液動執(zhí)行機構(gòu)分類之液壓缸性參數(shù)介紹
林建平
發(fā)布于2022-11-15 17:49
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標簽:液動執(zhí)行機構(gòu)
液動執(zhí)行機構(gòu)是指利用液壓油或其他合成液體的特性,把油液的壓力能轉(zhuǎn)換為機械能,能夠?qū)崿F(xiàn)往復(fù)直線運動、旋轉(zhuǎn)或擺動的執(zhí)行機構(gòu)。液壓傳動的特點是可實現(xiàn)無間隙傳動,傳動平穩(wěn),承載力大,容易實現(xiàn)無級調(diào)速,且調(diào)速范圍寬,易于實現(xiàn)過載保護。另外,由于液體的壓力、流量和方向容易控制,配合電氣裝置,便于實現(xiàn)自動工作循環(huán)和自動過載保護。由于一般采用液壓油作為傳動介質(zhì),因此液壓元件有自我潤滑作用,有較長的使用壽命。但液動執(zhí)行機構(gòu)也有不少缺點,例如,液壓動力不像電力那樣容易獲得油液的黏性受溫度的影響大,影響其工作穩(wěn)定性,不適應(yīng)低溫、高溫或溫度變化大的場合液動執(zhí)行機構(gòu)組件加工和裝配要求精度高,加工工藝困難,成本高液壓傳動要求工作油要始終保持清潔,因而帶來比較大的維護工作量,液壓元件維修復(fù)雜由于液壓油泄漏和由此導(dǎo)致的液體的可壓縮性使傳動比無法嚴格保證,系統(tǒng)效率輕低等。但是,由于液動執(zhí)行機構(gòu)具有輸出轉(zhuǎn)矩大,運動慣量小,動態(tài)性能好,加速能力強,具有優(yōu)良的抗偏離能力,能高速起動、制動與反向等諸多優(yōu)點,使得它在過程控制、工業(yè)自動化設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。
液動執(zhí)行機構(gòu)按其運動形式分類有用于直線往復(fù)運動的液壓缸、用于連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動的液壓馬達、用于擺動運動的擺動液壓馬達。
1. 液壓缸
液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能、做直線往復(fù)運動(或擺動運動)的液動執(zhí)行元件。它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用液壓缸實現(xiàn)往復(fù)運動時,可免去減速裝置,且沒有傳動間隙,運動平穩(wěn),因此,在各種機械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置五個部分。
液壓缸按結(jié)構(gòu)形式分類有活塞缸(又分為單桿活塞缸及雙桿活塞缸)、柱塞缸、擺動缸(又分為單葉片擺動缸及雙葉片擺動缸)、伸縮套筒缸。
液壓缸按供油方向分類有單作用缸、雙作用缸、復(fù)合式缸。單作用缸只是往缸的一側(cè)輸入高壓油,靠其他外力使活塞反向回程雙作用缸分別向缸的兩側(cè)輸入壓力油,活塞的正反向運動均靠液壓力完成復(fù)合式缸有多種組合方式,例如活塞缸與柱塞缸組合、活塞缸與機械構(gòu)件組合等。
液壓缸按用途分類有串聯(lián)缸、增壓缸、增速缸。
機器設(shè)備的往復(fù)直線運動可直接采用液壓缸實現(xiàn),這樣的系統(tǒng)設(shè)計簡單便捷。若要求往返運動速度一致,可采用雙活塞桿式液壓缸若要求快速返回,則宜用單活塞桿式液壓缸,并可考慮用差動連接若要求行程較長,可采用柱塞缸,以減少加工的困難若系統(tǒng)的壓力比較低,局部需要較大的壓力,可用增壓缸若要求往復(fù)擺動運動,則既可用直線式液壓缸加連桿機構(gòu),也可用齒輪-齒條機構(gòu)來實現(xiàn),也可用擺動式液壓缸。
液壓缸的主要性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)為油缸直徑、進出口直徑及螺紋參數(shù)、活塞桿直徑、油缸工作壓力、行程要求、安裝方式、是否有緩沖要求、速度及速比、空載起動壓力等。
液壓缸選型前需確定系統(tǒng)參數(shù),這包括需要明確負載重量和所需要的推力、工作壓力和壓力范圍、油缸負載、完成行程距離的時間、運行速度、安裝要求、工作環(huán)境、使用頻度等。選型步驟為初選液壓缸內(nèi)徑→初選活塞桿直徑→確定系統(tǒng)壓力→選定行程→確定安裝方式→酌情選擇緩沖→選擇油口類型和通徑,例如由系統(tǒng)中連接管路的接管方式確定油口類型為內(nèi)螺紋式、法蘭式及其他特殊型式,在系統(tǒng)與液壓缸的連接管路中介質(zhì)流量已知條件下,通過油口的介質(zhì)流速及速比確定油口通徑→密封件品質(zhì)選擇,例如能夠隨著壓力提高、自動提高密封性能、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、低速下無爬行現(xiàn)象、抗腐蝕、耐磨、不易老化、互換性好、易采購→滿足工況要求的選擇,例如工作介質(zhì),環(huán)境或介質(zhì)溫度,精度要求,工作的壓力與往返速度配合關(guān)系,保壓要求時的零泄漏,高頻振動對各部件材料特性、連接結(jié)構(gòu)的影響,高粉塵、水淋、酸霧或鹽霧等環(huán)境對密封系統(tǒng)、各部件材料特性、活塞桿的表面處理及產(chǎn)品防護的影響→其他特性選擇,例如排氣閥、泄漏油口。