液压与气动技术第3章 执行元件

1、第第3章章 执行元件执行元件3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件3. 1. 1 液压缸的作用与分类液压缸的作用与分类液压缸液压缸(俗称油缸俗称油缸)是将液压能转变成机械能的做直线往复运是将液压能转变成机械能的做直线往复运动动(或摆动或摆动)的液压执行元件的液压执行元件.它结构简单、工作可靠它结构简单、工作可靠.用它来用它来实现往复运动时实现往复运动时.可免去减速装置可免去减速装置.运动平稳运动平稳.因此应用非常广因此应用非常广泛。泛。按运动形式的不同按运动形式的不同.液压缸可分为直线往复运动液压

2、缸和摆动液压缸可分为直线往复运动液压缸和摆动液压缸。液压缸。按其作用方式不同按其作用方式不同.液压缸可分为单作用式和双作用式两种。液压缸可分为单作用式和双作用式两种。按结构的不同按结构的不同.液压缸可分有活塞缸、柱塞缸和摆动缸液压缸可分有活塞缸、柱塞缸和摆动缸3类。类。下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件3. 1. 2 活塞缸活塞缸活塞缸可分为双杆式和单杆式两种结构活塞缸可分为双杆式和单杆式两种结构.其固定方式有缸体固其固定方式有缸体固定和活塞固定两种。定和活塞固定两种。1.双杆活塞缸双杆活塞缸(1)工作原理工作原理图图3-1所示为双杆活塞缸原理所示为双杆活塞缸原理.其活

3、塞的两侧都有伸出杆。图其活塞的两侧都有伸出杆。图3-1(a)所示为缸体固定式结构简图所示为缸体固定式结构简图;图图3-1(b)所示为活塞所示为活塞固定式结构简图。当压力油固定式结构简图。当压力油(p为压力为压力.q为排量为排量)从进、出油从进、出油口交替输入液压缸左、右工作腔时口交替输入液压缸左、右工作腔时.压力油作用于活塞端面压力油作用于活塞端面.驱动活塞驱动活塞(或缸体或缸体)运动运动.并通过活塞并通过活塞(或缸体或缸体)带动工作台做直带动工作台做直线往复运动。线往复运动。上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件(2)特点和应用特点和应用当两活塞杆直径相同、缸两腔

4、的供油压力和流量都相等时当两活塞杆直径相同、缸两腔的供油压力和流量都相等时.活活塞塞(或缸体或缸体)两个方向的运动速度和推力也都相等。因此两个方向的运动速度和推力也都相等。因此.这种这种液压缸常用于要求往复运动速度和负载相同的场合液压缸常用于要求往复运动速度和负载相同的场合.如各种磨如各种磨床。床。缸体固定式结构缸体固定式结构.其工作台的运动范围略大于缸有效行程的其工作台的运动范围略大于缸有效行程的3倍一般用于行程短或小型液压设备上倍一般用于行程短或小型液压设备上;活塞固定式结构活塞固定式结构.其工其工作台的运动范围略大于缸有效行程的作台的运动范围略大于缸有效行程的2倍倍.所以工作台运动时所以

5、工作台运动时所占空间面积较小所占空间面积较小.适用于行程长的大、中型液压设备。适用于行程长的大、中型液压设备。上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件 2.单杆活塞缸单杆活塞缸(1)工作原理工作原理图图3-2所示为单杆活塞缸原理所示为单杆活塞缸原理.其活塞的一侧有伸出杆其活塞的一侧有伸出杆.因此因此两腔的有效工作面积不相等。两腔的有效工作面积不相等。 当无杆腔进压力油、有杆腔回油当无杆腔进压力油、有杆腔回油(图图3-2(a)时时.活塞推力活塞推力F和运动速度和运动速度v1分别为分别为当有杆腔进压力油当有杆腔进压力油.无杆腔油无杆腔油(图图3-2(b)时时.活塞推力活塞

