液压缸液压马达

1、第第3 3章章 液压与气压执行元件液压与气压执行元件 第3章 液压缸功用：将液压泵供给的液压能转换为功用：将液压泵供给的液压能转换为 机械能而对负载作功，实现直机械能而对负载作功，实现直 线往复运动或旋转运动。线往复运动或旋转运动。 液压缸的类型及特点液压缸的类型及特点 按结构形式按结构形式 活塞缸活塞缸 柱塞缸柱塞缸 摆动缸摆动缸 往复摆动往复摆动往复直线运动往复直线运动按作用方式按作用方式单作用式：单作用式：液体或气体只控制液体或气体只控制 缸一腔单向缸一腔单向运动运动 双作用式：双作用式：液体或气体控制缸两腔实现双液体或气体控制缸两腔实现双向运动向运动液压缸的类型及特点液压缸的类型及特点

2、 活塞式液压缸定义活塞式液压缸定义在缸体内作相对往复运动的组件为活在缸体内作相对往复运动的组件为活塞的液压缸塞的液压缸 分分 类类 双杆双杆 按伸出活塞杆不同按伸出活塞杆不同 单杆单杆 无杆无杆 缸体固定缸体固定 按固定方式不同按固定方式不同 A2 2) 压力相同时，推力不等压力相同时，推力不等 流量相同时，速度不等流量相同时，速度不等 即不具有等推力等速度特性即不具有等推力等速度特性 无杆腔进油时无杆腔进油时 v1 = q/A1 = 4q/D2 F1 = p1A1 - p2A2 =D2 p1 - (D2-d2)p2/4 有杆腔进油时有杆腔进油时 v2 = q/A2 = 4q/(D2-d2)

3、F2 = p1A2- p2A1 = (D2-d2) p1-D2 p2/4 单活塞杆液压缸简单连接比较单活塞杆液压缸简单连接比较 A1 A2 v1 F2 故：活塞杆伸出时，推力较大，速度较小故：活塞杆伸出时，推力较大，速度较小 活塞杆缩回时，推力较小，速度较大活塞杆缩回时，推力较小，速度较大 因而：活塞杆伸出时，适用于重载慢速因而：活塞杆伸出时，适用于重载慢速 活塞杆缩回时，适用于轻载快速活塞杆缩回时，适用于轻载快速 单活塞杆液压缸简单连接结论单活塞杆液压缸简单连接结论活塞杆直径越小，两个方向速度差值越小。活塞杆直径越小，两个方向速度差值越小。 固定方式和工作过程皆与双杆活塞液压缸相同。固定方式

4、和工作过程皆与双杆活塞液压缸相同。运动行程皆为两倍的活塞或缸体的有效行程。运动行程皆为两倍的活塞或缸体的有效行程。差动连接差动连接单杆活塞液压缸两腔单杆活塞液压缸两腔同时通入流体时，同时通入流体时，利用两端面积差进行利用两端面积差进行工作的连接形式。工作的连接形式。 差动连接速度、推力计算差动连接速度、推力计算 v v3 3A A1 1 = q= q + v+ v3 3A A2 2 v v3 3 = q/(A= q/(A1 1-A-A2 2)=4 q/d)=4 q/d2 2 故故: :要使要使 v v2 2 = v= v3 3 D = 2 d D = 2 d F F3 3 = p = p1 1

5、（A A1 1-A-A2 2） = d= d2 2p p1 1/4/4 差动连接特点差动连接特点在不增加流量的前提下，在不增加流量的前提下，实现快速运动实现快速运动 单杆活塞液压缸应用单杆活塞液压缸应用单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循 环：环： （差动连接）（差动连接） （无杆腔进油）（有杆腔进油）（无杆腔进油）（有杆腔进油） 快进快进 工进工进 快退快退 v3、F3 v1、F1 v2、F2 定定 义义在缸体内做相对往复运动的组件在缸体内做相对往复运动的组件是柱塞的液压缸是柱塞的液压缸 柱塞式液压缸柱塞式液压缸柱塞式液压缸结构柱塞式液压缸结构1缸

