1、项目三液压执行元件的使用项目三 液压执行元件的使用一、 教学目标1.液压缸的使用2.液压马达的使用二、 课时分配本项目共两个任务,安排四个课时三、 教学重点1.液压缸的使用2.液压马达的使用四、 教学难点1.液压缸的使用2.液压马达的使用五、 教学任务任务一 液压缸的使用任务引入:液压缸是将液压泵输出的压力能转换为机械能的执行元件,它主要是用来输出直线运动(也包括摆动运动)。液压缸引导问题:1.在液压系统中,液压缸起到什么作用?2.液压缸有哪些典型结构?3.单杆活塞式液压缸的推力和速度受哪些因素影响?知识链接:一、液压缸的类型及特点1.双杆活塞式液压缸(b)活塞杆固定式液压缸(d)实物图(e)
2、拆装图双杆活塞式液压缸当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时,液压缸左、右两个方向的推力和速度相等,当活塞的直径为D,活塞杆的直径为d,液压缸进、出油腔的压力为1和2,输入流量为时,双杆活塞缸的推力和速度v为2.单杆活塞式液压缸(c)实物图 (d)拆装图单杆活塞式液压缸1-活塞;2-缸体;3-活塞杆;4-工作台(1)单杆活塞式液压缸的特点无杆腔进油有杆腔进油有两式得:(2)液压缸差动连接差动连接例3-1,差动连接液压缸,无杆腔有效面积A1=40 cm2,有杆腔有效面积A2=20 cm2,输入油液流量q=0.4210-3m3/s,压力p=0.1 MPa,问活塞向哪个方向运动?运动速度是多
3、少?能克服多大的工作阻力?差动连接液压缸解:因为液压缸差动连接,所以液压缸两腔的压力相等,p=0.1 MPa=1105Pa。活塞向右的推力F1=pA1=1054010-4N=400 N活塞向左的推力F2=PA2=1052010-4N=200 N由于F1F2,故活塞向右运动。活塞向右运动能克服的最大阻力F=F1-F2=(400-200)N=200 N活塞向右运动速度v=qA1-A2=0.4210-3(40-20)10-4=0.21 m/s。二、液压缸的典型结构举例1.双作用单杆活塞式液压缸双作用单杆活塞式液压缸1-缸底;2-半环;3、5、9、11-密封圈;4-活塞;6-缸筒;7-活塞杆;8-导向
4、套;10-缸盖;12-防尘圈;13-耳轴三、液压缸的组成1.缸体组件缸体组件连接形式2.活塞组件活塞与活塞杆连接形式3.密封装置(1)间隙密封间隙密封(2)O形密封圈形密封圈(3)Y形密封圈Y形密封圈Yx形密封圈(4)V形密封圈V形密封圈4.缓冲装置液压缸的缓冲装置5.排气装置液压缸的排气装置6.活塞杆头部结构活塞杆头部结构任务实施:一、液压缸的选用1.液压缸的选用液压缸的标准化有以下四种情况:(1)完全标准的液压缸;(2)在标准液压缸的基础上,对个别部分改进设计或改装的液压缸;(3)借用标准液压缸某些零件的非标准液压缸;(4)完全非标准液压缸。非标准液压缸的设计,也要尽量遵守有关标准的规定,
5、选择标准的或系列的压力等级、液压缸内径、活塞杆外径、行程等。二、液压缸的设计与计算1.液压缸工作压力的确定(1)载荷选定法按负载选择执行元件的工作压力(2)类比选定法各类液压设备常用的工作压力2.液压缸内径D和活塞杆直径d活塞杆直径的选取3.缸筒长度液压缸缸筒的长度由所需行程及结构上的需要确定,即液压缸缸筒长度=活塞行程+活塞长度+活塞杆导向套长度+活塞杆密封长度+其他长度。4.液压缸壁厚当D/10时,按薄壁筒公式计算:当D/10时,按厚壁筒公式计算:三、液压缸的安装与调整1.液压缸的安装2.液压缸的调整知识扩展:一、柱塞式液压缸柱塞缸二、增压式液压缸增压式液压缸三、摆动式液压缸摆动式液压缸是
6、一种输出转矩并实现往复摆动的液压执行元件,又称摆动式液压马达。常用的有单叶片式和双叶片式。摆动式液压缸1-叶片轴; 2-缸体;3-定子块;4-回转叶片四、伸缩式液压缸伸缩式液压缸又称多级缸。伸缩式液压缸1-一级缸筒;2-一级活塞;3-二级缸筒;4-二级活塞;5-活塞杆;6-缸盖五、齿条活塞缸齿条活塞缸1- 双活塞缸;2-传动机构技能拓展:液压缸的常见故障与排除方法1.外泄漏2.速度达不到规定值3.缓冲装置故障4.活塞杆不能动作思考与练习:一、填空题1.液压马达和液压缸是液压系统的装置,作用是将能转化为能。2.对于差动液压缸,若使其往返速度相等,则活塞面积应为活塞杆面积的倍。3.当工作行程较长时
7、,采用较合适。4.排气装置应设在液压缸的位置。5.在液压缸中,为了减少活塞在终端的冲击,应采取措施。6.液压缸的结构可分为、和等五个部分。7.液压缸按结构不同,可分为、和三大类。8.双活塞杆缸常用于的场合。9.单活塞杆缸常用于一个方向,另一方向设备的液压系统。10.活塞缸差动连接时,比其非差动连接同向运动获得的、。因此,在机床的液压系统中常用其实现运动部件的空行程快进。11.增压缸能将转变为供液压系统中某一支路使用。 12.伸缩式液压缸活塞伸出顺序是,伸出的速度是;活塞缩回的顺序一般是;活塞缩回的速度是。13.液压缸中常用的缓冲装置有、和。二、判断题1.液压缸是把液体的压力能转换成机械能的能量
