液壓傳動(dòng)技術(shù) 教學(xué)PPT課件

液壓傳動(dòng)技術(shù) 教學(xué)PPT課件,液壓傳動(dòng)技術(shù),教學(xué)PPT課件,液壓,傳動(dòng),技術(shù),教學(xué),PPT,課件 液壓傳動(dòng)技術(shù)液壓傳動(dòng)技術(shù)項(xiàng)目三項(xiàng)目三 液壓執(zhí)行元件的選用、液壓執(zhí)行元件的選用、拆裝與檢修拆裝與檢修項(xiàng)目導(dǎo)入項(xiàng)目導(dǎo)入液壓傳動(dòng)中的執(zhí)行元件是將流體的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的元件。它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直 線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)（或擺動(dòng)）運(yùn)動(dòng)，其輸入為壓力和流量，輸出為力和速度，或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。液壓執(zhí)行元件是液壓回路中不可缺少的環(huán)節(jié)。生活中的液壓千斤頂、挖掘機(jī)、升降機(jī)等機(jī)械裝置都很好的利用了液壓執(zhí)行裝置來(lái)進(jìn)行工作。執(zhí)行元件分為液液壓壓缸缸和液液壓壓馬馬達(dá)達(dá)，那么它們的工作原理是怎樣的，如何正確的選用執(zhí)行元件呢？任務(wù)一目錄CONTENT液壓缸的選用、拆裝與檢修液壓缸的選用、拆裝與檢修 液壓馬達(dá)的選用液壓馬達(dá)的選用CONTENT任務(wù)二任務(wù)一液壓缸的選用、拆裝與檢修液壓缸的選用、拆裝與檢修 液壓缸的選用、拆裝與檢修液壓缸的選用、拆裝與檢修 學(xué)習(xí)目標(biāo)u掌握液壓缸的工作原理及分類(lèi)u掌握液壓缸基本參數(shù)的計(jì)算u掌握液壓缸的拆裝及檢修u在不同的場(chǎng)合能夠?qū)σ簤焊走M(jìn)行正確的選用任務(wù)描述通過(guò)參觀或觀看視頻，觀察磨床工作臺(tái)、壓力機(jī)、汽車(chē)起重機(jī)、軋鋼設(shè)備等液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械液壓缸的工作過(guò)程，在學(xué)習(xí)液壓缸的類(lèi)型、運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)原理、參數(shù)計(jì)算等相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)不同運(yùn)動(dòng)和工作要求的液壓缸進(jìn)行正確選用。同時(shí)具備液壓缸拆裝及檢修的基本技能。一、液壓缸的分類(lèi) 液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。它的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)部件的機(jī)械能，使運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。u 按其作用方式的不同按其作用方式的不同分為單作用式液壓缸和雙作用式液壓缸兩類(lèi)。單作用式液壓缸中液壓力只能使活塞（或柱塞）單方向運(yùn)動(dòng)，反方向運(yùn)動(dòng)必須靠外力（如彈簧力或自重等）實(shí)現(xiàn)；雙作用式液壓缸可由液壓力實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。u按其結(jié)構(gòu)的不同按其結(jié)構(gòu)的不同分為活塞缸、柱塞缸和擺動(dòng)缸三類(lèi)。一、液壓缸的分類(lèi)各類(lèi)液壓缸的圖形符號(hào)及特點(diǎn)匯總于下：一、液壓缸的分類(lèi)二、液壓缸的參數(shù)計(jì)算活塞兩端都有一根直徑相等的活塞桿伸出的液壓缸稱(chēng)為雙桿式活塞缸。根據(jù)安裝方式的不同可分為缸筒固定式和活塞桿固定式兩種。1.活塞式液壓缸活塞式液壓缸按其使用要求不同可分為雙桿式、單桿式兩種活塞式液壓缸按其使用要求不同可分為雙桿式、單桿式兩種雙桿活塞式液壓缸如圖3-1所示為缸筒固定式的雙桿活塞缸。它的進(jìn)、出油口布置在缸筒兩端,活塞通過(guò)活塞桿帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng),當(dāng)活塞的有效行程為L(zhǎng)時(shí),整個(gè)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍為3L,所以機(jī)床占地面積大,一般適用于小型機(jī)床。二、液壓缸的參數(shù)計(jì)算當(dāng)工作臺(tái)行程要求較長(zhǎng)時(shí),可采用圖3-2(a)所示的活塞桿固定形式,這時(shí),缸體與工作臺(tái)相連,活塞桿通過(guò)支架固定在機(jī)床上，動(dòng)力由缸體傳出。這種安裝形式中，工作臺(tái)的移動(dòng)范圍只等于液壓缸有效行程L的兩倍（2L），因此占地面積小。進(jìn)出油口可以設(shè)置在固定不動(dòng)的空心的活塞桿的兩端,使油液從活塞桿中進(jìn)出,也可設(shè)置在缸體的兩端,但必須使用軟管連接。圖（b）為活塞桿固定式液壓缸的結(jié)構(gòu)剖分圖。二、液壓缸的參數(shù)計(jì)算工作原理：工作原理：由于雙桿活塞缸兩端的活塞桿直徑通常是相等的,因此它左、右兩腔的有效面積也相等。