6、推力F2和和运动速度运动速度v2分别为分别为 式中式中.A1和和A2分别为液压缸无杆腔和有杆腔的有效工作面积。分别为液压缸无杆腔和有杆腔的有效工作面积。 上一页 下一页返回（3.3）（3.4）3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件(2)特点和应用特点和应用比较上面公式可知比较上面公式可知,v1F2.即无杆腔进压力油工作时即无杆腔进压力油工作时.推力大推力大.速度低速度低;有杆腔进压力油工作时有杆腔进压力油工作时.推力小推力小.速度高。因此速度高。因此.单杆活塞缸常用于一个方向有较大负载但运行速度较低单杆活塞缸常用于一个方向有较大负载但运行速度较低.另一另一个方向为空载快速退回运动的设

7、备。例如个方向为空载快速退回运动的设备。例如.各种金属切削机床各种金属切削机床等液压系统。等液压系统。单杆活塞缸不论是缸体固定还是活塞杆固定单杆活塞缸不论是缸体固定还是活塞杆固定.工作台的活动范工作台的活动范围都略大于缸有效行程的两倍。围都略大于缸有效行程的两倍。上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件(3)单杆活塞缸的差动连接单杆活塞缸的差动连接如如图图3-3所示，当压力油同时进入液压缸的左、右两腔，由所示，当压力油同时进入液压缸的左、右两腔，由于无杆腔工作面积比有杆腔工作面积大于无杆腔工作面积比有杆腔工作面积大.活塞向右的推力大于活塞向右的推力大于向左的推力向左的

8、推力.故其向右移动故其向右移动.这种连接方式称为液压缸的差动这种连接方式称为液压缸的差动连接连接.做差动连接的单杆活塞缸简称为差动缸。差动连接时做差动连接的单杆活塞缸简称为差动缸。差动连接时.活塞的推力活塞的推力F为为上一页 下一页返回（3.5）3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件若活塞的速度为若活塞的速度为v3.则无杆腔的进油量为则无杆腔的进油量为v3A1.有杆腔的出油有杆腔的出油量为量为v3A2.因而有因而有故故 由上面可知由上面可知.v3v1 , F316 MPa时时.取取py=1.25pn上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件缸筒材料许用应力缸筒

9、材料许用应力, ,b为材料抗拉强度为材料抗拉强度.n为为安全系数一般取安全系数一般取n=5。当。当 时时.按厚壁筒公式来进行按厚壁筒公式来进行校核校核,即即液压缸外径液压缸外径D1便可由式便可由式(3. 10)求出求出.即即 D1=D+2D1值也应按有关标准圆整为标准值。值也应按有关标准圆整为标准值。上一页 下一页返回(3. 9)(3. 10)3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件 4.液压缸其他部位尺寸的确定液压缸其他部位尺寸的确定如如图图3-8所示所示.液压缸其他部位尺寸按下列公式确定液压缸其他部位尺寸按下列公式确定:导向长度导向长度 (L为液压缸最大行程为液压缸最大行程);活塞

10、宽度活塞宽度B =(0. 61. 0) D;导向套滑轮面长度导向套滑轮面长度A=(0.61.6)D (D80mm)如装有隔套如装有隔套K时时.C= H-(A+B)/2活塞杆长度根据液压缸最大行程活塞杆长度根据液压缸最大行程L而定。而定。上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件3. 1. 7 液压缸常见故障及其排除方法液压缸常见故障及其排除方法液压缸常见故障及其排除方法见液压缸常见故障及其排除方法见表表3-4.3. 1. 8 气缸的分类及其工作原理气缸的分类及其工作原理1.气缸的分类气缸的分类气缸主要由缸筒、活塞、活塞杆、关后端盖及密封件等组成气缸主要由缸筒、活塞、活塞

