当前位置：文档之家 › 第四章液压执行元件解析

第四章液压执行元件解析

  • 格式：ppt
  • 大小：1.48 MB
  • 文档页数：65

下载文档原格式

  / 65

合集下载

第四章-液压控制元件

第四章-液压控制元件

第四章液压控制元件一、液压阀作用液压阀是液压系统中控制液流流动方向，压力高低、流量大小的控制元件。

二、液压阀分类按用途分：压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀操纵方式分：人力操纵阀、机械操纵阀、电动操纵阀连接方式分：管式连接、板式及叠加式连接、插装式连接按结构分类：滑阀，座阀，射流管阀按控制方式：电液比例阀，伺服阀，数字控制阀按输出参量可调节性分类：开关控制阀，输出参量可调节的阀三、液压系统对阀的基本要求1.工作可靠，动作灵敏，冲击振动小2.压力损失小3.结构紧凑，安装调整维护使用方便，通用性好一、单向阀作用：控制油液的单向流动（单向导通，反向截止）。

性能要求：正向流动阻力损失小，反向时密封性好，动作灵敏1、普通单向阀图4-1&为一种管式普通单向阀的结构，压力油从阀体左端的通口流入时克服弹簧3作用在阀芯上的力，使阀芯向右移动，打开阀口，并通过阀芯上的径向孔冬轴向孔b从网体右端的通口流出；但是压力油从阀体右端的通口流入时, 液压力和弹簧力一起使阀芯压紧在阀座上，使阀口关闭，油液无祛通过，其图形符号如图4-lb所示。

一般单向阀的开启压力在0. 035-0. 05Mpa,作背压阀使用时，更换刚度较大图4-2&为一种液控单向阀的结构，当控制口 K 处无压力油通入时，它的工 作和普通单向阀一样，压力油只能从进油口 P1流向出油口 P2,不能反向流动。

当控制口K 处有压力油通入时，控制活塞1右侧d 腔通泄油口（图中未画出）， 在液压力作用下活塞向右移动，推动顶杆2顶开阀芯，使油口 P1和P2接通， 油液就可以从P2 口流向P1 口。

图4-2b 为其图形符号。

二换向阀利用阀芯对阀体的相对运动，使油路接通、关断或变换油流的方向，从而实 现液压执行元件及其驱动机构的启动、停止或变换运动方向。

按阀芯相对于阀体的运动方式：滑阀和转阀按操作方式：手动、机动、电磁动、液动和电液动等按阀芯工作时在阀体中所处 的位置：二位和三位等按换向阀所控制的通路数不同：二通、三通、四通和五通等。

液压与气动技术第4章 液压系统的执行元件

液压与气动技术第4章 液压系统的执行元件

不计摩擦力，根据力平衡关系，可有如下等式：
A1 P1 A2 P2
p2
A1 A2
p1
比值 A1 / A2 称为增压比。
由于 A1 / A2 1 因此压力 p2 被放大，从而起到增压的作用。
各种类型液压缸的选择
机器的往复直线运动直接采用液压缸来实现是最简单方便的。 要求往返运动速度和承受负载相同，采用双活塞杆式液压缸； 要求单向负载较大的工进、另一方负载较小的快速退回， 则宜用单活塞杆式液压缸，并可考虑用差动连接。 行程较长时，可采用柱塞缸，以减少加工的困难； 系统的压力比较低，局部需要较大的压力，可用增压缸； 往复摆动运动可用直线式液压缸加连杆机构或齿轮—齿条机构 来实现，也可用摆动式液压缸。
(2)柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加 工，故适于做长行程液压缸；
(3)工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；
(4)柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂， 造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。
三、组合式液压缸
伸缩缸的外伸动作是逐级进 1.伸缩式液压缸
行的。首先是最大直径的缸筒 以最低的油液压力开始外伸， 当到达行程终点后，稍小直径 的缸筒开始外伸，直径最小的 末级最后伸出。随着工作级数 变大，外伸缸筒直径越来越小， 工作油液压力随之升高，工作 速度变快。
液压与气动技术
模块四：液压执行元件 液压缸、液压马达
内容：
4.1 液压缸的类型和工作原理 4.2 液压缸的结构 4.3 液压马达概述及类型 4.4 液压缸、液压马达、液压泵的对比
重点：
活塞式液压缸应用广泛，是诸缸中的重点； 与缸结构相关的问题：液压缸的排气、缓冲。
翻
液压缸简介
斗 车

