[教育]液壓與氣壓傳動液壓執(zhí)行元

1、液壓與氣壓傳動,液壓馬達與液壓缸,液壓執(zhí)行元件,液壓執(zhí)行元件：液壓能→機械能分為：液壓馬達－輸出旋轉(zhuǎn)運動 液壓缸－輸出直線運動本章重點,第一節(jié) 液壓馬達,液壓馬達是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它把輸入油液的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出軸轉(zhuǎn)動的機械能，用來推動負(fù)載作功。 液壓馬達類型:結(jié)構(gòu)形式:齒輪式、葉片式、柱塞式和其它形式 轉(zhuǎn)速:高速小轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)速高于500r／min)和低速 大轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)速低于500r／min

2、) 排量可否調(diào)節(jié):定量馬達和變量馬達,一、工作原理,葉片馬達：處于不同油腔的葉片的不平衡液壓力作用，產(chǎn)生軸的轉(zhuǎn)動，從而輸出轉(zhuǎn)矩；葉片：徑向放置 根部通壓力油，并有 梭閥保證正、反轉(zhuǎn)時都能和壓油腔相通。 根部設(shè)置預(yù)緊彈簧，保證起動密封葉片式液壓馬達體積小、轉(zhuǎn)動慣量小、泄漏大、低速工作不穩(wěn)定，用于高速小轉(zhuǎn)矩應(yīng)用。,,液壓馬達與液壓泵的區(qū)別,1.液壓馬達工作中需

3、要正反轉(zhuǎn)，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有對稱性，并具有單獨的泄油口。2.液壓泵由原動機驅(qū)動，而液壓馬達由具有一定壓力的液壓油驅(qū)動，因此時刻要求保證進油腔和排油腔可靠隔離。3.液壓馬達不能僅靠切斷進出油口實現(xiàn)制動，需依靠機械制動裝置的輔助實現(xiàn)可靠制動。4 .液壓馬達必須有較大的起動扭矩，要求保證初始密封性。如：葉片馬達必須在葉片根部裝上彈簧，以保證葉片始終貼緊定子內(nèi)表面，以便馬達能正常起動。5.液壓泵在結(jié)構(gòu)上需保證具有自吸能力，而液壓馬達就沒有這

4、一要求。,二、液壓馬達的性能參數(shù),工作壓力與額定壓力工作壓力 p ：大小取決于馬達負(fù)載，馬達進出口壓力的差值稱為馬達的壓差Δp。額定壓力 ps ： 能使馬達連續(xù)正常運轉(zhuǎn)的最高壓力。流量與容積效率 輸入馬達的實際流量 q＝qt＋Δq 其中：qt為理論流量，馬達在沒有泄漏時， 達到要求轉(zhuǎn)速所需進口流量。容積效率ηv＝ qt / q＝ 1-Δq / q,二、

5、液壓馬達的性能參數(shù),排量與轉(zhuǎn)速 排量V：為ηV等于1 時輸出軸旋轉(zhuǎn)一周所需油液體積。轉(zhuǎn)速： n ＝ qt/ V ＝ qηV / V轉(zhuǎn)矩與機械效率 在不考慮損失的情況下： Δpqt ＝ Ttω理論輸出轉(zhuǎn)矩 Tt ＝Δp V/ 2π實際輸出轉(zhuǎn)矩 T ＝Δp Vηm/ 2π機械效率ηm＝T/Tt 起動機械效率ηm0＝T0/Tt 功率與總效率η＝ Po/ Pi＝T 2πn/ Δp q＝ ηvηm式中 P