11、杆、关后端盖及密封件等组成.图图3-9所示为普通气缸结构。所示为普通气缸结构。按作用方式分为单作用气缸和双作用气缸。按作用方式分为单作用气缸和双作用气缸。按结构特点分为活塞式气缸、柱塞式气缸、叶片式气缸、按结构特点分为活塞式气缸、柱塞式气缸、叶片式气缸、摆动式气缸、薄膜式气缸等。摆动式气缸、薄膜式气缸等。按安装方式分为法协式气缸、轴销式气缸、凸缘式气缸、按安装方式分为法协式气缸、轴销式气缸、凸缘式气缸、耳座式气缸、嵌入式气缸、回转式气缸等。耳座式气缸、嵌入式气缸、回转式气缸等。按功能分为普通式气缸、缓冲式气缸、气一液阻尼式气缸、按功能分为普通式气缸、缓冲式气缸、气一液阻尼式气缸、冲击式气缸、数

12、字式气缸、摆动式气缸等。冲击式气缸、数字式气缸、摆动式气缸等。上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件 2.气缸的工作原理气缸的工作原理以以图图3-9所示双作用气缸为例加以介绍。所谓双作用是指活所示双作用气缸为例加以介绍。所谓双作用是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。在单伸出活塞杆的动力塞的往复运动均由压缩空气来推动。在单伸出活塞杆的动力缸中缸中.因活塞右边面积比较大因活塞右边面积比较大.当空气压力作用在右边时当空气压力作用在右边时.提供提供一慢速的和作用力大的工作行程一慢速的和作用力大的工作行程;返回行程时返回行程时.由于活塞左边由于活塞左边的面积较小的面积较小.

13、所以速度较快而作用力变小此类气缸的使用最为所以速度较快而作用力变小此类气缸的使用最为广泛一般用于包装机械、食品机械、加工机械等设备上。广泛一般用于包装机械、食品机械、加工机械等设备上。上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件大多数气缸的工作原理与液压缸相同大多数气缸的工作原理与液压缸相同.因此这里只介绍几种具因此这里只介绍几种具有特殊功能的气缸。有特殊功能的气缸。(1)气一液阻尼缸气一液阻尼缸普通气缸工作时普通气缸工作时.由于气体具有可压缩性由于气体具有可压缩性.当外界负载变化较当外界负载变化较大时大时.气缸可能产生气缸可能产生“爬行爬行”或或“自走自走”现象现象.因

14、此因此.气缸不易气缸不易获得平衡的运动获得平衡的运动;也不易使活塞有准确的停止位置。而液压缸也不易使活塞有准确的停止位置。而液压缸则相对运动平衡则相对运动平衡.且速度调节方便。在气压传动中且速度调节方便。在气压传动中.需要准确需要准确的位置控制和速度控制时的位置控制和速度控制时.可采用气一液阻尼缸。可采用气一液阻尼缸。上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件 (2)薄膜式气缸薄膜式气缸薄膜式气缸是一种利用膜片在压缩空气作用下产生变形来推薄膜式气缸是一种利用膜片在压缩空气作用下产生变形来推动活塞杆做直线运动的气缸动活塞杆做直线运动的气缸.其结构如其结构如图图3-11所示

15、所示.由缸体由缸体1,膜片膜片2,膜盘膜盘3及活塞杆及活塞杆1等组成等组成.其功能类似活塞式气缸其功能类似活塞式气缸.有单有单作用式和双作用式两种。作用式和双作用式两种。 (3)回转式气缸回转式气缸回转式气缸的工作原理如回转式气缸的工作原理如图图3-12所示所示.它由导气头它由导气头9,缸体缸体3,活塞活塞2,活塞杆活塞杆1,缸盖缸盖6等组成这种气缸的缸体连同缸盖及导等组成这种气缸的缸体连同缸盖及导气头可被携带一同回转气头可被携带一同回转;活塞及活塞杆只能做直线往复运动活塞及活塞杆只能做直线往复运动;导气头的外接管路固定不动。它实际上是一个具有回转接头导气头的外接管路固定不动。它实际上是一个具