液压 第四章液压缸

液压 第四章液压缸
= p1
π (D − d )
2 2
4Leabharlann − p2πD4
2
2
= ( p1 − p2 )
πD
4
2
− p1
πd
4
因为： 因为：A无>A有 比较上述结果： 比较上述结果：v <v有，F无>F有
无
即活塞杆伸出时，速度较慢，推力较大； 即活塞杆伸出时，速度较慢，推力较大； 活塞杆缩回时，速度较快，推力较小。 活塞杆缩回时，速度较快，推力较小。 因此适用于伸出时承受工作载荷，缩回时为 因此适用于伸出时承受工作载荷， 空载或轻载场合。 空载或轻载场合。 速度比： 速度比：
二、柱塞式液压缸（单作用式） 柱塞式液压缸（单作用式）
特点： ）柱塞与缸体不接触。 特点：1）柱塞与缸体不接触。 2 ）柱塞重量大 水平安装时会下垂， 柱塞重量大,水平安装时会下垂 水平安装时会下垂， 引起单边磨损，故多垂直使用。 引起单边磨损，故多垂直使用。 3）柱塞工作时受恒压。 ）柱塞工作时受恒压。 4）柱塞缸是单作用缸。为得到双向 ）柱塞缸是单作用缸。 运动，常成对使用。 运动，常成对使用。
v有 D2 λv = = 2 v无 D − d 2
无
当活塞杆直径愈小时， 差值愈小。 当活塞杆直径愈小时，v 与v有差值愈小。
③差动连接： 差动连接： 当单杆缸两腔同时通入压力 油时，由于无杆腔的有效 由于无杆腔的有效 面积大于有杆腔的有效面 积，则活塞受到的向右的 作用力大于向左的作用力， 作用力大于向左的作用力， 活塞右移， 活塞右移，并将有杆腔的 油液挤出，流进无杆腔， 油液挤出，流进无杆腔， 加快活塞杆的右移速度。 加快活塞杆的右移速度。 这种连接方式称~。 这种连接方式称 。
其运动速度和推力的计算： 其运动速度和推力的计算：

液压系统及其执行机构

液压系统及其执行机构

pD
2
式中： — 薄壁孔壁厚；
p — 筒内液体或气体的工作压力；
[
]
—
筒内材料的许用应力[， ]
b
n
，
为材料的抗拉强度，
b
n为安全系数，当D 10时，一般取n 5。
D 10
为 厚壁筒，计算方法如下：
2）活塞杆稳定性计算
当 l 10d 时，考虑缸杆的稳定性。
缸稳定的条件： F Fcr ncr
油进入大腔，活塞运动速度慢： 油进入小腔，活塞运动速度快：
v1
qcv
A1
4qcv D 2
v2
qcv
A2
(
4qcv
D2 d
2
)
一般
v1 1.6
v2
以防有杆腔速度过大，造成冲击。
3）推力： 两腔分别通入压力油时，两方向推 力不等。 油进大腔，推力大： 油进小腔，推力小：
F1 ( p1 A1 p2 A2 )cm
一般取系数k=1.3。
二、液压油缸安装
北京科技大学
4．5 液压马达
一、液压马达特点： 1、液压马达的工作压力高，驱动负载大； 2、 液压马达，尤其是低速大扭矩马达，均可直接驱 动负载。液压马达力密度大，在同等功率输出情况下， 其重量、尺寸仅为直流电马达的5％～20％，相对质量 很轻，所以转动惯量小，启动、制动、反向运转快速 性及低速稳定性好，并可方便地实施无级调速； 3、承受静负载； 4、调速范围广，无级调速。 5、效率较低，能量损失大。
三、柱塞缸 ： •往复运动的主件为柱塞； •回程靠重力或其他缸； •适用于：缸长度/缸内径<6， 导向部分较短的场合； •如：脱模油缸、压下油缸； •符号：
北京科技大学

