资源简介

项目四 液压和气压传动装置
课题一 液压传动装置
任务二 、三 液压泵和液压缸
【课题名称】
液压泵和液压缸
【教学目标与要求】
一、知识目标
1）了解液压泵的工作原理、主要参数及图形符号。
2）了解柱塞泵、齿轮泵和叶片泵的工作特点、常用场合及工作压力。
3）了解液压缸的工作特点、运动速度和推力计算。
二、能力目标
能根据工作条件要求正确选择液压泵的类型、液压缸的种类及工作面积。
三、素质目标
1）了解液压泵的工作原理、主要性能参数及符号。
2）了解柱塞泵、齿轮泵和叶片泵的工作过程，以及最高的工作压力和使用条件。
3）了解三种液压缸的工作特点。
四、教学要求
1）熟悉液压泵的工作原理、主要性能参数及符号。
2）了解柱塞泵、齿轮泵和叶片泵的工作过程及其最高工作压力和使用条件。
3）了解三种液压缸的工作特点。
【教学重点】
1）液压泵的主要性能参数及图形符号。
2）各种液压泵的最高工作压力。
3）三种液压缸的主要工作特点。
【难点分析】
1）三种液压泵的工作过程。
2）差动液压缸运动速度的计算。
【分析学生】
三种液压泵的工作过程过于烦琐，叙述太多，不符合学生的实际需要，该内容讲课应降低要求，只作简要介绍，否则是不会受学生欢迎的，所以应对教材作大量的删减。图形也过于复杂，学生未必能看懂。差动油缸的计算相对较难，注意油液的流向是讲好差动油缸的关键。柱塞缸的加工比较简单，特别是内孔的加工比一般液压缸容易得多，是应用较广的重要原因，如汽车吊车的吊杆升起是应用的实例。
【教学思路设计】
重点讲授液压泵的工作原理，突出容积的变化对压力形成的影响，而对柱塞泵、齿轮泵和叶片泵的工作过程尽量少讲，突出最大压力的大小。液压缸的讲解应突出运动速度的计算，特别是差动油缸的三种运动速度比较。
【教学安排】
3学时（135分钟）
【教学过程】
本章介绍液压元件，包括液压泵、液压缸、控制元件和辅助元件。液压泵是液压系统的动力源，直接影响油液压力的大小。
一、液压泵的工作原理
单柱塞泵的凸轮转动推动柱塞上下移动，当柱塞向下时，容积增大，油液在大气压力作用下推开单向阀进入容积；当柱塞向上移动时，容积变小，油压升高，推开单向阀进入油路到液压缸。凸轮每转动一周，完成一次改变容积大小的过程，实现吸油和压油动作，不断的重复这个循环，使油压逐渐升高，直达到液压泵的最大工作压力。这就是所有液压泵的共同特点。虽然不同液压泵的最高工作压力不同，但它的压力形成原理都是相同的。归纳起来，有以下几个必备条件：
1）具有密封容积，不得漏油。
2）容积大小能交替变化。
3）有与吸、压油相通的配流装置。
4）油压的形成取决于负载的大小。
二、主要性能参数
1）排量 指每转一转所排出油液的体积，单位为。
2）流量 指单位时间内排除液体的体积，单位为。
各种液压泵的流量在铭牌上均有标注，额定流量是指实际的输出流量。
三、液压泵的符号
定量泵的三角形尖点只能指向圆的外侧。
四、柱塞泵
柱塞泵根据柱塞的安放位置分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两种，两者均属于高压泵，压力可达16 MPa以上。它们的共同特点都是靠改变柱塞的容积来实现产生高压的目的，所不同的是径向柱塞泵中用于改变柱塞容积大小的动力轴与柱塞运动方向垂直，而轴向柱塞泵的动力轴与柱塞运动方向平行。
柱塞泵的特点是压力高，结构紧凑，流量调节方便，但结构复杂、制造成本高。一般应用于高压大流量的场合。
五、齿轮泵
齿轮泵是由一对少齿数的齿轮组合而成的，当上齿轮作顺时针转动时，左侧中部吸油口的油液被齿轮的齿槽带入，并被送入压油口，上下齿轮不断地完成这个工作循环，右侧的油量和压力就不断地提高，形成了一定的油压。
由于齿轮泵结构简单，制造容易，价格低廉，所以应用较广泛，但是其工作压力较低，一般只达到2.5 MPa，近年来虽然已有中、高压齿轮泵，但仍以低压齿轮泵应用较多。
六、叶片泵
转子的四周开有径向槽，并安放有可自由伸缩的叶片，与偏心外套相配合，当转子转动时，叶片与两圆周构成密封变化容积，完成吸油和压油的工作过程。
叶片泵的噪声较低，寿命较长，体积小，工作压力可达6.3 MPa，常应用于中等压力液压传动系统中。
七、液压泵使用的三个条件
1）泵的转动方向应遵循规定方向，油箱必与大气相通。
2）油液必须保持一定的粘度，油温不超过65 ℃，因为油温过高，粘度变稀，不能达到额定的压力。
3）压力和转速不能超过额定值。
八、液压缸
液压缸是液压系统的执行元件，一般作直线运动。液压缸可分为三种常见机构。
1.双作用单干活塞液压缸
活塞仅单方向有杆，工作台只在右侧与杆连接。其工作速度为：
右推
左推
向右最大推力
向左最大推力
显然，由于,所以。
2.差动液压缸
差动液压缸右推时缸内回油不流回油池，而是返回进油口，一起进入左侧油缸，从而改变了活塞杆的工作速度。此时，推动活塞右移的推力应为
进入无杆腔的液体总流量为
由于
所以
与前面两个移动速度相比，由于的直径比较小，显然此时差动连接下的活塞移动速度比前两种状态要快得多，这里应用差动连接，不改变液压缸的结构尺寸，在生产中可应用在快速进给的工 中。
3.柱塞液压缸
柱塞液压缸的作用是实现活塞的左右移动，但从加工的角度来看，加工长孔要比加工长轴困难得多，孔越长越难加工，其尺寸误差和形状误差值就越大，如汽车吊车的活塞缸很长，加工很困难，如果改成柱塞缸结构，精加工的活塞杆和一小段活塞缸的连接套，就可以保证精度要求，而且大大降低了加工成本，而其工作性能又没有受到影响，所以得到广泛的应用。
九、小结
1）液压泵是靠改变密封容积的大小来实现的。液压泵分为低压的齿轮泵、中压的叶片泵和高压的柱塞泵。
2）液压缸为执行元件，分为双作用单杆活塞缸、差动液压缸和柱塞液压缸三种结构，柱塞液压缸制造容易而得到了广泛应用。
3）液压泵工作时必须注意三个问题。
十、布置作业

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