16、有回转接头的气缸的气缸.转动是由其他驱动机构带动的。转动是由其他驱动机构带动的。上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件(4)冲击式气缸冲击式气缸冲击式气缸是一种较新型的气动执行元件它是把压缩空气的冲击式气缸是一种较新型的气动执行元件它是把压缩空气的压力能转化为活塞运动的动能压力能转化为活塞运动的动能.可完成型材下料、弯曲、冲孔、可完成型材下料、弯曲、冲孔、墩粗、破碎、模锻等多种作业。工作原理如墩粗、破碎、模锻等多种作业。工作原理如图图3-13所示所示.它它由缸体由缸体8、中盖、中盖5,活塞和活塞杆活塞和活塞杆7等主要零件组成。中盖与缸等主要零件组成。中盖与缸体连接在

17、一起体连接在一起.它和活塞把气缸容积分隔成它和活塞把气缸容积分隔成3部分部分.即蓄能腔即蓄能腔3,活塞腔活塞腔2和活塞杆腔和活塞杆腔1.中盖中心开有一喷嘴口生中盖中心开有一喷嘴口生.当压缩空气当压缩空气刚进入蓄能腔时刚进入蓄能腔时.其压力只能通过喷嘴口的小面积作用在活塞其压力只能通过喷嘴口的小面积作用在活塞上上.还不能克服活塞杆腔的排气压力所产生的向上推力以及活还不能克服活塞杆腔的排气压力所产生的向上推力以及活塞和缸体间的摩擦阻力塞和缸体间的摩擦阻力.活塞不运动。蓄能腔中充气压力逐渐活塞不运动。蓄能腔中充气压力逐渐升高升高.当压力升高到作用在喷嘴口面积上的总推力能克服活塞当压力升高到作用在喷嘴

18、口面积上的总推力能克服活塞杆腔的排气压力和摩擦力的总和时杆腔的排气压力和摩擦力的总和时.活塞向下移动活塞向下移动.积聚在蓄积聚在蓄能腔中的压缩空气通过喷嘴口突然作用在活塞的全部面积上能腔中的压缩空气通过喷嘴口突然作用在活塞的全部面积上.活塞需作为控制信号孔使用。活塞需作为控制信号孔使用。上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件 (5)磁性无活塞杆气缸磁性无活塞杆气缸图图3-14所示为磁性无活塞杆气缸。磁性无活塞杆气缸由缸所示为磁性无活塞杆气缸。磁性无活塞杆气缸由缸体、活塞组件和移动支架组件体、活塞组件和移动支架组件3部分组成。其中活塞组件中部分组成。其中活塞组件中有内

19、磁环有内磁环4.移动支架组件中有外磁环移动支架组件中有外磁环2.内、外磁环产生磁性内、外磁环产生磁性吸力吸力.当压缩空气推动活塞组件运动就带动移动支架组件运动。当压缩空气推动活塞组件运动就带动移动支架组件运动。磁性无杆气缸应用在空间较小的地方。磁性无杆气缸应用在空间较小的地方。3.气缸实物的结构剖视图气缸实物的结构剖视图机械接触式无活塞杆气缸结构如机械接触式无活塞杆气缸结构如图图3-15所示。所示。上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件3.1.9 标准化气缸简介标准化气缸简介1.标准化气缸的系列和标记标准化气缸的系列和标记标准化气缸的标记是用符号标准化气缸的标记是用