第四章 液压缸

第四章 液压缸

D2
4
( p1 p2 )
d2
4
p1 ]m
4F d 2 p1 D m ( p1 p2 ) p1 p2
※按国标圆整为标准尺寸。
（4）.活塞杆直径 d
1）按λv 确定
D2 v 2 D d2
v 1 dD v
2）按工作压力确定
※按国标圆整为标准尺寸。
（2）.速度和速比
qv 4qv v1 A1 D2 q 4qv v2 v A2 ( D 2 d 2 )
对速度要求高时：由v、q ,确定D ；或已知v、 D ,确定q 。 对速度没有要求：由q、D、d 确定v 。 v2、d 由速比λv 确定
D2 v2 2 速比：v v1 D d2
4.2液压缸的类型、特点和基本参数计算
液压缸的分类
按结构形式分： 活塞缸:又分单杆活塞缸、双杆活塞缸 柱塞缸:又分单柱塞缸和双柱塞缸 摆动缸:又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸 按作用方式分： 单作用液压缸: 一个方向的运动依靠液压作用力实 现，另一个方向依靠弹簧力、重力等实现； 双作用液压缸:两个方向的运动都依靠液压作用力来 实现； 复合式缸:活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸与柱塞缸 的组合、活塞缸与机械结构的组合等。
3） 应用 两个方向力和速度一样的场合。
职能符号：
4）安装方式
双杆活塞缸根据安装方式不同又分为活塞杆固 定式和缸筒固定式两种。 注：本章所论及的液压缸，除特别指明外，均以 缸筒固定，活塞杆运动
{
缸固定 L=3 l 杆固定 L=2 l
l——活塞有效工作行程。
当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞 有效行程的三倍；当活塞杆固定时，运动部件 移动范围是活塞有效行程的两倍 。

4《液压传动》执行元件

4《液压传动》执行元件
19
的供液次数，可分为：
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
• 液压缸的基本计算，主要指其供液压力和驱动负载计算，以及输入 流量和运动速度的计算，输出功率可根据负载及其运动速度计算出。
20
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
21
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
•
静力平衡式马达式在staffa马达的基础上演变和发展起来的，如图 4.4-2所示，其特点是取消了连杆，并在主要摩擦副之间实现了静压 力平衡，故称静力平衡式液压马达，国外称之为“Roston”马达。
15
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
27
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
3 密封装置 液压缸的密封是液压缸结构中的重要环节之一，用于活塞、活塞杆和 端盖等处。用以防止液压缸的内部泄漏。常见密封结构如下：
28
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
29
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
4 液压缸缓冲装置 当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，应设置缓冲装置， 以防止活塞运动到末端时与缸盖碰撞，损坏液压缸。利用节流原理来实现 液压缸的缓冲，常有两种：间隙缓冲装置和节流阀缓冲装置。 环形间隙缓冲装置：当活塞达到行程末端时，长度L上的油液从环形间 隙S处挤出，形成缓冲压力。 节流阀缓冲装置：当活塞进入行程末端时，缓冲柱塞a进入缸盖孔c时， b腔回油液被柱塞a堵塞，回油口d被封闭，压油液只能通过节流阀2的阀口 排出，起到缓冲作用。回程时，油液经单向阀1和d口进入，可使活塞平稳 启动

液压-第04章液压执行元件

液压-第04章液压执行元件
可以看出，液压马达总的输出转矩等于处在马达压 力腔半圆内各柱塞瞬时转矩的总和。
由于柱塞的瞬时方位角呈周期性变化，液压马达总
的输出转矩也周期性变化，所以液压马达输出的转矩是 脉动的，通常只计算马达的平均转矩。
Ft Ft Ft FN
Ft
F F
13
4.1.3 低速大扭矩液压马达
低速大扭矩液压马达是相对于高速马达而言的，通常 这类马达在结构形式上多为径向柱塞式,其特点是：最低转 速低，大约在5~10转/分；输出扭矩大，可达几万牛顿米； 径向尺寸大，转动惯量大。
动、制动、调速和换向。通常高速马达的输出转矩不
大，最低稳定转速较高，只能满足高速小扭矩工况。
9
柱塞式马达的工作原理
当压力油输入液压马达时，处于压力腔的柱塞被顶 出，压在斜盘上，斜盘对柱塞产生反力，该力可分解为 轴向分力和垂直于轴向的分力。其中，垂直于轴向的分 力使缸体产生转矩。
Ft Ft Ft Ft FN
由上式可见，液压马达的总效率亦同于液压泵的总效 率，等于机械效率与容积效率的乘积。
8
4.1.2
高速液压马达
一般来说，额定转速高于 500r/min 的马达属于高 速马达，额定转速低于 500r/min 的马达属于低速马达。
高速液压马达基本型式：齿轮式、叶片式和轴向 柱塞式等。 它们的主要特点是转速高，转动惯量小，便于启
（2.32）
马达的实际输出转矩小于理论输出转矩： pV T m （2.33） 2 因马达实际存在机械摩擦，故实际输出转矩应考虑机 械效率。
7
• 功率和总效率 马达的输入功率为
N i pq
马达的输出功率为 N o 2nT 马达的总效率为
（2.34） （2.35） （2.36）

