液压执行元件
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液压执行元件各有什么用途液压执行元件是液压系统中的核心部件,主要用于将液压能转化为机械能,实现各种工程机械的运动。
常见的液压执行元件包括液压缸、液压马达和液压伺服阀等。
它们各有不同的用途,具体如下:1. 液压缸:液压缸是最常见和应用广泛的液压执行元件,主要用于产生线性运动。
它通常由缸体、活塞、活塞杆和密封件等部件组成。
液压缸可用于各种工程机械,如挖掘机、铲车和推土机等,实现各种行程和推力的精确控制。
2. 液压马达:液压马达是将液压能转化为旋转运动的液压执行元件。
它通常由马达本体、齿轮或液压马达柱塞等组成。
液压马达广泛应用于各种需要转动运动的工程机械,如起重机、钻机和混凝土泵等。
3. 液压伺服阀:液压伺服阀是用于控制和调节液压系统中流量和压力的重要元件。
通过调节阀芯的位置和开口大小,实现对液压能的精确控制。
液压伺服阀广泛应用于液压系统中的动态控制和自动化控制系统。
4. 液压驻车制动器:液压驻车制动器主要用于工程机械和汽车等的停车制动。
它通过液压系统产生的压力来使制动器盘片紧密贴合,从而实现对车辆的牵制和停止。
5. 液力变矩器:液力变矩器是用于传递和调节动力的液压执行元件。
它通常由泵轮、涡轮和导向器等组成,可以实现变矩器的连续变比。
液力变矩器广泛应用于各种需要动力变速的工程机械和汽车等。
6. 液压传动件:液压传动件主要用于传递液压能和机械能的变换。
常见的液压传动件包括管路、接头和油管等。
液压传动件在液压系统中起到连接各个液压元件的作用,实现液压能的传递和分配。
总结来说,液压执行元件在工程机械、汽车等领域中起到至关重要的作用。
它们能够将液压能有效地转化为机械能,实现各种运动和动力传递。
液压执行元件的应用不仅提高了机械设备的工作效率和精度,还增加了操作的便利性和安全性。
液压元件介绍
液压元件是指组成液压系统的各类部件,通常可以分为四大类:
1. 动力元件:如液压泵,其作用是将原动机(通常是电动机或内燃机)提供的机械能转换为流体的液压能。
液压泵是液压系统中的动力源,负责提供压力和流量以驱动整个系统。
2. 执行元件:包括油缸和液压马达,它们是将液压能转换回机械能的元件,实现直线运动或旋转运动,完成各种动作和工作循环。
3. 控制元件:主要是各种阀门,如溢流阀、方向控制阀、速度控制阀等,用于调节和控制液压系统中的压力、流量和流向,从而实现对执行元件运动的精确控制。
4. 辅助元件:如油箱、过滤器、管路和接头等,这些元件虽然不直接参与能量转换,但在整个系统中起到连接、保护和支撑的作用,保证液压系统稳定可靠地运行。
此外,还有工作介质,通常是液压油,它作为传递能量的介质,在液压系统中流动,承受压力并传递动力。
综上所述,液压系统通过这些元件的协同工作,实现了能量的转换和控制,广泛应用于工业机械、工程机械等领域。
根据不同的应用需求,液压元件的种类和设计也会有所不同,以满足特定的功能和性能要求。
第五专题液压执行元件第一讲定义与基本概念第一讲定义与基本概念一、液压执行元件的定义二、液压执行元件的图形符号三、液压缸的基本概念四、液压缸的分类一、液压执行元件的定义压力能机械能压力能机械能动力元件控制元件执行元件原动机辅助元件与工作介质液压执行元件是将液压泵提供的压力能转变为机械能的能量转换装置。
依据输出方式的不同可分为液压缸和液压马达两类。
液压缸是指输出直线运动(包括摆动)的液压执行元件;液压马达是指输出旋转运动的液压执行元件。
二、液压执行元件的图形符号液压泵液压马达液压缸缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点1】进出油口放置在靠近两端的侧面位置。
缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点2】无杆腔与有杆腔的截面面积是不同的。
无杆腔有杆腔缸筒活塞活塞杆进出油口【注意点3】单杆和双杆的工作腔是不同的。
左腔右腔四、液压缸的分类(1)按结构形式分类活塞缸、柱塞缸、伸缩缸等活塞缸又分为单杆式和双杆式两种。
