液压传动第三章-课件.

第三章液压执行元件第一节液压马达第二节液压缸,思考题,1.液压缸有哪些类型？2.液压马达的主要特征有哪些？3.液压马达依靠什么零件来进行排量的调整？4.液压缸的差动连接有什么应用？,在液压系统中，液压执行元件是把通过回路输入的液压能转变成机械能输出的装置。有液压马达和液压缸两种类型。第一节液压马达一、液压马达的特点及分类液压马达的工作原理，从原理上来讲和液压泵是互逆的，即向液压泵输入压力油，就可以输出转距和转速，但由于它们的性能要求不一样，所以在具体结构上仍有差异，不能相互替代。液压马达的结构可以分为叶片式和柱塞式等。,二、液压马达的工作原理当压力油经配油盘进入柱塞底部缸孔时，柱塞受油压作用向外伸出，压紧在斜盘端面上，这时斜盘对柱塞产生一反作用力F。F力可分解为两个分力：一个为水平分力:另一个为垂直分力:,分力对缸体中心产生一个转矩，使缸体带动马达轴旋转。若使进出油口交换，则液压马达的旋转方向也随之改变。液压马达的转速：,改变倾斜角的大小，就可调节液压马达的转速，倾斜角越小，液压马达的排量就越小，当输入流量不变时，液压马达转速就升高。倾斜角可调的液压马达就是轴向柱塞变量液压马达。液压马达的实际平均输出转矩为：,三、液压马达的基本参数和基本性能液压马达的工作压力是指其输入油液的压力。工作压力的大小取决于外界负载。额定压力（公称压力）液压泵在正常工作的条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力。最高允许压力在超过额定压力的条件下，根据试验标准规定，允许液压泵短暂运行的最高压力值。液压马达的额定压力实际上只取决于它们本身结构的密封性能和规定的使用寿命。,液压马达的排量是指在没有泄漏的情况下，液压马达每一转所输入的油液体积。排量可以调节的液压马达称为变量马达，排量不可以调节的液压马达称为定量马达。液压马达的理论流量：是指在没有泄漏的情况下，单位时间内输入的油液体积，它等于排量和转速的乘积，即液压马达的理论流量只与排量和转速有关而与压力无关。工作压力为零时，实际测得的流量可作为其理论流量。,液压马达的实际流量：液压马达在某一具体的工况下，实际输出的流量。液压马达的理论功率为：实际上，液压马达在能量转换过程中是有损失的，因此输出功率小于输入功率，两者之间的差值为功率损失。功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分。,容积损失是因泄漏而造成的流量上的损失，容积效率为液压马达的理论流量与实际流量之比，即机械损失是指因摩擦而造成的转矩上的损失。对液压泵来说，驱动泵的转矩总是大于其理论上所需要的转矩。机械效率为液压泵的理论转矩与实际转矩之比，即液压马达实际输出的转矩：,液压缸是液压系统的执行元件，它将液体的压力能转换成机械能，用来实现直线往复运动或回转运动。第二节液压缸的分类液压缸按结构形式的不同，有活塞式、柱塞式和摆动式三大类。,一、活塞式液压缸1双出杆液压缸双出杆液压缸两端的活塞杆直径通常是相等的，因此它的左、右两腔的有效面积也相等。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。其推力为：,其速度为：2.单出杆液压缸这种液压缸由于左、右两腔的有效工作面积不相等，因此，当进油腔和回油腔的压力分别为和，输入左、右两腔的流量皆为Q时，左、右两个方向的推力和速度亦不相同，其推力和速度为：,如果向单出杆液压缸的左、右两腔同时通入压力油时，称为“差动连接”。作差动连接的液压缸叫做差动液压缸。因差动液压缸无杆腔的总作用力大于有杆腔，故活塞向右移动，并使有杆腔的油液流入无杆腔，加大了流入无杆腔的流量，从而加快了活塞移动的速度。此时，液压缸产生的推力为：速度为二、柱塞式液压缸上述活塞式液压缸中，缸的内孔与活塞有配合要求，所以要有较高的精度，当缸体较长时，加工就很困难，为了解决这个矛盾，可采用柱塞式液压缸。这种液压缸的柱塞和缸筒不接触，没有配合要求，缸筒不需要精加工，柱塞仅与缸盖导向孔间有配合要求，这就大大简化了缸体加工和装配的工艺性。因此，柱塞缸特别适用于行程很长的场合。为了减轻柱塞的重量，柱塞一般被做成空心的。,柱塞液压缸的推力和运动速度分别为：三、摆动液压缸摆动液压缸主要用来驱动作间歇回转运动的工作机构，例如回转夹具、分度机构、送料、夹紧等机床辅助装置，也有用在需要周期性进给的系统中。单叶片摆动液压缸，它的理论输出转矩和角速度分别为：,双叶片式摆动缸，它的理论输出转矩是单叶片式的两倍，在同等输入流量下的角速度则是单叶片式的一半。摆动液压缸结构紧凑，但加工制造比较复杂。第三节液压缸的设计和计算一、液压缸设计中应注意的问题不同的液压缸有不同的设计内容和要求，一般在设计液压缸的结构时应注意以下几个问题：,1在保证满足设计要求的前提下，应尽量使液压缸各部分结构简单紧凑，尺寸小，尽量采用标准形式和标准件，使设计、制造容易，装配、调整、维护方便。2应尽量使活塞杆在受拉状态下承受最大负载，或在受压状态下具有良好的纵向稳定性。3当确定液压缸的安装、固定形式时，必须考虑缸体受热后的伸长问题，为此液压缸只能一端固定。4应尽量避免用软管连接。二、液压缸主要尺寸的确定,1缸筒内径D液压缸的缸筒内径D，是根据负载的大小和选定的工作压力，或运动速度和输入的流量，按本章第一节中的有关公式计算后，再从GB234880标准中选取最近的标准值得到。2活塞杆直径d液压缸活塞杆的直径d先以满足液压缸速度或速比的要求来选择，然后再校核其结构强度和稳定性。3液压缸缸筒长度L液压缸的缸筒长度L由最大工作行程长度决定，缸筒的长度一般最好不超过其内径的20倍。三、强度校核液压缸的缸筒壁厚、活塞杆直径和缸盖处固定螺栓的直径，在高压系统中必须进行强度校核。,（1）输入流量Q相同，两者运动速度是否一样？（2）两者运动方向怎样？（3）两缸能承受的最大负载和各为多少？,例1：两个单出杆液压缸，其结构尺寸如图所示，（a）为活塞杆固定，左侧进油压力为，右侧回油压力为，；（b）为液压缸固定，差动连接，进油压力为。问：,解:（1）两者运动速度不一样，。（2）（a）是缸筒向左运动，（b）是活塞杆向右运动。（3）,例2：设计一组合机床动力头驱动液压缸，其快速趋近、工作进给和快速退回的油路分别为图中（a）、（b）和（c）所示，现采用限压式变量泵供油，其最大流量。要求。求液压缸内径D、活塞杆直径d以及工作进给时变量泵的流量Q。,解：，则有，则有,习题：1：一单出杆式液压缸活塞直径为300mm，活塞杆直径为150mm，进、出油管内径为32mm，输入油液