6、筒、缸筒、2柱塞、柱塞、3导向套、导向套、4钢丝卡圈等钢丝卡圈等柱塞式液压缸工作原理柱塞式液压缸工作原理 自重自重只能单向运动，回程需靠外力只能单向运动，回程需靠外力 弹簧力弹簧力需双向运动时，常成对使用。需双向运动时，常成对使用。 柱塞式液压缸速度、推力计算柱塞式液压缸速度、推力计算v = q/A = 4q/d2 F = pA = d2 p/4 柱塞式液压缸特点柱塞式液压缸特点 柱塞工作时总是受压，一般较粗柱塞工作时总是受压，一般较粗 水平放置易下垂，产生单边磨损水平放置易下垂，产生单边磨损 故故 常垂直放置，有时可做成空心常垂直放置，有时可做成空心 又又 缸体内壁与柱塞不接触缸体内壁与柱塞

7、不接触 可不加工或只粗加工，工艺性好可不加工或只粗加工，工艺性好 龙门刨床龙门刨床 故故 常用于长行程机床，如常用于长行程机床，如 导轨磨床导轨磨床 大型拉床大型拉床摆动液压缸摆动液压缸又称为摆动式液压马达或回转液压缸又称为摆动式液压马达或回转液压缸作用：将液压油的压力能转变成摆作用：将液压油的压力能转变成摆动动 运动的机械能运动的机械能摆动液压缸摆动液压缸组成：缸体、定子块、叶片、传动轴等组成：缸体、定子块、叶片、传动轴等分类分类 单叶片式单叶片式摆角可达摆角可达330330 双叶片式双叶片式摆角最大摆角最大150150摆动液压缸工作原理摆动液压缸工作原理当缸的一个油口进压力油，另一油口当缸

8、的一个油口进压力油，另一油口回油时，叶片在压力油作用下往一回油时，叶片在压力油作用下往一个方向摆动，带动轴偏转一定角度个方向摆动，带动轴偏转一定角度小于小于3600，当进回油口互换时，马，当进回油口互换时，马达反转。达反转。 摆动液压缸特点摆动液压缸特点结构紧凑，输出转矩大，结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般只用于中低压系统。但密封困难，一般只用于中低压系统。 增压缸（增压器）增压缸（增压器） 能将输入的低压油转变为高压油，供能将输入的低压油转变为高压油，供液压系统中的某一分支油路使用。液压系统中的某一分支油路使用。增压缸结构增压缸结构单作用、双作用单作用、双作用 增压缸增压原理增压缸增压

9、原理 A1 p1=A2 p2 p1D2/4=p2d2/4 p2 = A1 / A2 p1 = p1 D2/d2 =K p1 K增压比 增压缸特点增压缸特点在不在不p p p p 的前提下，靠的前提下，靠 AA来来 p p 单作用断续增压、双作用连续增压单作用断续增压、双作用连续增压只能从高压端输出的油液中获得大的只能从高压端输出的油液中获得大的推力，不能直接作为执行元件推力，不能直接作为执行元件 多级缸结构由两个或多个活塞缸或柱塞缸套装而由两个或多个活塞缸或柱塞缸套装而成，有单作用和双作用之分。成，有单作用和双作用之分。 多级缸工作原理活塞或柱塞伸出时，从大到小，活塞或柱塞伸出时，从大到小，速

10、度逐渐增大，推力逐渐减小。速度逐渐增大，推力逐渐减小。活塞或柱塞缩回时，从小到大。活塞或柱塞缩回时，从小到大。多级缸特点应用 工作时可伸很长，不工作时缩短工作时可伸很长，不工作时缩短 占地面积小，且推力随行程增加而减小占地面积小，且推力随行程增加而减小 故故 起重机伸缩臂、自动倾卸卡车、火箭发起重机伸缩臂、自动倾卸卡车、火箭发 射台等皆用射台等皆用 齿条活塞（无杆液压缸）齿条活塞（无杆液压缸） 结结 构构 工作原理工作原理 应应 用用无杆液压缸结构无杆液压缸结构缸体、活塞、齿条、齿轮、端盖等缸体、活塞、齿条、齿轮、端盖等 无杆液压缸工作原理无杆液压缸工作原理左腔进油，右腔回油时，齿条右移，左腔