(2)按受液压力作用分类单作用缸、双作用缸第五专题液压执行元件第二讲单杆式双作用缸的工作原理第二讲单杆式双作用缸的工作原理一、单杆式双作用缸的工作原理二、单杆式双作用缸的固定方式三、单杆式双作用缸的运动范围一、单杆式双作用缸的工作原理1)通压力油的油口进油;未通压力油的油口出油。
2)活塞会受到与压力油相连工作腔的作用力,向未通压力油的工作腔方向移动。
二、单杆式双作用缸的固定方式1、缸筒固定2、活塞杆固定缸筒固定方式实现较为简单,是常用的固定方式。
因此,在未说明固定方式的情况下,都默认为缸筒固定方式。
活塞能够运动的最大长度称为该液压缸的活塞行程(L)。
活塞能够伸出的最大长度近似等于活塞行程。
为简化计算,一般也认为活塞伸出的最大长度也为L。
L L运动范围:活塞缸在整个活塞行程中所波及的最大长度。
已知活塞行程为L,在缸筒固定情况下,单杆式双作用缸的运动范围是2L。
L LL【思考】已知活塞行程为L,在活塞杆固定情况下,单杆式双作用缸的运动范围是多少呢?A.0B.LC.2LD.3LL运动范围:活塞缸在整个活塞行程中所波及的最大长度。
液压控制系统的基本组成液压控制系统是一种利用压力传递液体来实现力、运动和能量转换的控制系统。
它由多个组成部分组合而成,每个部分都有着特定的功能。
下面将对液压控制系统的基本组成进行详细介绍。
1. 液压源液压源是液压控制系统的动力来源,主要由液压泵、液压马达和液压发电机等组成。
液压泵负责将机械能转化为液压能,将液体压力提高;液压马达则将液体能量转化为机械能,实现运动;液压发电机则是通过液体能量转化为电能,为系统提供电力。
2. 液压执行元件液压执行元件是液压控制系统中负责执行特定任务的部件,主要包括液压缸和液压马达。
液压缸通过液压能将液体压力转化为线性运动,实现推拉工作;液压马达则将液体能量转化为旋转运动,实现转动工作。
3. 液压控制阀液压控制阀是液压控制系统中的核心部件,负责控制液体的流动方向、压力和流量。
常见的液压控制阀包括单向阀、溢流阀、节流阀、方向控制阀和比例控制阀等。
这些阀门能够根据系统需求进行开启、关闭或调节,从而实现对液压能的精确控制。
4. 液压储能元件液压储能元件主要包括液压蓄能器,用于存储液体能量以备系统需要时使用。
液压蓄能器能够在系统停止供液或液压源故障时继续提供能量,保证系统的稳定运行。
5. 辅助元件辅助元件是液压控制系统中的其他重要组成部分,主要包括油箱、滤清器、冷却器、管路和连接件等。
油箱用于储存液压油,并起到冷却和滤清的作用;滤清器负责过滤液压油中的杂质,保证系统的正常运行;冷却器则通过散热将液压油的温度降低,防止系统过热;管路和连接件用于连接各个液压元件,使液体能够顺畅地流动。
液压控制系统的基本组成就是以上几个部分。
通过液压源提供动力,液压执行元件实现动作,液压控制阀控制液体的流动,液压储能元件存储能量,辅助元件保证系统的正常运行。
这些部分相互配合,共同完成液压控制系统的功能。
液压控制系统的基本组成是多个部分的组合,每个部分都有着特定的功能。
了解和掌握液压控制系统的基本组成,对于正确使用和维护液压系统具有重要意义。
液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变成机械能并拖动外界负载作功的能量转换装置。
它包括液压缸和液压马达。
§5-1 液压马达一·液压马达分类和特点✓按结构类型可分为齿轮式,叶片式,柱塞式。
✓液压马达按转速分为高速小扭矩和低速大扭矩两大类。
高速小转矩马达基本类型:齿轮式、叶片式、柱塞式等。
主要特点:转速较高,转动惯量小,便于启动和制动,调节灵敏度高,输出转矩不大(仅几十Nm到几百Nm。
主要缺点:起动扭矩较低,低速稳定性差,最低转速偏高。
低速大转矩马达基本型式:径向柱塞式、多作用叶片马达等。
如: 静平衡马达、曲轴连杆式马达、多作用曲线马达等。
主要特点:排量大,体积大,转速低,因此可直接与工作机构连接,不需要减速装置,使传动机构大为简化,通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千Nm到几万Nm。
缺点:转动惯量大,制动较为困难。
