液压与气压传动液压执行元

液压与气压传动,液压马达与液压缸,液压执行元件,液压执行元件：液压能机械能分为：液压马达输出旋转运动液压缸输出直线运动本章重点,第一节液压马达,液压马达是液压系统的执行元件，它把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功。液压马达类型:结构形式:齿轮式、叶片式、柱塞式和其它形式转速:高速小转矩(额定转速高于500rmin)和低速大转矩(额定转速低于500rmin)排量可否调节:定量马达和变量马达,一、工作原理,叶片马达：处于不同油腔的叶片的不平衡液压力作用，产生轴的转动，从而输出转矩；叶片：径向放置根部通压力油，并有梭阀保证正、反转时都能和压油腔相通。根部设置预紧弹簧，保证起动密封叶片式液压马达体积小、转动惯量小、泄漏大、低速工作不稳定，用于高速小转矩应用。,液压马达与液压泵的区别,1.液压马达工作中需要正反转，在结构上应具有对称性，并具有单独的泄油口。2.液压泵由原动机驱动，而液压马达由具有一定压力的液压油驱动，因此时刻要求保证进油腔和排油腔可靠隔离。3.液压马达不能仅靠切断进出油口实现制动，需依靠机械制动装置的辅助实现可靠制动。4.液压马达必须有较大的起动扭矩，要求保证初始密封性。如：叶片马达必须在叶片根部装上弹簧，以保证叶片始终贴紧定子内表面，以便马达能正常起动。5.液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一要求。,二、液压马达的性能参数,工作压力与额定压力工作压力p：大小取决于马达负载，马达进出口压力的差值称为马达的压差p。额定压力ps：能使马达连续正常运转的最高压力。流量与容积效率输入马达的实际流量qqtq其中：qt为理论流量，马达在没有泄漏时，达到要求转速所需进口流量。容积效率vqt/q1-q/q,二、液压马达的性能参数,排量与转速排量V：为V等于1时输出轴旋转一周所需油液体积。转速：nqt/VqV/V转矩与机械效率在不考虑损失的情况下：pqtTt理论输出转矩TtpV/2实际输出转矩TpVm/2机械效率mT/Tt起动机械效率m0T0/Tt功率与总效率Po/PiT2n/pqvm式中Po为马达输出功率，Pi为马达输入功率。,1、齿轮马达高速小转矩马达,结构特点进出油口相等，有单独的泄油口；为减少摩擦力矩，采用滑动轴承；为减少转矩脉动，齿数较泵的齿数多。,应用由于密封性能差，容积效率较低，不能产生较大的转矩，且瞬时转速和转矩随啮合点而变化，因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。,三、各种液压马达,2、轴向柱塞马达-高速液压马达,工作原理,结构特点轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的。配流盘为对称结构。应用作变量马达。改变斜盘倾角，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转速越低。容积效率较高。,3、径向柱塞马达低速液压马达,柱塞底部通油柱塞与定子接触处，定子对柱塞的切向作用力。径向柱塞马达体积大、转动惯量大，一般用于低速大转矩情况下。(1)单作用连杆径向柱塞马达：如图37（66页）,优点：结构简单，工作可靠。缺点：体积大、重量大，转矩脉动，低速稳定性较差。,(1)单作用连杆径向柱塞马达,（2）多作用内曲线径向柱塞马达,结构组成,结构原理壳体内环由x个导轨曲面组成，每个曲面分为a、b两个区段；缸体径向均布有z个柱塞孔，柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上，使之在缸体径向槽内滑动；,柱塞、滚轮组组成柱塞组件，b段导轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对缸体产生转矩；配流轴圆周均布2x个配流窗口，其中x个窗口对应于a段，通高压油，x个窗口对应于b段，通回油（xz)；,第二节液压缸,液压缸,液压缸,三梁四柱式压力机,液压缸,塑料注射成型机,分类,直线运动,摆动运动,活塞缸,单杆,双杆,双作用,差动,柱塞缸,单作用,伸缩缸,摆动缸（摆动马达）,齿轮缸,第二节液压缸,输出推力和速度,输出转矩和角速度,1.