20、符号“QG”表示气缸表示气缸.用符号用符号A,B,C,D, H表示表示5种系列。种系列。2.标准化气缸的系列标准化气缸的系列QGA无缓冲普通气缸无缓冲普通气缸(见见图图3-16)QGB细杆细杆(标准杆标准杆)缓冲气缸缓冲气缸QGC粗杆缓冲气缸粗杆缓冲气缸QGD气一液阻尼缸气一液阻尼缸QGH回转式气缸回转式气缸上一页 下一页返回3.1 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件 3.气缸的选用气缸的选用根据工作任务对机构运动的要求选择气缸的结构形式及安根据工作任务对机构运动的要求选择气缸的结构形式及安装方式装方式(见见表表3-5和和表表3-6)。根据工作机构所需力的大小来确定活塞杆的推力和拉力。根

21、据工作机构所需力的大小来确定活塞杆的推力和拉力。根据工作机构任务的要求确定行程一般不使用满行程。根据工作机构任务的要求确定行程一般不使用满行程。推荐气缸工作速度在推荐气缸工作速度在0.5-1 m/s范围内范围内.并按此原则选择并按此原则选择管路及控制元件。管路及控制元件。上一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件3. 2. 1 液压马达的分类液压马达的分类液压马达的结构如液压泵一样也可分为齿轮式、叶片式和柱液压马达的结构如液压泵一样也可分为齿轮式、叶片式和柱塞式塞式3大类若按转速来分大类若按转速来分.一般认为一般认为.额定转速高于额定转速高于600 r/min的液压马达属于高速马达的液

22、压马达属于高速马达;额定转速低于额定转速低于600 r/min的液压马达属于低速马达。的液压马达属于低速马达。通常通常.高速液压马达的输出转矩不大高速液压马达的输出转矩不大.故又称为高速小转矩液故又称为高速小转矩液压马达。低速液压马达的输出转矩较大压马达。低速液压马达的输出转矩较大.所以又称为低速大转所以又称为低速大转矩液压马达。矩液压马达。液压马达的分类如液压马达的分类如图图3-20所示。所示。下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件3.2.2 液压马达的工作原理和结构特点液压马达的工作原理和结构特点液压马达同样有单向和双向、定量和变量之分。由于结构上液压马达同样有单向和双向、定量

23、和变量之分。由于结构上的差异的差异.不同的马达其基本特性和适用范围也有所不同不同的马达其基本特性和适用范围也有所不同.液压马达和液压泵从工作原理上来说是一致的液压马达和液压泵从工作原理上来说是一致的.都是通过密封都是通过密封工作腔的容积变化来实现能量转换。从原理上来说工作腔的容积变化来实现能量转换。从原理上来说.除阀式配除阀式配流的液压泵流的液压泵(具有单向性具有单向性)外外.其他形式的液压泵和液压马达可其他形式的液压泵和液压马达可以通用下面以叶片式液压马达为例以通用下面以叶片式液压马达为例.对液压马达的工作原理作对液压马达的工作原理作简单介绍。简单介绍。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行

24、元件旋转运动执行元件叶片式液压马达的结构一般是双作用定量马达叶片式液压马达的结构一般是双作用定量马达.在图在图3-19中中.当压力油进入压油腔后当压力油进入压油腔后.在叶片在叶片1,3,5,7上一面作用有压力油上一面作用有压力油.另一面为排油腔的低压油。由于叶片另一面为排油腔的低压油。由于叶片1,5受力面积大于叶片受力面积大于叶片3,7.从而由叶片受力差构成的转矩推动转子做顺时钊方向转从而由叶片受力差构成的转矩推动转子做顺时钊方向转动。改变压力油的进入方向动。改变压力油的进入方向.马达反向旋转。马达反向旋转。与叶片泵相比与叶片泵相比.叶片式液压马达的叶片伸缩除靠压力油作用外叶片式液压马达的叶片

25、伸缩除靠压力油作用外.还要靠弹簧的作用力使叶片压紧在定子内表面上还要靠弹簧的作用力使叶片压紧在定子内表面上.因为在启动因为在启动时时.转子不转动转子不转动.无离心力无离心力.如叶片末贴紧定子内表面如叶片末贴紧定子内表面.进油腔和进油腔和排油腔相通排油腔相通.就不能形成油压就不能形成油压.也不能输出转矩因此也不能输出转矩因此.在叶片根在叶片根部应设置预紧弹簧。部应设置预紧弹簧。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件叶片式液压马达的另一个结构特点是叶片在转子中是径向放叶片式液压马达的另一个结构特点是叶片在转子中是径向放置的置的.因为马达要求正、反转。此外因为马达要求正、反转。此