《液压执行元》课件

《液压执行元》课件

螺杆泵
总结词
低噪声、流量稳定、自吸能力强、适合输送粘性液体
详细描述
螺杆泵是一种低噪声、流量稳定的液压执行元件，具有自吸能力强、适合输送粘性液体等特点。其工 作原理是依靠螺杆的旋转来推动液体向前流动，螺杆与泵壳之间的紧密配合减少了泄漏，保证了流量 的稳定性。
03
液压执行元件的性能参数
压力
压力
指液压执行元件在单位 面积上所承受的液压力
工作原理与特点
工作原理
液压执行元件通过密封容积的变化实 现运动，利用液体的压力能转换为机 械能。
特点
具有较大的输出力矩和转速，可实现 无级调速，但易受温度影响，效率较 低。
应用领域与重要性
应用领域
广泛应用于工程机械、农业机械、机床、船舶、航空航天等 领域。
重要性
液压执行元件是液压系统的关键部分，其性能直接影响整个 系统的性能和工作可靠性。
。
额定压力
液压执行元件正常工作 时所能承受的最大压力
。
最高允许压力
液压执行元件允许承受 的最大压力，超过此压
力可能会损坏元件。
压力调节
通过调节溢流阀、减压 阀等液压元件来改变液 压执行元件的工作压力
。
流量
01
02
03
04
流量
指液压执行元件在单位时间内 所能传递的液体体积或质量。
额定流量
液压执行元件正常工作时所能 传递的最大流量。
最大流量
液压执行元件所能传递的最大 流量，通常为额定流量的1.25
倍。
流量调节
通过调节节流阀、调速阀等液 压元件来改变液压执行元件的
流量。
效率
效率
指液压执行元件输出功率与输 入功率的比值，通常用百分比

第四章 液压执行元件

第四章 液压执行元件
45
3、缸盖螺栓的直径ds ：
式中：F — 液压缸负载；
Z — 固定螺栓的个数；
k — 螺纹拧紧系数 k = 1.12～1.5；
[σ] —螺栓材料的许用应力。
46
四、稳定性校核
活塞杆受轴向压缩时，它所承受的力F：
式中：Fk — 临界负载；
nk — 安全系数，一般取 2～4 。
1、当活塞杆的细长比 ι / rk > ψ1√ ψ2 时：
23
4.1.5
液压缸的组件结构
24
25
（一）缸体组件
26
（二）活塞组件
27
（三）密封装置
28
（四）缓冲装置
29
（五）排气装置
30
§4 －2
液压马达
机械能。
功 能：把液压能 分 类：按结构可以分为
齿轮式；
叶片式； 柱塞式。
31
液压马达图形符号
32
齿轮马达
工作原理

结构特点 进出油口相等，有

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 )；

输出轴 ，缸体与输出轴连成一体。
39
摆动马达——实现往复摆动的执行元件，输入为压力
和流量，输出为转矩和角速度。
40
§4－3 液压缸的设计与计算
一、设计时应注意的问题
1、尽量使活塞杆处于受拉状态。 2、注意缓冲和排气。 3、正确确定油缸的安装、固定方式。注意油缸 的热胀冷缩。 4、根据推荐的结构形式和标准设计。 5、注意壁厚强度，必要时进行压杆稳定计算。
1）、进、出油口可布置在活塞杆两端，也可布 置在缸筒两端；