當(dāng)活塞的直徑為 D,活塞桿的直徑為 d,液壓缸進(jìn)、出油壓力為 p1和 p2,輸入流量為 q 時(shí),液壓缸左、右兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的推力 F1、F2和速度 v1、v2為：F F1 1=F=F2 2=A(p=A(p1 1-p-p2 2)=/4(D)=/4(D2 2-d-d2 2)(p)(p1 1-p-p2 2)v v1 1=v v2 2=q/A=4q/(=q/A=4q/(D D2 2-d d2 2)式中：A為活塞的有效工作面積當(dāng)分別向雙桿活塞式液壓缸左、右腔輸入相同壓力和相等流量的壓力油時(shí),活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度和推力相等。二、液壓缸的參數(shù)計(jì)算活塞只有一端帶活塞桿的液壓缸稱(chēng)為單活塞桿式活塞缸。單桿液壓缸也有缸體固定和活塞缸固定兩種形式，但它們的工作臺(tái)移動(dòng)范圍都是活塞有效行程的兩倍。單活塞桿液壓缸單桿活塞缸由于活塞兩端有效面積不等，如果以相同流量的壓力油分別進(jìn)入液壓缸的左、右腔，活塞移動(dòng)的速度與進(jìn)油腔的有效面積成反比，即油液進(jìn)入無(wú)桿腔時(shí)有效面積大，速度慢，進(jìn)入有桿腔時(shí)有效面積小，速度快；而活塞上產(chǎn)生的推力則與進(jìn)油腔的有效面積成正比。二、液壓缸的參數(shù)計(jì)算如圖3-4（a）所示，當(dāng)壓力為 p1，流量為 q的液壓油輸入液壓缸無(wú)桿腔時(shí)，如果液壓缸有桿腔存在背壓 p2，其活塞上產(chǎn)生的推力 F1和速度 v1為:F F1 1=A=A1 1p p1 1-A-A2 2p p2 2=/4 4（p p1 1-p-p2 2）D D2 2+p+p2 2d d2 2 v v1 1=q/A=q/A1 1=4q/=4q/D D2 2當(dāng)油液從如圖3-4（b）所示的右腔（有桿腔）輸入時(shí)，其活塞上所產(chǎn)生的推力 F2和速度 v2為:F F2 2=A=A2 2p p1 1 A A1 1p p2 2=/4 4（p p1 1-p-p2 2）D D2 2-p-p1 1d d2 2 v v2 2=q/A=q/A2 2=4q/=4q/（D D2 2-d-d2 2）二、液壓缸的參數(shù)計(jì)算由于 A1 A2,所以 F1 F2,v1 v2。即活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度和推力不等。若把兩個(gè)方向上的輸出速度 v1和 v2的比值稱(chēng)為速度比，記為v，則v=v2/v1=1/1-（d/D）2。因此，活塞桿直徑越小，v 越接近于1，活塞兩個(gè)方向的速度差值也就越小；如果活塞桿越粗，活塞兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的速度差值就越大。在已知 D和v 的情況下，也就可以較方便地確定 d。二、液壓缸的參數(shù)計(jì)算開(kāi)始工作時(shí)左右兩腔的油液壓力相同，但是由于左腔（無(wú)桿腔）的有效面積大于右腔（有桿腔）的有效面積，故活塞向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使右腔中排出的油液（流量為 q）也進(jìn)入左腔，加大了流入左腔的流量（q+q），從而也加快了活塞移動(dòng)的速度。實(shí)際上活塞在運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于差動(dòng)缸兩腔間的管路中有壓力損失，所以右腔中油液的壓力稍大于左腔油液壓力。而這個(gè)差值一般都較小可以忽略不計(jì)。如圖3-5所示，當(dāng)向單桿活塞缸的左右兩腔同時(shí)通壓力油時(shí)稱(chēng)為差動(dòng)連接差動(dòng)連接。二、液壓缸的參數(shù)計(jì)算則差動(dòng)缸活塞推力 F3和運(yùn)動(dòng)速度v3為：F F3 3=p=p1 1（A A1 1-A-A2 2）=p=p1 1/4 4 d d2 2v v3 3=（q+qq+q）/A/A1 1=q+=q+/4/4（D D2 2-d-d2 2）v v3 3/(/4 D/4 D2 2)即：v v3 3=4q/(=4q/(d d2 2)差動(dòng)連接時(shí)液壓缸的推力比非差動(dòng)連接時(shí)小，速度比非差動(dòng)連接時(shí)大，正好利用這一點(diǎn)，可使在不加大油源流量的情況下得到較快的運(yùn)動(dòng)速度，這種連接方式被廣泛應(yīng)用于組合機(jī)床的液壓動(dòng)力滑臺(tái)和其他機(jī)械設(shè)備的快速運(yùn)動(dòng)中。如果要求快速運(yùn)動(dòng)和快速退回速度相等，即使 v v2 2=v v3 3，則可得 D=2d。二、液壓缸的參數(shù)計(jì)算柱塞缸是一種單作用液壓缸，靠液壓力只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，其工作原理如圖3-6（a）所示，柱塞與工作部件連接，缸筒固定在機(jī)體上。當(dāng)壓力油進(jìn)入缸筒時(shí)，推動(dòng)柱塞帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件向右運(yùn)動(dòng)，但反向退回時(shí)必須靠其它外力或自重驅(qū)動(dòng)。柱塞缸通常成對(duì)反向布置使用，如圖3-6（b）所示。2.柱塞缸二、液壓缸的參數(shù)計(jì)算當(dāng)柱塞的直徑為d，輸入液壓油的流量為q，壓力為p時(shí)，其柱塞上所產(chǎn)生的推力F和速度v為:F F =pA=pA =p=p/4 4 d d2 2v=q/A=4q/(v=q/A=4q/(d d2 2)柱塞式液壓缸的主要特點(diǎn)是柱塞與缸筒無(wú)配合要求，缸筒內(nèi)孔不需精加工，甚至可以不加工。