8、转换装置。()2.双活塞杆液压缸又称为双作用液压缸,单活塞杆液压缸又称为单作用液压缸。()3.液压缸差动连接可以提高活塞的运动速度,并可以得到很大的输出推力。()4.差动连接的单出杆活塞液压缸,可使活塞实现快速运动。()5.液压缸活塞运动速度只取决于输入流量的大小,与压力无关。()6.输入单杆活塞缸两腔的压力相等,活塞两个方向所获得的推力就相等。()7.同是单杆活塞缸无杆腔进油,活塞运动或缸体运动,两者的方向是相同的。()8.双作用双杆活塞缸,如进入缸的流量相同,往复运动的两个方向上速度相等。()9.柱塞缸是双作用液压缸。()10.增压缸是一种直接驱动负载的执行元件,功用是将液压能转变为机械能
9、。()11.液压缸的缓冲装置是防止活塞在行程终了时和缸盖发生撞击。()12.双叶片缸与单叶片缸在机构尺寸相同时,双叶片缸输出转矩大于单叶片缸。()三、选择题1.单出杆活塞式液压缸的特点是()。A.活塞两个方向的作用力相等B.活塞有效作用面积为活塞杆面积2倍时,工作台往复运动速度相等C.其运动范围是工作行程的3倍D.常用于实现机床的快速退回及工作进给2.液压缸差动连接工作时的作用力是()。A.F=p2(D2-d2)B.F=p2d2C.F=p4(D2-d2)D.F=p4d23.起重设备要求伸出行程长时,常采用的液压缸形式是()。A.活塞缸B.柱塞缸C.摆动缸D.伸缩缸4.要实现工作台往复运动速度不
10、一致,可采用()。A.双出杆活塞式液压缸B.柱塞缸C.活塞面积为活塞杆面积2倍的差动液压缸D.单出杆活塞式液压缸5.液压龙门刨床的工作台较长,考虑到液压缸缸体长,孔加工困难,所以采用()液压缸较好。A.单出杆活塞式 B.双出杆活塞式C.柱塞式 D.摆动式6.双活塞杆缸,当活塞杆固定时,缸与运动部件连接,运动件的运动范围略大于液压缸有效行程的。A.1倍 B.2倍 C.3倍7.单活塞杆缸作为差动连接时,若使往复运动速度相等,其活塞面积应为活塞杆面积的倍。A.1 B.2 C.2 8.液压缸差动连接工作时,活塞的。A.运动速度增加推力增加 B.运动速度减少推力增加C.运动速度减少推力减少D.运动速度增
11、加推力减少9.在某一液压设备中需要一个完成很长工作行程的液压缸,宜采用下述液压缸中的。A.单活塞杆缸B.双活塞杆缸C.柱塞缸D.增压缸10.液压缸活塞面积一定时,液压缸的运动速度取决于。A.负载B.泵的输出流量C.输入缸的流量D.输入缸的压力11.双叶片式摆动缸的摆动角一般不超过。A.100 B.150 C.280四、计算题1.一双活塞杆缸,内径为0.07 m,活塞杆直径为0.03 m,输入液压缸的流量为16 L/min,求活塞运动的速度是多大?2.单活塞杆缸,活塞直径D=8 cm,活塞杆直径d=5 cm,输入液压缸的流量q=3.5 L/min。求往复运动速度各为多少?如采用差动连接,运动速度
12、为多少?若工作压力p=20105Pa,液压缸产生的推力分别为多少?任务二 液压马达的使用任务引入:液压马达是液压传动中实现回转运动的一类执行元件,它的功能是把液体的压力能转换为机械能以驱动工作部件。液压马达引导问题:1.在液压系统中,液压马达起到什么作用?几种液压马达分别适用于什么场合?2.液压马达在出现故障时如何维修?知识链接:一、液压马达的类型及特点常用的液压马达有叶片式、柱塞式和齿轮式三种类型。1.叶片式液压马达叶片式液压马达1、2、3、4、5、6、7、8-叶片2.轴向柱塞式液压马达轴向柱塞式液压马达1-斜盘;2-柱塞;3-缸体;4-配油盘3.齿轮式液压马达齿轮式液压马达1、2-齿轮二、
13、液压马达的主要性能参数1.液压马达的容积效率和转速 2.液压马达的机械效率和转矩 3.液压马达的总效率任务实施:液压马达应用场合如下:(1)叶片式液压马达最大的特点是体积小、惯性大,因此动作灵敏,允许换向频率高。(2)柱塞式液压马达柱塞式液压马达分为轴向和径向两种。(3)齿轮式液压马达用于高转速、小转矩的场合,也用作笨重物体旋转的传动装置。技能拓展:液压马达常见故障与排除方法1. 转速低、输出转矩小2. 泄漏3. 噪声过大思考与练习:一、填空题1.常见的液压马达结构有、和三类。2.液压马达常见故障有、和等。3.液压马达的实际输入流量比理论流量。二、简答题1.液压马达有哪几种结构类型?哪些是高速小扭矩马达?哪些是低速大扭矩马达?2.液压马达排量的含义是什么?3.描述轴向柱塞式液压马达的工作原理。六、 课后习题完成每个任务后的思考与练习。
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