26、外.为了使叶片的底部始终为了使叶片的底部始终都通压力油都通压力油.不受液压马达转动方向的影响不受液压马达转动方向的影响.在回、压油腔通在回、压油腔通入叶片根部的通路上应设置单向阀。入叶片根部的通路上应设置单向阀。叶片式液压马达体积小叶片式液压马达体积小.转动惯量小转动惯量小.动作灵敏动作灵敏.适用于换向频适用于换向频率较高的场合率较高的场合;但其泄漏量较大但其泄漏量较大.低速工作时不稳定。因此低速工作时不稳定。因此.叶叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。合。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件3.2

27、.3 液压马达的主要技术参数和计算公液压马达的主要技术参数和计算公式式1.液压马达的主要技术参数液压马达的主要技术参数排量排量马达轴每转一转所需输入的液体体积。马达轴每转一转所需输入的液体体积。额定压力额定压力在额定转数范围内连续运转在额定转数范围内连续运转.能达到设计寿命的能达到设计寿命的最高输入压力。最高输入压力。最高压力最高压力允许短暂运行的最高压力。允许短暂运行的最高压力。背压背压液压马达运转时出油口侧的压力液压马达运转时出油口侧的压力.能保证马达稳定运能保证马达稳定运转时最低出油口侧的压力称为最低背压。转时最低出油口侧的压力称为最低背压。额定转速额定转速在额定压力、规定背压条件下在额

28、定压力、规定背压条件下.能够连续运转并能够连续运转并能达到设计寿命的最高转速。能达到设计寿命的最高转速。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件最低转数最低转数在额定压力下能稳定运转的最低运转数。在额定压力下能稳定运转的最低运转数。额定转数额定转数在额定压力作用下液压马达能稳定运转的转数。在额定压力作用下液压马达能稳定运转的转数。最大转矩最大转矩允许短暂运行的最高压力输入马达后所产生的允许短暂运行的最高压力输入马达后所产生的转矩。转矩。功率功率液压马达输出轴上输出的机械功率。液压马达输出轴上输出的机械功率。容积效率容积效率液压马达理论流量与实际流量的比值。液压马达理论流量与实

29、际流量的比值。11）总效率）总效率液压马达的输出功率与输入功率的比值。液压马达的输出功率与输入功率的比值。2.液压马达主要参数的计算公式液压马达主要参数的计算公式其主要计算公式如其主要计算公式如表表3-7所列。所列。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件3.液压马达主要技术参数概览液压马达主要技术参数概览其主要技术参数概览如其主要技术参数概览如表表3-8所列。所列。4.液压马达的选择液压马达的选择选择液压马达时需考虑的因索较多选择液压马达时需考虑的因索较多.如转矩、转数、工作压力、如转矩、转数、工作压力、排量、外形及连接尺寸、容积效率、总效率等。排量、外形及连接尺寸、容积效

30、率、总效率等。低速运转工况可选低转速马达低速运转工况可选低转速马达.也可以采用高速马达加速机装也可以采用高速马达加速机装置。在两种选择上置。在两种选择上.应根据结构及空间情况、设备成本、驱动应根据结构及空间情况、设备成本、驱动转矩是否合理等进行选择。确定所采用马达的种类后转矩是否合理等进行选择。确定所采用马达的种类后.可根据可根据液压马达产品技术参数概览表选出几种规格液压马达产品技术参数概览表选出几种规格.然后进行综合分然后进行综合分析析.分析中应优先考虑既满足转矩要求又使系统流量较小、压分析中应优先考虑既满足转矩要求又使系统流量较小、压力较低力较低.以便降低制造成本。其次对同类产品应选择总效