液压执行元件

液压执行元件

图4-20 液压马达图形符号 a)单向定量马达；b) 单向变量马达； c) 双向定量马达；d) 双向变量马达
1）轴向柱塞式液压马达 如图4-21是轴向柱塞式液压马达的工作原理图。当压力油经配 油盘通入柱塞底部孔时，柱塞受压力油作用向外伸出，并紧压在斜
盘上，这时斜盘对柱塞产生一反作用力F。 由于斜盘倾斜角为γ， 所以F可分解为两个分力：一个轴向分力FX，它和作用在柱塞上的 液压作用力相平衡；另一个分力FY，它使缸体产生转矩。
机电一体化
液压式执行元件是先将电能变化成液体压力，并用电磁阀控制 压力油的流向，从而使液压执行元件驱动执行机构运动。液压式执 行元件有直线式油缸、回转式油缸、液压马达等。
液压执行元件的特点是输出功率大、速度快、动作平稳、可实 现定位伺服、响应特性好和过载能力强。缺点是体积庞大、介质要 求高、易泄露和环境污染。
图 4-15双杆活塞式液压缸 (a) 缸体固定； (b) 活塞杆固定
图4-16 (a) 无杆腔进油;；活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔有效作用面 积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的 作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时，又将 有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速 度，单杆活塞液压缸的这种连接方式被称为差动连接。如图4-16 （c）差动连接时,液压缸的有效作用面积是活塞杆的横截面积，工 作台运动速度比无杆腔进油时的速度大，而输出力则减小。差动连 接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的有效办 法。
l
1）活塞式液压缸 活塞式液压缸可分为双杆式和单杆式两种结构形式，其安装又 有缸筒固定和活塞杆固定两种方式。 ∫ 双杆活塞液压缸的活塞两端都带有活塞杆，分为缸体固定和活 塞杆固定两种安装形式，如图4-15所示。前者工作台移动范围约等 于活塞有效行程 的三倍， 常用于中小型设备。后者工作台的移动范围只约等于液压缸行 程 的两倍,常用于大型设备。单杆活塞液压缸的活塞仅一端带有 活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力。其简图 及油路连接方式如图4-16所示。

《液压传动》(课件)-第四章精选全文

《液压传动》(课件)-第四章精选全文

4．缓冲装置
图 液压缸缓冲装置的形式
缓冲装置有两种形式：一种为节流式， 它是指在液压缸活塞运动至接近缸盖时，使低 压回油腔内的油液，全部或部分通过固定节流 或可变节流器，产生背压形成阻力，达到降低 活塞运动速度的缓冲效果，图中的（a）， （b），（d），（e），（f）均属于此类。
另一类为卸载式，如图（c）所示，它是 指在活塞运动至接近缸盖时，双向缓冲阀2的 阀杆先触及缸盖，阀杆沿轴向被推离起密封作 用的阀座，液压缸两腔通过缓冲阀2的开启而 高低压腔互通，缸两腔的压差迅即减小而实现 缓冲。
当解锁压力油卸除之后又能自动锁紧。
1—锁紧套筒；2—活塞杆； 3—活塞
图套筒式锁紧装置
二、刹片式锁紧装置
如图所示，在液压缸的端盖上带有一 制动刹片1，它在碟形弹簧 2 的作用下被紧 紧地压在活塞杆 3 上，依靠摩擦力抵消轴 向力，从而使活塞杆锁紧在任意位置上。
当解锁压力油进入 A 腔后，在液压力 的作用下，将制动刹片顶开，使之脱离活 塞杆，达到解锁的目的。
F1
F2
(p1
p2 )A m
π 4
(D2
d2 )( p1
p2 )m
（4-1）
v1
v2
q A
v
（4-2）
式中， A ——液压缸的有效面积； ηm ——液压缸的机械效率； ηv——液压缸的容积效率； D ——活塞直径； d ——活塞杆直径； q ——输入液压缸的流量；
p1 ——进油腔压力；
p2 ——回油腔压力。
图（b）所示为半环连接，缸筒壁部因开了环形槽而削弱了 强度，因此有时要加厚缸壁，它容易加工和装拆，重量较轻， 常用于无缝钢管或锻钢制造的缸筒上。
图（c）所示为螺纹连接，缸筒端部结构复杂，外径加工时 要求保证内外径同心，装拆要使用专用工具，它的外形尺寸和重 量都较小，常用于无缝钢管或铸钢制的缸筒上。