液压马达与液压泵比较,液压马达具有以下特点液压马达应该能够正、反转,因而要求其内部结构对称,进油口和出油口一样大,叶片马达的叶片径向布置;液压马达的转速范围需要足够大,特别对它的最低稳定转速有一定的要求。
因此,它通常采用滚动轴承或滑动轴承;液压马达由于在输入压力油条件下工作,因此不必具备自吸能力,但液压马达应有较大的起动扭矩。
二·高速液压马达的工作原理◆与液压泵具有同样的基本结构要素。
常用的高速液压马达的结构与同类型的液压泵很相似。
◆齿轮式、叶片式、柱塞式液压马达的工作原理。
定量泵变量泵1.齿轮式液压马达的工作原理2.叶片式液压马达的工作原理3.轴向柱塞式液压马达的工作原理三 液压马达的基本参数和基本性能1.压力(MPa )⑴工作压力:液压马达实际工作时输入口的压力。
⑵额定压力: 液压马达长期连续运转能正常工作所允许使用的最高工作压力。
⑶极限压力:液压马达在短时间内超载所允许使用的最高压力。
2. 排量和流量⑴排量V (m3/r )(mL/r )在不考虑泄漏的情况下,液压马达每转一转所输入的液体体积。
液压元件名称及作用
液压传动在现代机械中具有重要的地位,而液压元件是构成液压系统的重要部分。
以下是一些常见的液压元件名称及其在液压系统中的作用:
1. 液压泵:液压泵是液压系统的动力源,它能够将机械能转化为液压能,为液压系统提供压力油。
2. 液压马达:液压马达是液压系统的执行元件,它能够将液压能转化为机械能,驱动负载进行旋转或直线运动。
3. 液压缸:液压缸是液压系统的另一种执行元件,它能够将液压能转化为直线运动动能,驱动负载进行运动。
4. 液压阀:液压阀是液压系统中的控制元件,它能够控制液体的流动方向、流量和压力等参数,从而实现不同的动作控制。
5. 液压油箱:液压油箱是液压系统中的油液储存元件,它能够储存和供应足够的油液,为液压泵和液压马达提供必要的润滑和冷却。
6. 液压油管:液压油管是液压系统中的流体通道,它能够连接各个液压元件,使油液能够在系统中流动。
7. 密封件:密封件是液压系统中的重要元件,它能够防止油液泄漏和空气进入系统,保证系统的正常工作和稳定性。
8. 液压附件:液压附件包括各种接头、管夹、滤清器等,它们是辅助元件,用于安装、固定和保护液压元件,保证系统的正常运行。
以上是一些常见的液压元件名称及其在液压系统中的作用,了解这些元件的作用和特点,对于正确设计和维护液压系统具有重要意义。
第三章液压执行元件
液压执行元件是将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置,它包括液压缸和液压马达。
液压马达习惯上是指输出旋转运动的液压执行元件,而把输出直线运动(其中包括输出摆动运动)的液压执行元件称为液压缸。
第一节液压马达
一、液压马达的特点及分类
从能量转换的观点来看,液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件,向任何一种液压泵输入工作液体,都可使其变成液压马达工况;反之,当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时,也可变为液压泵工况。
因为它们具有同样的基本结构要素--密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。
但是,由于液压马达和液压泵的工作条件不同,对它们的性能要求也不一样,所以同类型的液压马达和液压泵之间,仍存在许多差别。
首先液压马达应能够正、反转,因而要求其内部结构对称;液压马达的转速范围需要足够大,特别对它的最低稳定转速有一定的要求。
因此,它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承;其次液压马达由于在输入压力油条件下工作,因而不必具备自吸能力,但需要一定的初始密封性,才能提供必要的起动转矩。
由于存在着这些差别,使得液压马达和液压泵在结构上比较相似,但不能可逆工作。
液压马达按其结梅类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。
按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。
额定转速高于500r/min的属