運(yùn)動(dòng)時(shí)由缸蓋上的導(dǎo)向套來(lái)導(dǎo)向，所以它特別適用在行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合。三、其他液壓缸.增壓缸增壓液壓缸又稱(chēng)增壓器。在某些短時(shí)或局部需要高壓液體的液壓系統(tǒng)中，常用增壓缸與低壓大流量泵配合作用。它有單作用和雙作用兩種形式。三、其他液壓缸圖3-8（a）所示為單作用增壓缸的工作原理圖。當(dāng)?shù)蛪簽?p1的油液推動(dòng)增壓缸的大 活塞時(shí)，大活塞推動(dòng)與其連成一體的小活塞輸出壓力為 p2的高壓液體。當(dāng)大活塞直徑為D，小活塞直徑為d時(shí)，p p2 2=p=p1 1(D/d)(D/d)2 2=Kp=Kp1 1 式中，K=D2/d2,稱(chēng)為增壓比，它代表其增壓能力u增壓缸僅僅是增大輸出的壓力，并不能增大輸出的能量u單作用增壓缸在小活塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)，不能再輸出高壓液體，需要將活塞退回到左端位 置，再向右行時(shí)才又輸出高壓液體，即只能在一次行程中輸出高壓液體。為了克服這一缺點(diǎn)，可采用雙作用增壓缸，如圖3-8（b）所示，由兩個(gè)高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。三、其他液壓缸伸縮式液壓缸由兩個(gè)或多個(gè)活塞式液壓缸套裝而成，前一級(jí)活塞缸的活塞是后一級(jí)活塞缸的缸筒。伸出時(shí)可獲得很長(zhǎng)的工作行程，縮回時(shí)可保持很小的結(jié)構(gòu)尺寸。伸縮缸被廣泛用于起重運(yùn)輸車(chē)輛上。套筒式伸縮缸的外伸動(dòng)作是逐級(jí)進(jìn)行的。首先是最大直徑的缸筒以最低的油液壓力開(kāi)始外伸，當(dāng)?shù)竭_(dá)行程終點(diǎn)后，稍小直徑的缸筒開(kāi)始外伸，直徑最小的末級(jí)最后伸出。隨著工作級(jí)數(shù)增多，外伸缸筒直徑越來(lái)越小，工作油液壓力隨之升高，工作速度變快。2.伸縮缸三、其他液壓缸圖3-10（a）所示為單作用式伸縮缸，圖3-10（b）所示為雙作用式伸縮缸，前者靠外力回程，而后者靠液壓回程。三、其他液壓缸齒輪式液壓缸又稱(chēng)無(wú)桿式活塞缸，它由柱塞缸和一套齒輪齒條傳動(dòng)裝置組成。當(dāng)壓力油推動(dòng)活塞左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒條就推動(dòng)齒輪做往復(fù)旋轉(zhuǎn)，從而齒輪驅(qū)動(dòng)工作部件（如組合機(jī)床中的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)）作周期性的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3.齒輪缸三、其他液壓缸4.擺動(dòng)缸擺動(dòng)式液壓缸也稱(chēng)為擺動(dòng)液壓馬達(dá)，如圖3-13所示。當(dāng)它通入壓力油時(shí)，它的主軸能輸出小于360的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，常用于夾具夾緊裝置、送料裝置、轉(zhuǎn)位裝置以及需要周期性進(jìn)給的系統(tǒng)中。圖（a）為單葉片式擺動(dòng)缸，它的擺動(dòng)角度較大，可達(dá)300。圖（b）所示為雙葉片式擺動(dòng)缸，它的擺動(dòng)角度較小，可達(dá)150，它的輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片式的兩倍，而角速度則是單葉片式的一半。四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸筒和缸蓋缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿活塞和活塞桿、密封裝置密封裝置、緩沖裝置緩沖裝置和排氣裝置排氣裝置五部分。四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成1.缸筒與缸蓋在設(shè)計(jì)過(guò)程中，缸筒和缸蓋采用何種連接方式主要取決于液壓缸的工作壓力、缸筒的材料和具體工作條件。u當(dāng)工作壓力p10 MPa時(shí)使用鑄鐵缸筒，它的連接方式多用（a）法蘭連接，這種結(jié)構(gòu)易于加工和裝拆，但外形尺寸大。u當(dāng)工作壓力 p20 MPa時(shí)使用鑄鋼或鍛鋼。它與缸蓋的連接方式常用圖（b）、（c）半環(huán)連接和螺紋連接。采用半環(huán)連接拆裝方便，但削弱了強(qiáng)度，有時(shí)要加厚缸壁。采用螺紋連接時(shí)，缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工時(shí)要求保證內(nèi)外徑同心，裝卸時(shí)要使用專(zhuān)用工具。但外形尺寸和重量均較小，常用于無(wú)縫鋼管或鑄鋼制的缸筒上。四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成2.活塞和活塞桿u 活塞和活塞桿連接方式必須保證連接可靠活塞和活塞桿連接方式必須保證連接可靠四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成u（a）為活塞與活塞桿之間采用螺紋連接，它適用負(fù)載較小，受力無(wú)沖擊的液壓缸中。螺紋連接雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便可靠，但在活塞桿上車(chē)螺紋將削弱其強(qiáng)度。u（b）和（c）為卡環(huán)式連接方式。