第2章 液压传动2[1].4

2.4 液压马达与液压缸2.4.1 液压马达(油马达)2.4.1.1 液压马达与液压泵的技术关系液压马达是液压系统中的执行元件，负责将液压泵输出的平动液体的压力能转换为旋转形式的机械能以拖动工作机械作功；而液压泵是液压系统中的动力元件，负责把电动机输出的旋转机械能转换为平动的液体压力能。

因此有液压马达与液压泵的技术关系：功用 — 相反； 结构 — 相似； 原理— 互逆液压马达与液压泵的职能符号对比：2.4.1.2 液压马达的类别2.4.1.3 齿轮式液压马达——工作原理——将系统压力油输入进油口(泵的排油口)至啮合齿面之间的压力油腔，基于帕斯卡定律压力油腔中的液压力对齿轮副产生转动力矩，驱动二者反向旋转，同时将齿面间的油液从压力油腔排出，液压力产生的旋转力矩由输出轴传递到旋转教材图1-21——主要结构特点——为满足正、反转的要求，液压马达的结构(包括进、出油口，卸荷结构和轴向间隙自动补偿结构)应完全对称.液压马达泄漏的油必须用泄漏管道引至油箱，而不能象泵那样引到吸油口，故称液压马达为外泄，而称液压泵为内泄.为了减少磨擦损失，改善起动性能，一般液压马达均用滚动轴承。

齿轮液压马达的齿数较液压泵的齿数多，以减小转矩脉动幅度。

2.4.1.4 叶片式液压马达——工作原理——因叶片1、3在Ⅱ、Ⅳ象限密封区域(密封油腔)的旋转半径较叶片2、4 在Ⅰ、Ⅲ象限密封区域旋转半径大，所以从进油窗孔输入的压力油通过作用在叶片1-2和叶片3-4上的压力差产生旋转力矩。

教材图1-17——结构与应用特点——通常都要求液压马达能够正反转，所以叶片式液压马达的叶片径向放置，不能倾斜。

为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通入叶片根部的通路上应设置单向阀。

为了确保叶片式液压马达在压力油通入后能正常启动，必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触，以保证良好的密封，因此在叶片根部应设置预紧弹簧。

叶片式液压马达通过受力不平衡的转子产生力矩，输出转矩与其排量以及进出油口之间的压力差有关，其转速由输入液压马达的流量大小来决定。

叶片式液压马达体积小、转动惯量小、动作灵敏、可适用于换向频率较高的场合，但泄漏量较大、低速工作不稳定，故其一般只用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。

——工作原理——结构与应用特点与径向柱塞泵相似柱塞插装在转子径向滑孔中，压力油从进油口进入滑孔底部对柱塞产生压力作用到定子内曲面；因定子与转子偏心e，所以定子内曲面对柱塞的的反力与柱塞轴线倾斜角度α，其中的切向分量Fθ即为驱动转子旋转的动力。

——多作用内曲线径向柱塞马达——(课后参考阅读)【动画演示泵-13】多作用内曲线径向柱塞马达的典型结构——工作原理 ——斜盘和配油盘固定不动，柱塞插装到与马达输出转轴平行的柱塞缸体中，缸体与马达输出轴键接在一起旋转。

当压力油进入缸体油腔后，滑履在液压力的作用下压向斜盘，斜盘对滑履的反作用力为F 。

F 可分解成轴向分力F N 和空间径向分力F T 。

前者沿柱塞轴线与柱塞所受液压力平衡；后者通过滑履继续分解出切向力F Tθ和F Tr ， F Tθ与斜盘半径R 的乘积构成驱动液压马达转动力矩。

——结构与应用特点——轴向柱塞马达的结构与应用特点基本上与同类型的液压泵相似，除采用阀式配流的液压泵不能作为液压马达用之外，其它形式的液压泵基本上都能作液压马达使用。

1—传动轴 2—斜盘 3—轴承 4—鼓轮 5—弹簧 6—传动销 7—缸体 8—配流盘 9—柱塞 10—推杆轴向点接触柱塞式液压马达结构及其特点——课后参考阅读——采用鼓轮结构。

——缸体和传动轴之间的配合面很窄，使缸体具有一定的自位作用，使缸体表面能很好地与配流盘表面贴合，既保证了密封，又能自动补偿磨损。

——斜盘有推力轴承支承，目的是为了减轻推杆头部与斜盘表面的磨损，提高液压马达的机械效率。

——斜盘倾角固定不变，排量不可调节，因而是定量马达，其转速只能通过改变流量来调节。

2.4.1.7 液压马达选用选用液压马达的原则与选择液压泵的原则基本相同。

选择液压马达时，首先确定其类型，然后按系统所要求的压力、负载、转速的大小确定其规格型号。

一般来说，当负载扭矩小时，可选用齿轮式、叶片式和轴向柱塞式液压马达，其技术性能与而负载扭矩大且转速较低时，宜选用低速大扭矩液压马达。

下表列出的常用液压马达的应用范围以及各类低速液压马达的性能参数可供参考。

常用液压马达的应用范围及实例各类低速液压马达主要性能参数2.4.2 液压缸2.4.2.1 液压缸的作用液压缸和液压马达都是液压系统的执行元件 ，与液压马达将平动液压油携带的压力能转化为旋转机械动力的功能不同，液压缸通常负责将平动液压油携带的压力能转化为有限长度的往复直线运动，但也有一些特殊的液压缸可以输出往复摆动旋转等特殊运动形式。