于高速液压马达,额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。
高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。
它们的主要特点是转速较高、转动惯量小,便于启动和制动,调节(调速及换向)灵敏度高。
通常高速液压马达输出转矩不大(仅几十N·m到几百N·m)所以又称为高速小转矩液压马达。
低速液压马达的基本型式是径向柱塞式,此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式,低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转),因此可直接与工作机构连接,不需要减速装置,使传动机构大为简化,通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千N·m到几万N·m),所以又称为低速大转矩液压马达。
二、液压马达的工作原理
1.叶片式液压马达
由于压力油作用,受力不平衡使转子产生转矩。
叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达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。
由于液压马达一般都要求能正反转,所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。
为了使叶片根部始终通有压力油,在回、压油腔通人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人后能正常启动,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。
口进入缸体2的柱塞孔时,柱塞3在压力油作用下外伸,紧贴斜盘1斜盘1对柱塞3产生一个法向反力p,此力可分解为轴向分力及和垂直分力凡。
凡与柱塞上液压力相平衡,而凡则使柱塞对缸体中心产生一个转矩,带动马达轴逆时针方向旋转。
轴向柱塞马达产生的瞬时总转矩是脉动的。
若改变马达压力油输入方向,则马达轴5按顺时针方向旋转。
斜盘倾角a的改变、即排量的变化,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,产生转矩越大,转速越低。
4.齿轮液压马达
齿轮马达在结构上为了适应正反转要求,进出油口相等、具有对称性、有单独外泄油口将轴承部分的泄漏油引出壳体外;为了减少启动摩擦力矩,采用滚动轴承;为了减少转矩脉动1齿轮液压马达的齿数比泵的齿数要多。
齿轮液压马达由干密封性差,容租效率较低,输入油压力不能过高,不能产生较大转矩。
并且瞬间转速和转矩随着啮合点的位置变化而变化,因此齿轮液压马达仅适合于高速小转矩的场合。
一般用干工程机械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。
三、液压马达的基本参数和基本性能
1.液压马达的排量、排量和转矩的关系
达开始运动,随着润滑油膜的建立,摩擦阻力立即下降,并随滑动速度增大和油膜变厚而减少。
液压马达启动性能的指标用启动机械效率 0m η表示,其表达式为
式中0T 为液压马达的启动转矩。
不同类型的液压马达,内部受力部件的力平衡情况不同,摩擦力的大小不同,所以0m η也不尽相同。
同一类型的液压马达,摩擦副的力平衡设计不同,其0m η也有高低之分。
例如有的齿轮式液压马达0m η只有0.6左右,而高性能的低速大转矩液压马达却可达到90.00=m η左右,相差颇大。
所以,如果液压马达带载启动,必须注意到所选择的液压马达的启动性能。
3.液压马达的转速和低速稳定性
液压马达的转速取决于供液的流量q和液压马达本身的排量V。
由于液压马达内部有泄漏,并不是所有进入马达的液体都推动液压马达做功,一小部分液体因泄漏损失掉了,所以马达的实际转速要比理想情况低一些。
式中 V η为液压马达的容积效率。
在工程实际中,液压马达的转速和液压泵的转速一样,其计量单位多用r /min(转/分)表示。