（b）中活塞桿上開(kāi)有一個(gè)環(huán)形槽，槽內(nèi)裝有兩個(gè)半環(huán)以?shī)A緊活塞，半環(huán)由軸套套住，而軸套的軸向位置用彈簧卡圈來(lái)固定。u（c）中的活塞桿，使用了兩個(gè)半環(huán)，它們分別由兩個(gè)密封圈座套住，半圓形的活塞安放在密封圈座的中間。u（d）是一種徑向銷(xiāo)式連接結(jié)構(gòu)，用錐銷(xiāo)把活塞固定在活塞桿上，這種連接方式特別適用于雙出桿式活塞。四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成3.密封裝置（a）為間隙密封，它依靠運(yùn)動(dòng)件之間的微小間隙來(lái)防止泄漏。（b）所示為摩擦環(huán)密封，它依靠套在活塞上的摩 擦環(huán)（尼龍或其他高分子材料制成），在摩擦環(huán)彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏。（c）、（d）所示為密封圈（O形圈、V形圈）密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動(dòng)配合面之間來(lái)防止泄漏。對(duì)于活塞桿外伸部分來(lái)說(shuō)，由于它很容易把臟物帶入液壓缸，使油液受到污染，使密封件磨損，因此常需要在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一端。四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成u（a）為間隙式緩沖裝置：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但緩沖壓力不可調(diào)節(jié)，且實(shí)現(xiàn)減速所需行程較長(zhǎng)，適用于移動(dòng)部件慣性不大，移動(dòng)速度不太高的場(chǎng)合。u（b）為可調(diào)節(jié)流緩沖裝置：可根據(jù)負(fù)載情況調(diào)整節(jié)流閥開(kāi)口的大小，改變緩沖壓力的大小，因此適用范圍較廣。u（c）為可變節(jié)流緩沖裝置：在緩沖過(guò)程中能自動(dòng)改變其節(jié)流口大?。S著活塞運(yùn)動(dòng)速度的降低而相應(yīng)關(guān)小節(jié)流口），因而使緩沖作用均勻，沖擊壓力小，制動(dòng)位置精度高。4.緩沖裝置四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成u排氣裝置一般設(shè)置在液壓缸的最高部位（那里往往是空氣聚積的地方）。u排氣裝置通常有兩種：一種是在液壓缸的最高部位處開(kāi)排氣孔，并用管道連接排氣閥進(jìn)行排氣；另一種是在液壓缸的最高部位安放排氣塞。u兩種排氣裝置都是在液壓缸排氣時(shí)打開(kāi)（讓活塞全行程往復(fù)移動(dòng)數(shù)次），排氣完畢后關(guān)閉。5.排氣裝置任務(wù)實(shí)施 一、液壓缸的拆裝與檢修 1.拆卸液壓缸擰出四只拉桿螺母取下四根拉桿；取下后端蓋、缸筒；分離前端蓋與活塞桿活塞組合；將零件各部位密封圈卸下（對(duì)Y型圈注意方向，而活塞上的組合圈無(wú)法取出）。任務(wù)實(shí)施首先應(yīng)對(duì)液壓缸各零件進(jìn)行外觀檢查，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷是否可用。（1 1）缸筒內(nèi)表面）缸筒內(nèi)表面 缸筒內(nèi)表面有很淺的線狀摩擦或點(diǎn)狀傷痕是允許的，但如果有縱狀拉傷深痕時(shí)，必須對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行研磨，也可用極細(xì)的砂紙或油石修正。當(dāng)縱狀拉傷為深痕而無(wú)法修正時(shí)，就必須更換新缸筒。（2 2）活塞桿的滑動(dòng)面）活塞桿的滑動(dòng)面 產(chǎn)生縱狀拉傷時(shí)，其判斷與處理方法與缸筒內(nèi)表面相同。但是，活塞桿的滑動(dòng)面一般是鍍硬鉻的，如果部分鍍層因磨損產(chǎn)生剝離，形成縱狀傷痕時(shí)，活塞桿密封處的漏油對(duì)運(yùn)動(dòng)影響很大。必須除去原有的鍍層，重新鍍鉻、拋光，鍍鉻厚度為0.005 mm左右。2.油缸拆卸后的檢查任務(wù)實(shí)施（3 3）密封）密封 活塞密封件是防止液壓缸內(nèi)部漏油的關(guān)鍵零件。檢查密封件時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先觀察密封件的唇邊有無(wú)損傷，以及密封摩擦面的磨損情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)密封件唇口有輕微的傷痕，摩擦面略有磨損時(shí)，最好能更換新的密封件。對(duì)使用已久、材質(zhì)產(chǎn)生硬化變脆的密封件，也須更換。（4 4）活塞桿導(dǎo)向套的內(nèi)表面）活塞桿導(dǎo)向套的內(nèi)表面 導(dǎo)向套內(nèi)表面若有傷痕，對(duì)使用沒(méi)有妨礙。但是，如果不均勻磨損的深度在0.20.3 mm時(shí)，就應(yīng)該更換新的導(dǎo)向套。任務(wù)實(shí)施（5 5）活塞表面）活塞表面 若傷痕深度達(dá)到0.20.3 mm時(shí)，就應(yīng)更換新的活塞。另外，還要檢查是否有端面的碰撞、內(nèi)壓引起活塞的裂縫，如有，則必須更換活塞，因?yàn)榱芽p可能會(huì)引起內(nèi)部漏油。另外還需要檢查密封槽是否受損傷。（6 6）其他）其他 檢查時(shí)應(yīng)留意端蓋、耳環(huán)、絞軸是否有裂紋，活塞桿頂端螺紋，油口螺紋有無(wú)異常，焊接部分是否有裂縫現(xiàn)象。任務(wù)實(shí)施先將液壓缸內(nèi)的所有零部件用煤油進(jìn)行清洗、檢驗(yàn)、分析，均勻涂上潤(rùn)滑油。