2.4.2.2 液压缸的类别(1) 按结构分类(2) 按作用方向分类单作用缸 双作用缸 (3) 按输出运动分类 移动缸 摆动缸2.4.2.2 典型液压缸简介——单活塞杆式液压缸——1-缸体 2活塞 3-活塞杆 4-支撑环 5-Y 形密封圈 6、8-导向套 9-缸盖 10-螺母结构：缸体1和缸底焊接成一体，活塞2依靠支撑环(活塞环)4导向，活塞两端使用用Y 型密封圈5密封，活塞2与活塞杆3用螺纹连接。

活塞杆3靠导向套6、8导向，用V 型密封圈7密封。

端盖9和缸体1用螺纹连接，螺母10用来调整V 型密封圈的松紧。

缸底可为平底，也可以带有耳环，以便于铰接安装。

铰接安装的液压缸轴线可随工作需要自由摆动，可用于液压挖掘机等工程机械。

工作特点：活塞两端面积不同，输出动力不相等。

有杆腔进油时压力作用面小，通常驱动工作机械返程运动(只克服摩擦力的作用)。

无杆腔吸油时压力作用面大，通常驱动工作机械负载运动。

——双作用双单活塞杆式液压缸——1-活塞杆 2-螺栓 3-缸盖 4-缸体 5-活塞 6-V 形密封圈 7、9-导向套 8-开口销参阅教材图1-28——双作用双单活塞杆式液压缸——结构：缸体4两端开通，活塞两端均安装活塞杆、两者之间用开口销连接，两个活塞杆运动分别由导向套7和9导向，并用V 型密封圈6密封，螺钉2用于V 型密封圈的松紧。

两个端盖3上开有进出油口。

工作特点：活塞杆双向运动，液压缸右腔进油、左腔回油时，活塞左移；反之，活塞右移。

由于活塞两端承压面积相等，所以左右两端分别输入相同压力和流量的油液时，活塞上产生的推力和往返速度也相等。

此类液压缸常用于往返速度相同且推力不大的场合。

——柱塞式液压缸——1-缸体 2-柱塞 3-导向 4-V 型密封圈 5-缸盖 参阅教材图1-27结构：柱塞等直径，只能在液压力作用下实现一个方向的运动，回程靠柱塞重力或外加弹簧力，或其它外加机械力来推动。

为了得到双向运动，需要柱塞缸成对、反向使用。

柱塞与缸体不接触，柱塞运动依靠导向套3导向，因此缸体内壁不需精加工。

工作特点：柱塞工作时端部受压，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，且不能依靠重力返程，故柱塞缸宜垂直安装。

如果必须水平，为减轻重量和提高稳定性，而用无缝钢管制成柱塞。

应用：这类液压缸可用于龙门刨、导轨磨、大型拉床、冶金炉等长行程工作机械。

——伸缩式液压缸——1-压板 2、6-端盖 3-套筒活塞 4-活塞 5-缸体 7-套筒活塞端盖 【动画演示：伸缩缸】 对比阅读教材图1-29主要组成零件有缸体5、活塞4、套筒活塞3等。

缸体两端有进出油口A 和B。

当A 口进油，B 口回油时，先推动一级活塞3向右运动，由于一级活塞的有效作用面积大，所以运动速度低而推力大。

一级活塞右行至终点时，二级活塞4在压力油的作用下继续向右运动，因其有效作用面积小，所以运动速度快，但推力小。

套筒活塞3既是一级活塞，又是二级活塞的缸体，有双重作用。

若B 口进油，A 口回油，则二级活塞先退回至终点，然后一级活塞3才退回。

应用：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。

——齿条式液压缸——1-紧固螺母 2-调节螺栓 3-缸盖 4-垫圈 5-O 形密封圈 6-挡圈 7-缸套 8-齿条活塞 9-齿轮 10-传动轴 11-缸体 12-螺栓缸体和缸套组装成缸筒，活塞杆上加工出齿条，齿轮9与传动轴10连成一体。

当液压缸右端进油时，齿条活塞向左运动，齿条则带动齿轮9顺时针旋转；反之，则逆时针旋转。

两端的调节螺钉2可调节齿条活塞的行程，以改变传动轴9的最大转角。

齿条液压缸将液压平动转换为往复摆动旋转机械运动，相对于连续旋转的液压马达，齿条液压缸结构简单，制造容易，常用于机械手和磨床的进刀机构、组合机床的回转工作台、回转夹具及自动线的转位机构。

（根据工作需要可以设计为单齿条或双齿条结构）——螺旋摆动液压缸——缸体内转轴上装配反向螺旋齿轮，反向齿轮之间密封阻隔分别形成旋向不同的进油腔，当压力油供给不同油腔时，输出轴分别输出有限角度的左旋或右旋摆动旋转。

图示3种德国螺旋摆动油缸装配结构紧凑、输出扭矩大、摆动精度高、密封性能好、防尘防污防水，可适应极端恶劣环境(如海底打捞)条件。

参阅教材p.30相关内容2.4.2.3 液压缸职能符号及说明各种液压缸的结构、计算、设计和选用查阅相关技术文献和手册自学。