第4章液压执行元件

第4章液压执行元件

3）轴向柱塞马达
工作原理
轴向柱塞马达
▪ 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。
低速大扭矩马达 单作用连杆型径向柱塞马达 单作用连杆型径向柱塞式液压马达
–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；
–配流轴圆周均布2x 个配流窗
口，其中x 个窗口对应于a段， 配流轴上的配流窗孔与凸轮环
通高压油，x 个窗口对应于b 曲面上进油段对应相位角的误
段，通回油（x≠z )；
差可通过微调凸轮转动配流轴
结构简单，工作可靠，可以是壳体固定曲轴旋转， 也可以是曲轴固定壳体旋转（可驱动车轮或卷筒），
但体积重量较大，转矩脉动，低速稳定性较差。采
用静压支承或静压平衡后最低转速可达3 r/min。
目前，这种马达的额定工作压力为21MPa，最高工 作压力达31.5MPa。
多作用内曲线径向柱塞马达
结构组成
–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；
二、液压马达的特性参数
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
2、液压马达的符号

液压气动技术基础 第4章

液压气动技术基础 第4章

4.1 液压缸的工作原理与结构
三、液压缸结构设计中的几个基本问题
1、缸体与缸盖的连接 • 拉杆连接：前、后端盖装载缸体两边，用四根拉杆（螺栓） 拉杆连接： 将其紧固。这种连接结构简单、装拆方便，但外形尺寸较 大，重量较大，通常只用于较短的液压缸。 • 法兰连接：在无缝钢管的缸体上焊上法兰盘，再用螺钉与 法兰连接： 端盖紧固。这种连接结构简单，加工和装拆都方便，缺点 连接端部较大，外形尺寸大。但是尺寸和重量比拉杆连接 要小，应用广泛。 • 内半环连接：内半环连接结构紧凑，重量小，工作可靠， 内半环连接： 但缸体铣出了半环槽后，消弱了其强度，所以相应要加大 缸体的壁厚。
4.1 液压缸的工作原理与结构
2、单活塞杆液压缸 1）无杆腔进油时：
4.1 液压缸的工作原理与结构
2、单活塞杆液压缸 2）有杆腔进油时：
活塞运动速度v2与v1之比称为速比 速比， 速比 用λv表示，则
或
4.1 液压缸的工作原理与结构
2、单活塞杆液压缸 3）液压缸差动连接时：
单杆活塞液压缸两腔同时通入流体时，利用两端面积差 进行工作的连接形式,称为液压缸的差动连接 液压缸的差动连接。 液压缸的差动连接
4.1 液压缸的工作原理与结构
二、液压缸的结构
4、活塞杆是由钢材做成实心杆或空心杆，表面经淬火再镀铬 活塞杆 处理并抛光。 5、缓冲装置：为了防止活塞在行程的终点与前后端盖板发生 缓冲装置： 缓冲装置 碰撞，引起噪音，影响工件精度或使液压缸损坏，常在液 压缸前后端盖上设有缓冲装置，以使活塞移到快接近行程 终点时速度减慢下来终至停止。 6、放气装置：在安装过程中或停止工作的一段时间后，空气 放气装置： 放气装置 将渗入液压系统内，缸筒内如存留空气，将使液压缸在低 速时产生爬行、颤抖现象，换向时易引起冲击，因此在液 压缸结构上要能及时排除缸内留存的气体。 7、密封装置是 用以防止油液的泄漏，液压缸常采用O形密封 密封装置是 密封装置 圈和Y形密封圈。

液压执行元件

液压执行元件

17
第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
2、双活塞杆式液压缸
F 1 F 2 ( p1 p2 ) Am
v1 v2 q V A
18
第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
3、伸缩式液压缸
Fi p1 Aimi
q vi Vi Ai
19
第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
3
第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
单作用连杆型径向柱塞马达——低速大转矩马达
4
第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达
§1.1 柱塞式液压马达 一、结构及工作原理
多作用内曲线径向柱塞液压马达
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。
9
第四章、 液压执行元件
第一节 液压马达§1.4 摆动式液压马达 Nhomakorabea10
第四章、 液压执行元件
§1.5 液压泵与液压马达的比较 （1）液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性， 而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求； （2）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。为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口 的尺寸大。而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要
身不能直接作为执行元件 。
D 2 p2 p1 ( ) d
增压缸只能将高压油输入其它液压缸以获得大的推力，其本
21
第四章、 液压执行元件
第二节 液压缸