按拆卸的相反順序裝配液壓缸，裝配活塞桿時(shí)，按照拆開(kāi)時(shí)的記錄順序和位置安裝；安裝四只拉桿時(shí)，注意四只拉桿的安裝順序，對(duì)角安裝，依次逐步擰緊，保證液壓缸的密封性，裝配時(shí)嚴(yán)禁遺漏零件。將液壓缸外表面擦拭干凈，整理工作臺(tái)。3.液壓缸的安裝任務(wù)實(shí)施二、液壓缸的選用選用液壓缸時(shí)，應(yīng)認(rèn)真分析工作機(jī)構(gòu)對(duì)液壓缸的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力要求，并考慮工作條件，合理選擇液壓缸類(lèi)型。平面磨床工作臺(tái)平面磨床工作臺(tái)正常工作時(shí)，要帶動(dòng)工件做速度相等的直線往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，且往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)兩個(gè)方向要克服的負(fù)載相同。這就要求液壓缸能夠進(jìn)行速度相同的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，且受到的推力相同，通過(guò)上面對(duì)液壓缸的簡(jiǎn)單介紹，我們了解到雙桿式活塞缸左、右兩腔的有效面積相等，當(dāng)分別向左、右腔輸入相同壓力和相等流量的油液時(shí)，液壓缸左、右兩個(gè)方向的推力和速度相等，能夠滿(mǎn)足平面磨床工作臺(tái)的工作要求，所以磨床工作臺(tái)的液壓缸選擇雙桿式活塞缸雙桿式活塞缸。任務(wù)實(shí)施油壓機(jī)壓力機(jī)工作時(shí)，要求液壓缸帶動(dòng)橫梁向下運(yùn)動(dòng)速度要慢、壓力要大；液壓缸帶動(dòng)橫梁向上運(yùn)動(dòng)速度要快、壓力要小。通過(guò)上面對(duì)液壓缸的簡(jiǎn)單介紹，我們了解到單桿式活塞缸兩腔有效面積不相等，如果以相同流量的壓力油進(jìn)入有桿腔時(shí)，活塞移動(dòng)速度快，產(chǎn)生的推力?。贿M(jìn)入無(wú)桿腔時(shí)，活塞移動(dòng)速度慢，產(chǎn)生的推力大，正好符合壓力機(jī)對(duì)液壓缸要求慢速壓制、快速回程的工藝要求。所以壓力機(jī)的液壓缸選用單活塞式液壓缸單活塞式液壓缸。任務(wù)實(shí)施鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)升降機(jī)構(gòu)鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)是連鑄機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備之一，起著連接上下兩道工序的重要作用。鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)承載幾十噸到幾百?lài)嵉匿摪?，所受的載荷比較大，在鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)鋼包進(jìn)行升降時(shí)，要求能夠平穩(wěn)的垂直升降，這就要求液壓缸有足夠的剛度來(lái)承受大的載荷。當(dāng)液壓缸承受較大載荷時(shí)，由于活塞式液壓缸的活塞桿沒(méi)有足夠的剛度來(lái)承受如此大的載荷，一般采用柱塞缸。通過(guò)上面對(duì)液壓缸的簡(jiǎn)單介紹，我們了解到柱塞式液壓缸的性能符合鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)鋼包升降的要求，所以鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)液壓缸采用柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸。知識(shí)拓展液壓缸的設(shè)計(jì)1.液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題在設(shè)計(jì)液壓缸之前，必須對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，編制負(fù)載圖，選定系統(tǒng)的工作壓力，然后根據(jù)使用要求選擇結(jié)構(gòu)類(lèi)型，按負(fù)載情況、運(yùn)動(dòng)要求、最大行程等確定其主要工作尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性和緩沖驗(yàn)算，最后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（1）盡量使液壓缸的活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載，或在受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。（2）考慮液壓缸行程終了處的制動(dòng)問(wèn)題和液壓缸的排氣問(wèn)題。缸內(nèi)如無(wú)緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)的措施。但是并非所有的液壓缸都要考慮這些問(wèn)題。知識(shí)拓展（3）根據(jù)主機(jī)的工作要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，正確確定液壓缸的安裝、固定方式。但液壓缸只能一端定位。（4）液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，加工、裝配和維修方便.2.