31、率高以便降低制造成本。其次对同类产品应选择总效率高的、压降低的的、压降低的.最终选择一个较合适的产品。最终选择一个较合适的产品。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件5.液压马达的基本图形符号液压马达的基本图形符号液压马达的基本图形符号如液压马达的基本图形符号如图图3-22所示。所示。3. 2. 4 液压马达常见故障及其排除方法液压马达常见故障及其排除方法液压马达常见故障及其排除方法见液压马达常见故障及其排除方法见表表3-10。3. 2.5 气动马达气动马达1.叶片式气动马达叶片式气动马达叶片式气动马达主要由定子、转子和叶片组成。叶片式气动马达主要由定子、转子和叶片组成。叶

32、片马达体积小、重量轻、结构简单叶片马达体积小、重量轻、结构简单.但耗气量较大一般用于但耗气量较大一般用于中、小容量中、小容量.高转速的场合。高转速的场合。图图3-23所示为双向旋转叶片式气马达的工作原理。所示为双向旋转叶片式气马达的工作原理。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件图图3-24是在一定工作压力下作出的叶片式气马达的特性曲是在一定工作压力下作出的叶片式气马达的特性曲线。转矩线。转矩T与转速与转速n成反比成反比.功率功率P与转速与转速n成抛物线关系成抛物线关系,排量排量增加增加q转速转速n增加。增加。图图3-25也是叶片式气马达工作原理。叶片式马达一般有也是叶片式

33、气马达工作原理。叶片式马达一般有310个叶片个叶片.它们可以在转子的径向槽内活动。转子和输出它们可以在转子的径向槽内活动。转子和输出轴固连在一起轴固连在一起.装入偏心的定子中。当压缩空气从装入偏心的定子中。当压缩空气从A口进入定口进入定子腔后一部分进入叶片底部子腔后一部分进入叶片底部.将叶片推出将叶片推出.使叶片在气压推力使叶片在气压推力和离心力综合作用下和离心力综合作用下.抵在定子内壁上。另一部分进入密封工抵在定子内壁上。另一部分进入密封工作腔作用在叶片的外伸部分作腔作用在叶片的外伸部分.产生力矩。由于叶片外伸面积不产生力矩。由于叶片外伸面积不等等.转子受到不平衡力矩而逆时针旋转。做功后的气

34、体由定子转子受到不平衡力矩而逆时针旋转。做功后的气体由定子孔孔C排出排出.剩余残余气体经孔剩余残余气体经孔H排出改变压缩空气输入进气孔排出改变压缩空气输入进气孔(H孔进气孔进气).马达则反向旋转。马达则反向旋转。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件2.活塞式气动马达活塞式气动马达活塞式气动马达是一种通过曲柄或斜盘将多个气缸活塞的输活塞式气动马达是一种通过曲柄或斜盘将多个气缸活塞的输出力转换为回转运动的气动马达。活塞式气动马达中为达到出力转换为回转运动的气动马达。活塞式气动马达中为达到力的平衡力的平衡.气缸数目大多为偶数。气缸可以径向配置和轴向配气缸数目大多为偶数。气缸可以

35、径向配置和轴向配置置.称为径向活塞式气动马达和轴向活塞式气动马达。称为径向活塞式气动马达和轴向活塞式气动马达。活塞式气动马达有较大的启动力矩和功率活塞式气动马达有较大的启动力矩和功率.但结构复杂、成本但结构复杂、成本高高.且输出力矩和速度必然存在一定的脉动且输出力矩和速度必然存在一定的脉动.主要用于低速大主要用于低速大转矩的场合。转矩的场合。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件3.气动马达的特点气动马达的特点可以无级调速。可以无级调速。工作安全。工作安全。气动马达具有结构简单、体积小、重量轻、操纵容易、维气动马达具有结构简单、体积小、重量轻、操纵容易、维修方便等特点修方便

