教育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500r／min)和低速大转矩(额定转速低于500r／min)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Δp。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q＝qt＋Δq

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ηv＝qt/q＝

1-Δq/q二、液压马达的性能参数排量与转速

排量V：为ηV等于1时输出轴旋转一周所需油液体积。转速：n

＝qt/V

＝qηV/V转矩与机械效率

在不考虑损失的情况下：Δpqt

＝Ttω理论输出转矩Tt

＝ΔpV/2π实际输出转矩T

＝ΔpVηm/2π机械效率ηm＝T/Tt

起动机械效率ηm0＝T0/Tt功率与总效率η＝

Po/Pi＝T2πn/Δp

q＝

ηvηm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3－7（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（x≠z

)；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=2

l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=3lL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=2lL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。无杆腔进油腔回油腔有杆腔职能符号：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，v1<v2；

p

相同，F1>F2。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λv，于是得差动缸推力：速度：特点：v3>v1；F3<F1。结论：差动连接后，速度大，推力小。代入上式：q1q2pq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压－机械联合传动机构。用于齿轮驱动的周期性往复旋转运动中。液压缸外形液压缸安装连接形式：底座型，耳环型，销轴型等长螺栓连接耳环型齿条活塞缸销轴型球铰型法兰型球头型五、液压缸常见故障和排除方法故障现象产生原因排除方法爬行1．外界空气进入缸内2．密封压得太紧3．活塞与活塞杆不同轴4．活塞杆弯曲变形5．缸筒内壁拉毛，局部磨损严重或腐蚀6．安装位置有误差7．双活塞杆两端螺母拧得太紧8．导轨润滑不良1．开动系统，打开排气塞（阀）强迫排气2．调整密封，保证活塞杆能用手拉动而试车时无泄漏即可3．校正或更换，使同轴度小于ф0.04mm4．校正活塞杆，保证直线度小于0.1/10005．适当修理，严重者重磨缸孔，按要求重配活塞6．校正7．调整8．适当增加导轨润滑油量推力不足，速度不够或逐渐下降1．缸与活塞配合间隙过大或Ｏ形密封圈破坏2．工作时经常用某一段，造成局部几何形状误差增大，产生泄漏3．缸端活塞杆密封压得过紧，摩擦力太大4．活塞杆弯曲，使运动阻力增加1．更换活塞或密封圈，调整到合适间隙2．镗磨修复缸孔内径，重配活塞3．放松、调整密封4．校正活塞杆冲击1．活塞与缸筒间用间隙密封时，间隙过大，节流