11、进油，右腔回油时，齿条右移，齿轮带动工作台逆转。齿轮带动工作台逆转。右腔进油，左腔回油时，齿条左移，右腔进油，左腔回油时，齿条左移，齿轮带动工作台顺转齿轮带动工作台顺转 。无杆液压缸应用无杆液压缸应用 常用于需要回转运动的场合，常用于需要回转运动的场合， 如：自动线、磨床如：自动线、磨床 液压缸的典型结构液压缸的典型结构1-前端盖 2 12-密封圈 3-活塞 4-活塞杆 5-缸筒 6-拉杆7-导向套 8-后端盖 9-防尘圈 13 14-缓冲及排气装置液压缸的构造液压缸的构造n缸体组件：缸体、前后端盖缸体组件：缸体、前后端盖n活塞组件：活塞、活塞杆活塞组件：活塞、活塞杆n密封装置：密封环，密封圈

12、等密封装置：密封环，密封圈等n缓冲装置缓冲装置n排气装置排气装置缸体与端盖的连接缸体与端盖的连接 法兰连接法兰连接 半环连接半环连接 螺纹连接螺纹连接 拉杆连接拉杆连接 焊接连接焊接连接 缸体与端盖的连接缸体与端盖的连接 工作压力、缸体材料、工作压力、缸体材料、 工作条件不同工作条件不同 连接形式很多，连接形式很多， 铸铁缸体，外形尺寸大铸铁缸体，外形尺寸大 缸体与端盖的连接形式缸体与端盖的连接形式法兰连接：高压，需焊接法兰盘，较杂。法兰连接：高压，需焊接法兰盘，较杂。 内半环内半环 结构简单、紧凑、装卸结构简单、紧凑、装卸半环连接半环连接 方便方便（但因缸体上开了环行槽，强度削弱）（但因缸体

13、上开了环行槽，强度削弱） 外半环外半环 内螺纹内螺纹 螺纹连接螺纹连接 重量轻，外径小，但端部复杂，重量轻，外径小，但端部复杂， 外螺纹外螺纹 装卸不便，需专用工具装卸不便，需专用工具 焊接连接焊接连接缸体与端盖的连接形式缸体与端盖的连接形式拉杆连接拉杆连接通用性好，缸体加工方便，装拆方通用性好，缸体加工方便，装拆方便，但端盖体积大，重量也大，拉便，但端盖体积大，重量也大，拉杆受力后会拉伸变形，影响端部密杆受力后会拉伸变形，影响端部密封效果，只适于低压。封效果，只适于低压。活塞和活塞杆的连接活塞和活塞杆的连接 工作压力、安装方式、工作压力、安装方式、 工作条件的不同。工作条件的不同。 活塞组件

14、有多种结构形式。活塞组件有多种结构形式。 整体式：常用于小直径液压缸，整体式：常用于小直径液压缸， 结构简单，轴向尺寸紧凑，结构简单，轴向尺寸紧凑， 但损坏后需整体更换但损坏后需整体更换 活塞和活塞杆的连接活塞和活塞杆的连接焊接式：同上焊接式：同上 锥销式：常用于双杆缸，加工容易，装配简单，锥销式：常用于双杆缸，加工容易，装配简单， 但承但承 载能力小，且需防止载能力小，且需防止 脱落脱落 螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆螺纹式：常用于单杆缸，结构简单，装拆 方便，但需方便，但需 防止螺母松动。防止螺母松动。 半环式：常用于高压大负载或振动比较大半环式：常用于高压大负载或振动比较大 的场合