36、等特点.其用过的空气也不需处理其用过的空气也不需处理.不会造成污染。不会造成污染。气动马达有很宽的功率和速度调节范围。气动马达有很宽的功率和速度调节范围。正、反转实现方便。正、反转实现方便。具有过载保护功能具有过载保护功能.不会因为过载而发生故障。不会因为过载而发生故障。气动马达能长期满载工作气动马达能长期满载工作.由于压缩空气绝热膨胀的冷却作由于压缩空气绝热膨胀的冷却作用用.能降低滑动摩擦部分的发热能降低滑动摩擦部分的发热.因此气动马达能在高温环境因此气动马达能在高温环境下运行下运行.其温升较小。其温升较小。气动马达气动马达.特别是叶片式气动马达转速高特别是叶片式气动马达转速高.零、部件磨损

37、快零、部件磨损快.需及时检修、清洗或更换零部件需及时检修、清洗或更换零部件气动马达还具有输出功率小、耗气量大、效率低、噪声大气动马达还具有输出功率小、耗气量大、效率低、噪声大和易产生振动等缺点。和易产生振动等缺点。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件4.气马达的选择、应用及润滑气马达的选择、应用及润滑(1)气马达的选择气马达的选择选择气马达主要从载荷状态出发。在变载荷的场合使用时选择气马达主要从载荷状态出发。在变载荷的场合使用时.应应注意考虑的因索是速度范围及力矩注意考虑的因索是速度范围及力矩.均应满足工作需要。在均均应满足工作需要。在均衡载荷下作用时衡载荷下作用时.其工

38、作速度则是最重要的因索。叶片式气动其工作速度则是最重要的因索。叶片式气动马达比活塞式气动马达转速高马达比活塞式气动马达转速高.当工作转速低于空载时最大转当工作转速低于空载时最大转速的速的25%时时.最好选用活塞式气动马达选择时可参考最好选用活塞式气动马达选择时可参考表表3-11。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件 (2)气马达的应用与润滑气马达的应用与润滑气马达适用于要求安全、无级调速、经常改变旋转方向、启气马达适用于要求安全、无级调速、经常改变旋转方向、启动频繁以及防爆、负载启动动频繁以及防爆、负载启动.适用于有过载可能性的场合适用于有过载可能性的场合.以以及适用于恶

39、劣工作条件及适用于恶劣工作条件.如高温、潮湿及不便于入工直接操作如高温、潮湿及不便于入工直接操作的地方。当要求多种速度运转的地方。当要求多种速度运转.瞬时启动和制动瞬时启动和制动.或可能经常或可能经常发生失速和过负载的情况时发生失速和过负载的情况时.采用气马达要比别的类似设备价采用气马达要比别的类似设备价格便宜维修简单。目前格便宜维修简单。目前.气马达在矿山机械中应用较多气马达在矿山机械中应用较多;在专在专业性成批生产的机械制造业、油川、化工、造纸、冶金、电业性成批生产的机械制造业、油川、化工、造纸、冶金、电站等行业均有较多使用站等行业均有较多使用;工程建筑、筑路、建桥、隧道开凿等工程建筑、筑路、建桥、隧道开凿等均有应用均有应用;许多风动工具如风钻、风扳手、风砂轮及风动铲刮许多风动工具如风钻、风扳手、风砂轮及风动铲刮机等均装有气马达。机等均装有气马达。上一页 下一页返回3.2 旋转运动执行元件旋转运动执行元件润滑是气马达所不可缺少的。气马达必须得到良好的润滑后润滑是气马达所不可缺少的。气马达必须得到良好的润滑后才可正常运转才可正常运转.良好的润滑可保证马达在检修期内长时间运转良好的润滑可保证马达在检修期内长时间运转无误。一般在整个气动系统回路中无误。一般在整