆直径d根据工作压力和设备类型来选取。表3-3、表3-4当往复速度比有肯定要求时，根据表3-5，用公式d=计算并圆整到标准系列值。3、液压缸长度L为减小加工难度，L20D4、缸筒壁厚一般中、低压系统，缸筒壁厚问题的强度问题不是主要的。四、活塞式液压缸的运用和修理1、活塞式液压缸的运用常温选用石油性液压油；高温难燃液压油。安装时，活塞杆顶端连接头的方向与缸头、耳环的方向应一样。2、活塞式液压缸的修理拆卸时，应先使系统中的油压降为零，切断油源。拆卸中
38、，不应损伤杆和油口螺纹和活塞杆外表，取出活塞时，防止损伤缸筒内壁。装配前，各零件用煤油清洗，切忌用棉纱擦洗，洗后用压缩空气吹干，并涂光滑油。故障解除方法：表3-6小结 1、液压缸的组成 2、液压缸的密封、缓冲与排气课堂练习 见首页作业 见首页导入 液压传动系统由四个部分组成，前面已经学习了动力元件和执行元件，本节课我们将学习限制元件液压限制阀讲授新课 4-1 概述一、限制阀的作用作用：限制油液流淌的方向、压力和流量的大小。根本组成：阀体、阀芯、驱动阀芯运动的元件工作原理：通过阀芯挪动限制油口的开闭，限制和变更油液的流淌，只要液体流过阀孔都会产生压力降与温度上升等现象。q=KApm二、参数主要有
39、规格参数和性能参数，一般注在标牌上，是选用液压阀的根本根据。规格参数：表示阀的大小，规定其适用范围。性能参数：表示阀的工作品质特征。三、对限制阀的要求和分类要求： 动作灵敏、工作平稳 压力损失小 密封性好，泄漏少。 构造简洁、紧凑，通用性好；安装、调整和运用便利。分类：表4-14-2 方向限制阀原理：利用阀芯和阀体间的相对运动，来限制油液流淌的方向或油液的通与断。一、单向阀 作用：限制油液的单向流淌。1、 一般单向阀：简称为单向阀，又称止回阀或逆止阀 。 （1）作用：仅允许油液按一个方向流淌，不允许倒流。（2）工作原理：图4-2构造：锥阀式 钢球式（3）应用：1）油缸需长时间保压、锁紧；立式油
40、缸。2）双泵供油的系统中，低压大流量泵的出口处必设单向阀。3）常装在泵的出口处。4）分隔油路，防止油路间的互相干扰。 符号：2、液控单向阀当限制口K有限制压力油通过时，油液可以两处方向自由流通。构造：由液控装置和单向阀两部分组成。 图4-3 符号 当油液反向流淌时，进油压力即为系统的工作压力，一般较高，因此限制活塞的背压也较高。限制油的压力因此也要很大才能推动限制活塞顶开阀芯，影响了工作牢靠性。解决方法是：（1）采纳先导阀，预先卸压（2）采纳外泄口回油降低背压（3）主要性能要求和应用最小反向开启限制压力：不带卸荷阀芯的为工作压力的40%50%；有卸荷阀芯的为工作压力的5% 。多用在液压系统的保压或锁紧回路中，也可用作蓄能器供油回路的充液阀。二、换向阀工作原理：利用阀芯相对阀体的运动，使油路接通、关闭或变更油流淌的方向。使执行元件启动，停顿或变换运动方向。性能要求：压力损失小，油口间泄漏少，换向平稳快速牢靠。阀芯构造：滑阀式（多采纳）、转阀式常用滑阀式换向阀主体部分的构造形式和图形符号： 表4-21、工作原理 图4-42、构造：由阀体、阀芯和操纵机构组成。（1）阀体 常用生铁或铝合金浇注而成，孔内制有多道环形槽，阀体上开有多个攻有螺纹的通口。（2）阀芯 有两个以上轴环的台阶轴（3）操纵机构1）手动换向阀利用