6第四章 执行元件.ppt

第四章　液压缸 直线运动执行元件的类型、特点和工作原理 液 压 缸 旋转运动执行元件的类型、特点和工作原理 液压缸将液压能转变为机械能的装置，它将液压能转变为直线运动或 摆动的机械能。 一、液压缸的分类 1.按结构形式分： 活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸 柱塞缸 2.按作用方式分： 单作用液压缸 一个方向的运动依靠液压作用力实现，另一个方向依靠弹簧力、重力等实现； 双作用液压缸 两个方向的运动都依靠液压作用力来实现。 二、双杆活塞缸 应用 双杆活塞缸的速度推力特性 v ＝ q / A ＝ 4 qηv /π（D 2－ d 2） 缸在左右两个方向上输出的速度相等，ηv为缸的容积效率。 F ＝ A（p1－ p2）ηm＝π（D 2－d 2）（p1－ p2）ηm /4 缸在左右两个方向上输出的推力相等，ηm为缸的机械效率。 职能符号： 例：液压刨床 差动连接 例1.已知单杆液压缸缸筒直径D=50mm，活塞杆直径 d=35mm，液压泵供油流量为 q=10L／min，试求，(1)液压缸差动连接时的运动速度；(2)若缸在差动阶段所能克服的外负载 F=1000N，缸内油液压力有多大(不计管内压力损失)? 例2.如图（a）所示，一单杆活塞缸，无杆腔的有效工作面积为A1，有杆腔的有效工作面积为A2，且A1=2A2。当供油流量Q=100L/min时，回油流量是多少？若液压缸差动连接,如图（b），其它条件不变，则进入液压缸无杆腔的流量为多少？ 例5.一柱塞缸的柱塞固定，缸筒运动，压力油从空心柱塞中通入，压力为 p=10MPa，流量为q=25L／min，缸筒直径为 D=100mm，柱塞外径为 d=80mm，柱塞内孔直径为 d0=30mm，试求柱塞缸所产生的推力和运动速度。 五、伸缩液压缸 六、齿条活塞缸 七、增压缸 八、摆动式液压缸 结构：1密封块、2缸体、3输出轴、4叶片 §4-2 液压缸的典型结构 2）活塞杆直径d 当速度比 有要求时，则 式中 q ——缸所需流量(m3/s)； v1、v2 ——活塞的伸出、缩回运动速度 (m/s)。 1）缸筒壁厚校核 当 时为薄壁，按下式进行校核 式中δ—缸筒壁厚； D—缸筒内径； Py —缸筒实验压力； [σ]—缸筒材料的许用应力。 当缸筒为厚壁时，按下式进行校核 4）缓冲计算 液压缸在缓冲时，缓冲腔内产生的液压能E1 和工作部件产生的机械能E 2分别为 式中lc—缓冲长度； pc —缓冲腔中的平均缓冲压力； pp—高压腔中油液压力； Ac、 Ap—缓冲腔、高压腔的有效工作面积； m—工作部件总质量； Vo—工作部件运动速度； Ff —摩擦力。 当E1 =E 2时，工作部件的机械能全部被缓冲腔液体所吸收，则 执行元件 液压缸 排气装置 5.排气装置 通常有两种：一种是在液压缸的最高部位处开排气孔，并用管道连接排气阀进行排气；另一种是在液压缸的最高部位安放排气塞。 液压缸 执行元件 液压缸的设计计算 二、液压缸的设计计算 1.液压缸设计中应注意的问题 1）尽量使活塞杆，在受拉状态 下承受最大负载。 2）考虑液压缸行程终了处的缓 冲问题和液压缸排气问题。 3）正确确定液压缸的安装、固定方式。 4）液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计。 2.液压缸主要尺寸的确定 1）缸筒内径D 根据负载的大小和选定工作压力，依公式计算后，再从GB2348-80标准中选取。 液压缸 液压缸的设计计算 执行元件 3）液压缸缸筒长度L 由最大工作行程长度决定。 4）最小导向长度 当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离。 L——缸的最大工作行程。 液压缸的设计计算 液压缸 执行元件 3.强度校核 执行元件 液压缸的设计计算 液压缸 2）活塞杆直径校核 式中 F—活塞杆上的作用力； [σ]—活塞杆材料的许用应力。 3）液压缸盖固定螺栓直径校核 式中 F—液压缸总负载； z—固定螺栓个数； k—螺纹拧紧系数，k=1.12~1.5； σs—材料的屈服极限。[σ]= σs /（1.2~2.5) 执