《机械零件》-2、认识液压缸、液压泵与液压马达

一、液压缸

液压缸的作用是将液压泵供给的液压能转换为机械能而对负载作功，实现直线往复运动或旋转运动。

液压缸有多种结构形式，最常用的有两种：活塞式液压缸和柱塞式液压缸。1、液压缸的做功原理①液压传动的压力

密封容器内的液体受外力的挤压，液体内部便会产生压力。

在液体传动中，把单位面积上油液承受的挤压力称为压力，记作P。

重力G便是一种挤压力，它作用于面积为A的活塞，使油液内部产生一定的压力。

推力F是压力油作用于活塞底部产生的。假如油液的压力一定，那么活塞面积A越大，则力F越大，它们之间的关系有：

液压油缸就是利用由油液的压力产生的活塞推力F来做功的。压力的单位为Pa（帕斯卡，简称帕）。（2）流量与速度单位时间内流过某截面的液体体积称为流量。若在时间t内流过的液体体积为V，则流量Q为:

计算流量时，液体体积的单位为m3，时间的单位为s，故流量的单位为m3/s。

若面积为A的活塞在压力油推动下，经过时间t移动的距离为s（从a移动到b），则在这段时间内流入油缸的液体体积V=A·s，则流入的流量为：

显然S/t=，是活塞的移动速度，所以有：2、活塞式液压缸的典型结构（选学）（1）单作用活塞式液压缸

单作用活塞式液压缸的活塞仅单向运动，返回行程是利用自重、弹簧、负荷等外力将活塞推回。

单作用活塞式液压缸多用于行程较短的场合，一般采取弹簧复位，例如机床的夹紧、定位、抬刀等辅助液压缸。（2）双作用活塞式液压缸①双作用单活塞杆液压缸

这种液压缸工作时，主要通过向油缸中的活塞两侧交替输送液压油，利用活塞两侧液压油的压力差，实现活塞在正、反两个方向的往复运动。安装方式一般有两种：缸体固定或活塞杆固定。

这种液压缸在往复运动时，其轴线可随工作需要自由摆动，常用于液压挖掘机等工程机械。②单活塞杆的差动连接

若有杆腔（右腔）、无杆腔（左腔）和压力油源接通，这种连接方式称为差动连接。

无杆腔内进油时所产生的推力比有杆腔进油时的推力大，产生了差动。

差动连接可以获得快速运动。在实际生产中，常采用液压缸差动连接形式来实现快进、工进、快退运动；但差动连接输出的力比非差速连接时压力油进入无杆腔的输出力要小。③双作用双活塞杆液压缸

这种液压缸双边有杆，双向液压驱动，可实现等速往复运动。常用于往返速度相同且推力不大的场合，如：用来驱动外圆磨床的工作台等。3、柱塞式液压缸的典型结构（选学）

柱塞是端部受压，为保证柱塞缸有足够的推力和稳定性，柱塞一般较粗，重量较大，水平安装时易产生单边磨损，故柱塞缸宜垂直安装。水平安装使用时，为减轻重量和提高稳定性，而用无缝钢管制成柱塞。这种液压缸常用于长行程机床，如龙门刨、导轨磨、大型拉床、冶金炉等。4、双作用伸缩式液压缸的典型结构（选学）

伸缩式液压缸双向液压驱动，伸出由大到小逐节推出，由小到大逐节缩回。其活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小，适用于翻斗汽车，起重机的伸缩臂等。二、液压泵

液压泵是将电动机（或其它原动机）输出的机械能转换为液体压力能，向系统供油的能量转换装置。在液压系统中，液压泵是动力元件。1、液压泵的工作原理

液压泵是靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，所以称为容积泵。

其正常工作的必备条件是：1、应具备密封容积。如图中的油腔4。2、密封容积能交替变化。工作腔能周而复始地增大和减小。当它增大时，与吸油口相连；当它减小时，与排油口相通。3、应有配流装置。图中的单向阀5和7就是配流装置。吸油口与排油口不能沟通，即不能同时开启。4、吸油过程中，油箱必须与大气相通，这是吸油的必要条件。压油过程中，实际油压决定于输出油路中所遇到的阻力，即决定与外界负载，这是形成油压的条件。2、液压泵常用种类和图形符号

液压泵按其在单位时间内所能输出的油液的体积是否可调节，分为定量泵和变量泵两类；按结构形式可分为齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。3、外啮合齿轮泵的工作原理（选学）

泵体内相互啮合的主、从动齿轮2和3与两端盖及泵体一起构成密封工作容积，齿轮的啮合点沿啮合线将左、右两腔隔开，形成了吸、压油腔。4、叶片泵的工作原理（选学）（1）单作用叶片泵的工作原理

这种泵在转子旋转一圈的过程中，吸油、压油各一次，故称单作用叶片泵。若改变定子和转子间的偏心距的大小，便可改变泵的排量，形成变量叶片泵。（2）双作用叶片泵的工作原理

这种泵的转子每旋转一圈，每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称为双作用叶片泵。泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的。5、柱塞泵的工作原理（选学）

柱塞泵是通过柱塞在柱塞孔内往复运动时密封工作容积的变化来实现吸油和排油的。

偏心轮不断旋转，泵就不断地吸油和压油。在工作过程中，吸、压油阀6、5，不会同时开启。（1）轴向柱塞泵的工作原理①斜盘式轴向柱塞泵

轴向柱塞泵可分为斜盘式和斜轴式两大类。②斜轴式轴向柱塞泵（2）径向柱塞泵的工作原理三、液压马达

液压马达是液压系统的一种执行元件，它将液压泵提供的液体压力能转变为其输出轴的机械能（转矩和转速）。1、轴向柱塞马达的工作原理（选学）2、外啮合齿轮马达的工作原理（选学）3、叶片马达的工作原理（选学）4、液压马达的图形符号1、液压缸（1）液压缸的做功原理（2）活塞式液压缸的典型结构（选学）（3）柱塞式液压缸的典型结构（选学）（4）双作用伸缩式液压缸的典型结构（选学）2、液压泵（1）液压泵的工作原理（2）液压泵常用种类和图形符号（3）外啮合齿轮泵的工