液壓缸主要尺寸的確定u液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸主要有三個(gè):缸筒內(nèi)徑缸筒內(nèi)徑 D D、活塞桿直徑活塞桿直徑 d d和缸筒長(zhǎng)度缸筒長(zhǎng)度 L L。u液壓缸的缸筒內(nèi)徑液壓缸的缸筒內(nèi)徑 D D根據(jù)負(fù)載的大小和選定的工作壓力，或運(yùn)動(dòng)速度和輸入的流量，依上述公式計(jì)算之后，再?gòu)腉B/T2348 1993（等效于ISO3320 1987）標(biāo)準(zhǔn)中選取最近的標(biāo)準(zhǔn)值而得出。知識(shí)拓展u活塞桿直徑活塞桿直徑d d液壓缸活塞桿的直徑 d通常先滿(mǎn)足液壓缸速度或速比的要求來(lái)選擇，然后再校核其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，若速比為V，則 u液壓缸缸筒長(zhǎng)度液壓缸缸筒長(zhǎng)度 L L液壓缸的缸筒長(zhǎng)度 L由最大工作行程長(zhǎng)度決定，缸筒的長(zhǎng)度一般最好不超過(guò)其內(nèi)徑的20倍。知識(shí)拓展u最小導(dǎo)向長(zhǎng)度最小導(dǎo)向長(zhǎng)度當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離稱(chēng)為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。對(duì)于一般的液壓缸，當(dāng)液壓缸的最大行程為 L，缸筒直徑為 D時(shí)，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度為:H L/20+D/2H L/20+D/2知識(shí)拓展l活塞的寬度，一般取 B=（0.61.0）D;l導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度 A，在 D 80 mm時(shí)取 A=（0.61.0）d。為保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度，過(guò)分增大 A和 B都是不適宜的，必要時(shí)可在導(dǎo)向套與活塞之間裝一隔套（圖中零件K）。隔套的長(zhǎng)度 C由需要的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 H決定，即 C=H 1/2C=H 1/2（A+BA+B）知識(shí)拓展3.強(qiáng)度校核液壓缸的缸筒壁厚、活塞桿直徑 d和缸蓋處固定螺栓的直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。u缸筒壁厚校核缸筒壁厚校核a.當(dāng) D/10時(shí)為薄壁，壁厚按下式進(jìn)行校核：p py y D/2 D/2b.當(dāng) D/10時(shí)，壁厚按下式進(jìn)行校核：注意：注意：若液壓缸缸筒與缸蓋采用半環(huán)連接，應(yīng)取缸筒壁厚最小處的值。式中，D為缸筒內(nèi)徑；p py y為缸筒試驗(yàn)壓力，當(dāng)缸筒的額定壓力 pn 16 MPa時(shí)取 p py y=1.5pn，當(dāng) pn 16 MPa時(shí) p py y取=1.25 pn；為缸筒材料的許用應(yīng)力，=b/n，b為材料抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取 n=5。知識(shí)拓展u活塞桿直徑校核活塞桿直徑校核活塞桿直徑 d的校核按下式進(jìn)行：式中，F(xiàn)為活塞桿上的作用力；為活塞桿材料的許用應(yīng)力，=b/1.4。任務(wù)二液壓馬達(dá)的選用液壓馬達(dá)的選用液壓馬達(dá)的選用液壓馬達(dá)的選用學(xué)習(xí)目標(biāo)u了解液壓馬達(dá)的工作原理及分類(lèi)u掌握液壓馬達(dá)的基本參數(shù)和基本性能u在不同的場(chǎng)合能夠?qū)σ簤厚R達(dá)進(jìn)行正確的選用任務(wù)描述通過(guò)視頻或參觀，觀察各液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程。在學(xué)習(xí)液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)原理、分類(lèi)及性能參數(shù)等相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)上，為鋼卷小車(chē)行走機(jī)構(gòu)、汽車(chē)起重機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)和起升機(jī)構(gòu)等選用滿(mǎn)足工作要求的液壓馬達(dá)。一、液壓馬達(dá)的特點(diǎn)及分類(lèi)u從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)來(lái)看，液壓泵與液壓馬達(dá)是可逆工作的液壓元件，向任何一種液壓泵輸入工作液體，都可使其變成液壓馬達(dá)工況；反之，當(dāng)液壓馬達(dá)的主軸由外力矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，也可變?yōu)橐簤罕霉r。u兩者工作條件不同，對(duì)它們的性能要求也不一樣，所以同類(lèi)型的液壓馬達(dá)和液壓泵之間，仍存在許多差別，不能相互代替使用。首先液壓馬達(dá)應(yīng)能夠正、反轉(zhuǎn)，因而要求其內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)；液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍需要足夠大，特別對(duì)它的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速有一定的要求。