当液压马达工作转速过低时,往往保持不了均匀的速度,进入时动时停的不稳定状态,这就是所谓爬行现象。
若要求高速液压马达不超过10r /min 低速大
转矩液压马达不超过3r/min的速度工作,并不是所有的液压马达都能满足要求的。
一般地说,低速大-转矩液压马达的低速稳定性要比高速马达为好。
低速大转矩马达的排量大,因而尺寸大,即便是在低转速下工作摩擦副的滑动速度也不致过低,加之马达排量大,泄漏的影响相对变小,马达本身的转动惯量大,所以容易得到较好的低速稳定性。
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4.调速范围
当负载从低速到高速在很宽的范围内工作时,也要求液压马达能在较大的调速范围下工作,否则就需要有能换档的变速机构,使传动机构复杂化。
液压马达的调速范围以允许的最大转速和最低稳定转速之比表示,即
显然,调速范围宽的液压马达应当既有好的高速性能又有好的低速稳定性。
第二节液压缸
液压缸是将液压泵输出的压力能转换为机械能的执行元件,它主要是用来输出直线运动(也包括摆动运动)。
一、液压缸的分类
液压缸按其结构形式,可以分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类。
活塞缸和柱塞缸实现往复运动,输出推力和速度,摆动缸则能实现小于360度的往复摆动,
输出转矩和角速度。
液压缸除单个使用外,还可以几个组合起来或和其它机构组合起来,以完成特殊的功用。
(一)活塞式液压缸
活塞式液压缸分为双杆式和单杆式两种。
1.双杆式活塞缸
双杆式活塞缸的活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出,它根据安装方式不同又可以分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。
如图3-4a所示的为缸筒固定式的双杆活塞缸。
它的进、出油口布置在缸筒两端,活塞通过活塞杆带动工作台移动,当活塞的有效行程为l时,整个工作台的运动范围为3l,所以机床占地面积大,一般适用于小型机床。
当工作台行程要求较长时,可采用图3-4b所示的活塞杆固定的形式,这时,缸体与工作台相连,活塞杆通过支架固定的机床上,动力由缸体传出。
这种安装形式中,工作台的移动范围只等于液压缸有效行程l的两倍(2l),因此占地面积小。
进出油口可以设置在固定不动的空心的-活塞杆的两端,使油液从活塞杆中进出,也可设置在缸体的两端,但必须使用软管连接。
由于双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的,因此它左、右两腔的有效面积也相等。
当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时,液压缸左、右两个方向的推力和速度相等,当活塞的直径为D,活塞杆的直径为d,液压缸
进、出油腔的压力为p1和p2,输入流量为q时,双杆活塞缸的推力F和速度v为
式中A为活塞的有效工作面积。
双杆活塞缸在工作时,设计成一个活塞杆是受拉的,而另一个活塞杆不受力,因此这种液压缸的活塞杆可以做得细些。
2.单杆式活塞缸
如图3-5所示,活塞只有一端带活塞杆,单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式,但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。
单杆活塞缸由于活塞两端有效面积不等。
如果以相同流量的压力油分别进入液压缸的左、右腔,活塞移动的速度与进油腔的有效面积成反比,即油液进入无杆腔时有效面积大,速度慢,进入有杆腔时有效面积小,速度快;而活塞上产生的推力则与进油腔的有效面积成正比。
如图3-5a ,当输入液压缸的油液流量为q,液压缸进出油口压力分别为p1和p2时,其活塞上所产生的推力F1和速度v1为
当油液从如图3-5b 所示的右腔(有杆腔)输入时,其活塞上所产生的推力F2和速度v2为
由上式可知,由于 21A A 〉,所以 21F F 〉。
若把两个方向上的输出速度1v 和 2v 的比值称为速度比,记作v λ,则。