结构特点：两侧有效工作面积一样。,2.基本参数：,一、活塞式液压缸,（一）、双杆活塞缸,3.应用：,职能符号：,l活塞有效工作行程。,4.安装方式,缸固定L=3l杆固定L=2l,当两活塞杆直径相同、缸两腔的供油压力和流量都相等时，活塞(或缸体)两个方向的推力和运动速度也都相等，适用于要求往复运动速度和输出力相同的工况,缸固定,L=3l,占地面积大，用于小型机床,杆固定,杆固定时、缸移动,软管空心杆,L=2l,占地面积小，用于大、中型机床,5.结构图：,液压缸结构,缸体组件包括缸筒、缸盖、缸底等零件。活塞组件包括活塞与活塞杆等零件。密封装置有活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封。缓冲装置排气装置,1.结构：,缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等,（二）、单杆活塞缸,2.工作原理：,工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等，活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。,职能符号：,单杆单作用活塞缸,单杆双作用活塞缸,双向液压驱动,单向液压驱动，回程靠外力。,3.基本参数,1）推力,式中：p1进油压力p2回油压力,2）速度,无杆腔进油，有杆腔出油,3.基本参数,有杆腔进油，无杆腔出油,1）推力,式中：p1进油压力p2回油压力,2）速度,特点：q相同，v1F2。工作行程是活塞杆长度的2倍。,4.应用：往返运动速度及推力不同的场合。活塞杆缩回时，推力较小，速度较大。因而它适用于伸出时承受工作载荷，缩回时为空载或轻载的场合,总结,例：液压刨床,工程实用时将上列速度v1和v2的比值称为往返速比，并记为v，于是得,差动缸,推力：,速度：,特点：v3v1；F3F1。,结论：差动连接后，速度大，推力小。,代入上式：,设此时的速度为v3,（左右2腔相通，均通压力油）,差动缸,如令：,则有：,结论：当,时，快进、快退速度相等。,或,(三）活塞式液压缸典型结构,1缸底2卡键3、5、9、11密封圈4活塞6缸筒7活塞杆8导向套10缸盖12防尘圈13耳轴,缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置,二、柱塞缸,（一）单柱塞缸,单向液压驱动，回程靠外力。,（二）双柱塞缸,双向液压驱动2缸平行,（三）参数计算,推力：,速度：,应用：行程较长的场合。,职能符号：,柱塞粗、受力好。简化加工工艺（缸体内孔和柱塞没有配合，不需精加工；柱塞外圆面比内孔加工容易。）,三、其他液压缸,1、伸缩缸：由多个活塞缸套装而成，前一级缸的活塞杆是后级的缸筒。随着缸的伸出，工作速度变快。行程可以很长，收起后很短。,用于起重机械中。,三、其他液压缸,2增压缸：由活塞缸和柱塞缸组成，靠面积的减小增大压力。不是将液压能转换成机械能，而是液压能的传递，使之增压。作为油路中的一个中间环节。,用于：短时需要高压液体的场合。,3、增速缸：也是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，活塞缸的活塞杆内腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。当液压油进入柱塞缸时，活塞将快速运动（活塞缸大腔必须补油）；当液压油同时进入柱塞缸和活塞缸时，活塞慢速运动。,增速缸用于快速运动回路，在不增加泵的流量的前提下，使执行元件获得尽可能大的工作速度。,三、其他液压缸,四、摆动缸（摆动马达）,1单叶片摆动缸：压力油由左下方进入缸桶，叶片和叶片轴在压力油的作用下，逆时针转动，回油经左上方流出，摆动角300。,常用于工夹具夹紧装置、送料装置、转位装置及需要周期性进给的系统中。,四、摆动缸（摆动马达）,2双叶片摆动缸：压力油由左上方和右下方同时进入缸桶，2个叶片在压力油的作用下，使叶片轴顺时针转动，回油经左下方和右上方同时流出，摆动角150。其输出转矩是单叶片式的两倍，角速度是其一半。,五、齿轮齿条缸,由无杆活塞缸和一套齿轮齿条传动装置组成的液