因此，它通常都采用滾動(dòng)軸承或靜壓滑動(dòng)軸承。其次液壓馬達(dá)由于在輸入壓力油條件下工作，因而不必具備自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。特點(diǎn)：一、液壓馬達(dá)的特點(diǎn)及分類(lèi)u按結(jié)構(gòu)類(lèi)型按結(jié)構(gòu)類(lèi)型液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)分可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式和其他型式。u按額定轉(zhuǎn)速按額定轉(zhuǎn)速按液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類(lèi)。額定轉(zhuǎn)速高于500 r/min的屬于高速液壓馬達(dá)，高速液壓馬達(dá)的基本形式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。低速液壓馬達(dá)的基本形式是徑向柱塞式。額定轉(zhuǎn)速低于500 r/min的屬于低速液壓馬達(dá)。通常低速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩較大（可達(dá)幾千牛米到幾萬(wàn)牛米），所以又稱(chēng)為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。分類(lèi)：二、液壓馬達(dá)的工作原理如圖所示：當(dāng)壓力油通入壓油腔后，在葉片1、3（或5、7）上，一面作用有壓力油，另一面為低壓油。由于葉片3伸出的面積大于葉片1伸出的面積，因此作用于葉片3上的總液壓力大于作用于葉片1上的總液壓力，于是壓力差使葉片帶動(dòng)轉(zhuǎn)子作逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。作用于其他葉片如5、7上的液壓力，其作用原理同上。葉片2、6兩面同時(shí)受壓力油作用，受力平衡對(duì)轉(zhuǎn)子不產(chǎn)生作用轉(zhuǎn)矩。葉片式液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩與液壓馬達(dá)的排量和液壓馬達(dá)出口之間的壓力差有關(guān)，其轉(zhuǎn)速由輸入液壓馬達(dá)的流量大小來(lái)決定。1.葉片式液壓馬達(dá)二、液壓馬達(dá)的工作原理注意：注意：1.由于液壓馬達(dá)一般都要求能正反轉(zhuǎn)，所以葉片式液壓馬達(dá)的葉片要徑向放置。2.為了使葉片根部始終通有壓力油，在回、壓油腔通入葉片根部的通路上應(yīng)設(shè)置單向閥。3.為了確保葉片式液壓馬達(dá)在壓力油通入后能正常啟動(dòng)，必須使葉片頂部和定子內(nèi)表面緊密接觸，以保證良好的密封，因此在葉片根部應(yīng)設(shè)置預(yù)緊彈簧。應(yīng)用：應(yīng)用：葉片式液壓馬達(dá)體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)作靈敏，可適用于換向頻率較高的場(chǎng)合。但泄漏量較大，低速工作時(shí)不穩(wěn)定。因此葉片式液壓馬達(dá)一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動(dòng)作要求靈敏的場(chǎng)合。二、液壓馬達(dá)的工作原理當(dāng)壓力油經(jīng)固定的配油軸4的窗口進(jìn)入缸體 3內(nèi)柱塞 1的底部時(shí)，柱塞向外伸出，緊緊頂住定子 2的內(nèi)壁。由于定子與缸體存在一偏心距 e。在柱塞與定子接觸處，定子對(duì)柱塞的反作用力為 FN。力 FN 可分解為 FF 和 FT兩個(gè)分力。力 FT對(duì)缸體產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩，使缸體旋轉(zhuǎn)。缸體再通過(guò)端面連接的傳動(dòng)軸向外輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。2.徑向柱塞式液壓馬達(dá)三、液壓馬達(dá)的基本參數(shù)若液壓馬達(dá)的排量為 V，以轉(zhuǎn)速 n 旋轉(zhuǎn)，在理想情況下，液壓馬達(dá)需要油液流量為 qt（理論流量）。由于馬達(dá)存在泄漏，故實(shí)際所需流量應(yīng)大于理論流量。設(shè)馬達(dá)的泄漏量為q，則實(shí)際供給馬達(dá)的流量應(yīng)為 q=qq=qt t+q+qu液壓馬達(dá)的容積效率 v 是理論流量與實(shí)際流量之比，即：u液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速：1.容積效率和轉(zhuǎn)速液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)為轉(zhuǎn)速液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)為轉(zhuǎn)速 n n、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩 T T和效率和效率。