6、o為馬達輸出功率，Pi為馬達輸入功率。,1、齒輪馬達－高速小轉(zhuǎn)矩馬達,結(jié)構(gòu)特點 進出油口相等，有單獨的泄油口； 為減少摩擦力矩，采用滑動軸承； 為減少轉(zhuǎn)矩脈動，齒數(shù)較泵的齒數(shù)多。,應(yīng)用 由于密封性能差，容積效率較低，不能產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩，且瞬時轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩隨嚙合點而變化，因此僅用于高速小轉(zhuǎn)矩的場合，如工程機械、農(nóng)業(yè)機械及對轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的設(shè)備。,三、各種液壓馬達,,2、軸向柱塞馬達-高速液壓馬達,工作原理,結(jié)構(gòu)特點

7、 軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達是互逆的。 配流盤為對稱結(jié)構(gòu)。 應(yīng)用 作變量馬達。改變斜盤傾角，不僅影響馬達的轉(zhuǎn)矩，而且影響它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。斜盤傾角越大，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速越低。容積效率較高。,3、徑向柱塞馬達－低速液壓馬達,柱塞底部通油柱塞與定子接觸處，定子對柱塞的切向作用力。徑向柱塞馬達體積大、轉(zhuǎn)動慣量大，一般用于低速大轉(zhuǎn)矩情況下。(1)單作用連桿徑向柱塞馬達：如圖3－7（66頁）,,優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。缺點：

8、體積大、重量大，轉(zhuǎn)矩脈動，低速穩(wěn)定性較差。,(1)單作用連桿徑向柱塞馬達,,（2）多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達,結(jié)構(gòu)組成,結(jié)構(gòu)原理 殼體內(nèi)環(huán)由x 個導(dǎo)軌曲面組成，每個曲面分為a、b兩個區(qū)段；缸體徑向均布有z 個柱塞孔，柱塞球面頭部頂在滾輪組橫梁上，使之在缸體徑向槽內(nèi)滑動 ；,柱塞、滾輪組組成柱塞組件， b段導(dǎo)軌對柱塞組件的法向反力的切向分力對缸體產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩； 配流軸圓周均布2x 個配流窗口，其中x 個窗口對應(yīng)于a段，通高壓油，x

9、 個窗口對應(yīng)于b段，通回油（x≠z )；,,第二節(jié) 液壓缸,液壓缸,液壓缸,三梁四柱式壓力機,液壓缸,塑料注射成型機,,分類,直線運動,擺動運動,活塞缸,單桿,雙桿,雙作用,差動,柱塞缸,單作用,伸縮缸,擺動缸（擺動馬達）,齒輪缸,第二節(jié) 液壓缸,輸出推力和速度,輸出轉(zhuǎn)矩和角速度,,1. 結(jié)構(gòu)特點：兩側(cè)有效工作面積一樣。,2.基本參數(shù)：,一、 活塞式液壓缸,（一）、雙桿活塞缸,3.應(yīng)用：,職能符號：,l——活塞有效工作行程。,4.安裝

10、方式,缸固定 L=3 l桿固定 L=2 l,當(dāng)兩活塞桿直徑相同、缸兩腔的供油壓力和流量都相等時，活塞(或缸體)兩個方向的推力和運動速度也都相等，適用于要求往復(fù)運動速度和輸出力相同的工況,缸固定,L = 3 l,占地面積大，用于小型機床,,桿固定,桿固定時、缸移動,軟管空心桿,L = 2 l,占地面積小，用于大、中型機床,,5.結(jié)構(gòu)圖：,,液壓缸結(jié)構(gòu),缸體組件 包括缸筒、缸蓋、缸底等零件。 活塞組件 包括活塞與活塞桿等零件。

11、 密封裝置 有活塞與缸筒、活塞桿與缸蓋的密封。 緩沖裝置 排氣裝置,1.結(jié)構(gòu)：,缸體、活塞、活塞桿、密封、缸蓋等,（二）、單桿活塞缸,2. 工作原理：,工作原理：因兩側(cè)有效作用面積或油液壓力不等， 活塞在液壓力的作用下，作直線往復(fù)運動。,,職能符號：,單桿單作用活塞缸,單桿雙作用活塞缸,雙向液壓驅(qū)動,單向液壓驅(qū)動， 回程靠外力。,3. 基本參數(shù),1）推力,式中： p1——進油壓力