15、，的场合， 强度高，但结构复杂，装拆方便。强度高，但结构复杂，装拆方便。 液压缸的缓冲装置液压缸的缓冲装置 n必要性必要性n缓冲原理缓冲原理n缓冲装置类型缓冲装置类型缓冲的必要性缓冲的必要性 在质量较大、速度较高在质量较大、速度较高(v12m/min），）， 由于惯性力较大，活塞运动到终端时会撞由于惯性力较大，活塞运动到终端时会撞 击缸盖，产生冲击和噪声，严重影响加工击缸盖，产生冲击和噪声，严重影响加工 精度，甚至使液压缸损坏。精度，甚至使液压缸损坏。 常在大型、高速、或高精度液压缸中设置常在大型、高速、或高精度液压缸中设置 缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。缓冲装置或在系统中设置缓冲回路。缓冲

16、原理缓冲原理利用节流方法在液压缸的回油腔产利用节流方法在液压缸的回油腔产生阻力，减小速度，避免撞击。生阻力，减小速度，避免撞击。 缓冲装置类型缓冲装置类型 （1） 圆柱形环隙式缓冲装置圆柱形环隙式缓冲装置 （2） 圆锥形环隙式缓冲装置圆锥形环隙式缓冲装置 （3） 可变节流槽式缓冲装置可变节流槽式缓冲装置 （4） 可调节流孔式缓冲装置可调节流孔式缓冲装置 缓冲装置类型缓冲装置类型液压缸的排气装置液压缸的排气装置 必要性必要性排气方法排气方法排气的必要性排气的必要性 系统在安装或停止工作后常会渗入空气系统在安装或停止工作后常会渗入空气 使液压缸产生爬行、振动和前冲，换向精度使液压缸产生爬行、振动和

17、前冲，换向精度降低等。降低等。 故故 必须设置排气装置必须设置排气装置。 排气方法排气方法1 排气孔排气孔 油口设置在液压缸最高处油口设置在液压缸最高处 2 排气塞排气塞 象螺钉象螺钉 3 排气阀排气阀 使液压缸两腔经该阀与油使液压缸两腔经该阀与油 箱相通启动时，拧开排气箱相通启动时，拧开排气 阀使液压缸空载往复运动阀使液压缸空载往复运动 几次即可几次即可 第二节第二节 液压马达液压马达 液压马达是使负载作液压马达是使负载作连续旋转连续旋转的执行的执行元件，其内部构造与液压泵类似，元件，其内部构造与液压泵类似，差别仅差别仅在于液压泵的旋转是由电机所带动，输出在于液压泵的旋转是由电机所带动，输出

18、的是液压油；液压马达则是输入液压油，的是液压油；液压马达则是输入液压油，输出的是转矩和转速。输出的是转矩和转速。因此，液压马达和因此，液压马达和液压泵在细部结构上存在一定的差别。液压泵在细部结构上存在一定的差别。液压马达和液压泵的区别液压马达和液压泵的区别 作用上作用上相反相反和液压泵的区别和液压泵的区别 结构上结构上相似相似（略有差别）（略有差别） 原理上原理上互逆互逆液压马达分类液压马达分类 n 按照转速分按照转速分 n 按照排量能否调节按照排量能否调节 n 按照输油方向能否改变按照输油方向能否改变 n 按照输出转矩是否连续按照输出转矩是否连续 按照转速分按照转速分 n 高速高速额定转速大于额定转速大于500r/min n 低速低速额定转速小额定转速小500r/min 按照排量能否调节按照排量能否调节 n 定定 量量 n 变变 量量 按照输油方向能否改变按照输油方向能否改变 n 单单 向向 n 双双 向向 按照输出转矩是否连续按照输出转矩是否连续n 旋转式旋转式 n 摆动式摆动式 齿轮马达齿轮马达叶片式液压马达叶片式液压马达轴向柱塞式液压马达轴向柱塞式液压马达多作用内