v v =q qt t/q /q n=(q/V)n=(q/V)v v 三、液壓馬達(dá)的基本參數(shù)若不考慮馬達(dá)的摩擦損失，液壓馬達(dá)的理論輸出轉(zhuǎn)矩 Tt 的計(jì)算公式與泵相同，即:T Tt t=pV/=pV/（2 2）u實(shí)際上液壓馬達(dá)存在機(jī)械損壞，設(shè)摩擦損壞造成的轉(zhuǎn)矩為T(mén)，則液壓馬達(dá)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩T=TT=Tt t T T，設(shè)機(jī)械效率為m，則u液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩：2.轉(zhuǎn)矩和機(jī)械效率m m=T/T=T/Tt tT=TT=Tt tm m=pV/(2=pV/(2)m m三、液壓馬達(dá)的基本參數(shù)由上式可知液壓馬達(dá)的總效率等于液壓馬達(dá)的機(jī)械效率和容積效率的乘積。3.液壓馬達(dá)的總效率 四、液壓馬達(dá)的選用選擇液壓馬達(dá)時(shí)需考慮的因素較多，如:轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、工作壓力、排量、效率、外形等。由于液壓馬達(dá)和泵在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似，關(guān)于泵的選用原則同樣適用于馬達(dá)。u 一般齒輪結(jié)構(gòu)馬達(dá)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，常用于高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩和平穩(wěn)性要求不高的工作場(chǎng)合，如風(fēng)扇、驅(qū)動(dòng)研磨機(jī)等。u葉片馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)慣性量小，動(dòng)作靈敏，但容積效率不高，機(jī)械特性軟，適用于中速以上、轉(zhuǎn)矩中等、要求啟動(dòng)、換向頻繁的場(chǎng)合，如磨床工作臺(tái)的驅(qū)動(dòng)、機(jī)床操作系統(tǒng)等。u軸向柱塞馬達(dá)容積效率高，調(diào)速范圍大，且低速平穩(wěn)性好，但耐沖擊性能差，常用于要求較高的高壓系統(tǒng)，如船舶、工程機(jī)械、起重機(jī)械等的回轉(zhuǎn)、起重液壓系統(tǒng)中。u徑向柱塞馬達(dá)屬于低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)，若選用徑向柱塞馬達(dá)，一般不需要減速箱，可直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。任務(wù)實(shí)施液壓馬達(dá)的選用任務(wù)分析某熱軋鋼卷運(yùn)輸小車(chē)行走機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)。已知該系統(tǒng)工作壓力為 16 MPa。經(jīng)工況分析，確定所需馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速為 2.512.5 r/min，輸出轉(zhuǎn)矩為260 Nm，為該行走機(jī)構(gòu)選擇合適的液壓馬達(dá)。首先根據(jù)液壓馬達(dá)的工況和應(yīng)用場(chǎng)合選擇馬馬達(dá)達(dá)類(lèi)類(lèi)型型，然后根據(jù)馬達(dá)所驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及工作壓力選擇液壓馬達(dá)的型號(hào)液壓馬達(dá)的型號(hào)。任務(wù)實(shí)施u馬達(dá)類(lèi)型馬達(dá)類(lèi)型由要求馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速為 2.512.5 r/min，可知，該馬達(dá)的工況為低速運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到滿(mǎn)足低速穩(wěn)定性要求的馬達(dá)，應(yīng)選徑向柱塞馬達(dá)徑向柱塞馬達(dá)。u馬達(dá)型號(hào)馬達(dá)型號(hào)由工作壓力為 16 MPa，輸出轉(zhuǎn)矩為 260 Nm，輸出轉(zhuǎn)速為 2.512.5 r/min等技術(shù)參數(shù)要求，由液壓技術(shù)手冊(cè)，可選擇 PJM型或 QJM型徑向柱塞馬達(dá)。如可選擇 1QJM21-0.321QJM21-0.32型徑向馬達(dá)型徑向馬達(dá)。項(xiàng)目小結(jié)液壓執(zhí)行元件是把液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能輸出的裝置，它有液壓缸和液壓馬達(dá)兩種類(lèi)型，液壓缸把液壓能變成直線運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的機(jī)械能，輸出力和速度；而液壓馬達(dá)是將液壓能變成連續(xù)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。液壓缸有活塞式、柱塞式、擺動(dòng)式等形式。液壓馬達(dá)有齒輪式、葉片式、柱塞式等形式。本項(xiàng)目主要討論了液壓缸、液壓馬達(dá)的工作原理、分類(lèi)、結(jié)構(gòu)以及參數(shù)計(jì)算，其中重重點(diǎn)點(diǎn)介 紹了單作用、雙作用液壓缸的工作特點(diǎn)以及速度、推力的計(jì)算，并對(duì)液壓缸的拆裝與維修進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，難點(diǎn)難點(diǎn)是對(duì)執(zhí)行元件的正確選用。謝謝