12、 p2——回油壓力,2）速度,無桿腔進油，有桿腔出油,3. 基本參數(shù),有桿腔進油，無桿腔出油,1）推力,式中： p1——進油壓力 p2——回油壓力,2）速度,特點：q 相同，v1 F2 。 工作行程是活塞桿長度的2倍。,4. 應(yīng)用：往返運動速度及推力不同的場合。 活塞桿縮回時，推力較小，速度較大。因而它適用于伸出時承受工作載荷，縮回時為空載或輕載的場合,總結(jié)

13、,例：液壓刨床,工程實用時將上列速度v1和v2的比值稱為往返速比，并記為λv，于是得,差動缸,推力：,速度：,特點：v3 > v1 ；F3 < F1 。,結(jié)論：差動連接后，速度大，推力小。,代入上式：,設(shè)此時的速度為v3,（左右2腔相通，均通壓力油）,,,差動缸,如令：,則有：,結(jié)論：當(dāng),時，快進、快退速度相等。,或,(三）活塞式液壓缸典型結(jié)構(gòu),1．缸底 2．卡鍵 3、5、9、11．密封圈 4．活塞 6．缸筒7．

14、活塞桿 8．導(dǎo)向套 10．缸蓋 12．防塵圈 13．耳軸,缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置,,二、 柱塞缸,（一）單柱塞缸,●單向液壓驅(qū)動，回程靠外力。,,（二）雙柱塞缸,●雙向液壓驅(qū)動 ● 2缸平行,,（三）參數(shù)計算,推力：,速度：,應(yīng)用：行程較長的場合。,職能符號：,●柱塞粗、受力好?！窈喕庸すに嚕ǜ左w內(nèi)孔和柱塞沒有配合，不需精加工；

15、 柱塞外圓面比內(nèi)孔加工容易。）,,三、其他液壓缸,1、伸縮缸： 由多個活塞缸套裝而成，前一級缸的活塞桿是后級的缸筒。 隨著缸的伸出，工作速度變快。 行程可以很長，收起后很短。,用于起重機械中。,,,三、其他液壓缸,2．增壓缸：由活塞缸和柱塞缸組成，靠面積的減小增大壓力。不是將液壓能轉(zhuǎn)換成機械能，而是液壓能的傳遞，使之增壓。作為油路中的一個中間環(huán)節(jié)。,用于：短時需要高壓液體的場合。,,3、增速缸：也是活塞缸與柱塞

16、缸組成的復(fù)合缸，活塞缸的活塞桿內(nèi)腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。當(dāng)液壓油進入柱塞缸時，活塞將快速運動（活塞缸大腔必須補油）；當(dāng)液壓油同時進入柱塞缸和活塞缸時，活塞慢速運動。,增速缸用于快速運動回路，在不增加泵的流量的前提下，使執(zhí)行元件獲得盡可能大的工作速度。,三、其他液壓缸,,,四、擺動缸（擺動馬達）,1．單葉片擺動缸： 壓力油由左下方進入缸桶，葉片和葉片軸在壓力油的作用下，逆時針轉(zhuǎn)動，回油經(jīng)左上方流出，擺動角<

17、;300°。,常用于工夾具夾緊裝置、送料裝置、轉(zhuǎn)位裝置及需要周期性進給的系統(tǒng)中。,,四、擺動缸（擺動馬達）,2．雙葉片擺動缸： 壓力油由左上方和右下方同時進入缸桶，2個葉片在壓力油的作用下，使葉片軸順時針轉(zhuǎn)動，回油經(jīng)左下方和右上方同時流出，擺動角<150°。 其輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片式的兩倍，角速度是其一半。,,,五、齒輪齒條缸,由無桿活塞缸和一套齒輪齒條傳動裝置組成的液壓－機械聯(lián)合傳動機構(gòu)。,用于齒