第四章：液 压 缸

第四章：液 压 缸

第四章液压缸液压缸又称为油缸，它是液压系统中的一种执行元件，其功能就是将液压能转变成直线往复式的机械运动。

一、液压缸的类型和特点液压缸的种类很多，其详细分类可见表4-2。

表4-2 常见液压缸的种类及特点图4-5双杆活塞缸下面分别介绍几种常用的液压缸。

1.活塞式液压缸活塞式液压缸根据其使用要求不同可分为双杆式和单杆式两种。

(1)双杆式活塞缸。

活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出的液压缸称为双杆式活塞缸，它一般由缸体、缸盖、活塞、活塞杆和密封件等零件构成。

根据安装方式不同可分为缸筒固定式和活塞杆固定式两种。

如图4-5(a)所示的为缸筒固定式的双杆活塞缸。

它的进、出口布置在缸筒两端，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4-5(b)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在机床上，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，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：F=A(p1-p2)=π (D2-d2) (p1-p2) /4 (4-18)v=q/A=4q/π(D2-d2) (4-19) 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4-6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。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
达在没有泄漏时， 达到转速所需进口流量。
-容积效率ηMv＝ qMt / qM＝ 1－ Δq / qM
2021/2/11
12
• 排量与转速
–排量V为ηMV等于1 时输出轴旋转一周所需油液
体积。
–转速 n ＝ qMt/ V ＝ qMηMV / V
• 转矩与机械效率
–实际输出转矩 T＝Tt–ΔT
–理论输出转矩 Tt＝Δp VηMm/ 2π –机械效率ηMm＝TM/TMt
第三章 液压执行元件
本章主要介绍液压系统中做旋转运动或做直线往复运动的执行
元件——液压马达和液压缸。本章是以后学习和分析液压基本回路 和系统的重要基础。
重点:
1.液压马达的选用。 2.单活塞杆液压缸的工作原理和结构; 3.液压缸基本参数的确定。
难点:
单活塞杆液压缸的差动连接。
本章计划学时：4学时
2021/2/11
T=Fr=pAr F1 = p b ( h – x ) F2 = p b ( h – y )
2021/2/11
6
二、典型液压马达的结构和工作原理 1．齿轮液压马达
• 结构特点
– 进出油口相等,有单独的泄油口; – 为减少摩擦力矩,采用滚动轴承; – 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。
但泄漏大，低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、 力学性能要求不严格的场合。
2021/2/11
9
轴向柱塞马达
• 工作原理
• 结构特点
输入的高压油通过柱塞作用在斜盘上。斜盘给柱塞 的反作用力的径向分力,使缸体产生转矩。通过输出轴 带动负载做功。
– 轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的
– 配流盘为对称结构
塞马达）。
齿轮马达
按结构分为
叶片马达 柱塞马达
排量是否可调
2021/2/11
定量马达 变量马达
另外,有些液压马达 只能作小于某一角 度的摆动运动,称为 摆动式液压马达或 摆动缸。
4
2021/2/11
5
二、典型液压马达的结构和工作原理 1．齿轮液压马达
工作原理: 由于两个齿轮的受 压面积存在差值,因 而产生转矩,推动齿 轮转动。
液压缸的类型
{ { { { 分类
单作用 按作用方式
双作用
按结构
活塞缸 柱塞缸
单杆 双杆
2021/2/11
伸缩缸
19
一、 活塞式液压缸
（一）、单杆活塞缸 1.结构: 缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等
2021/2/11
20
2. 工作原理:
无杆腔 进油腔
有杆腔 回油腔
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。
11
三、液压马达的主要参数
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。
排量、流量与容积效率
-排量:习惯上将马达的轴每转一周。按几何尺寸计 算的所进入的液体体积。
-输入马达的实际流量 qM＝qMt＋Δq 式中qMt为理论流量,马
F 2(p1A 2p2A 1)m
[p 1(4 D 24 d2)p24 D 2]m
[ 2021/2/11 4 D2(p1p2) 4 d2p1]m
23
2）速度
v1
qv
A1
Hale Waihona Puke 4qv D2v2qv
A2
(D 4q2vd2)
特点:同样 q ,v1 < v2 ;
2021/2/11
21
职能符号:
单杆双作用活塞缸
单杆单作用活塞缸
双向液压驱动
2021/2/11
单向液压驱动, 回程靠外力。
22
3. 基本参数
1）推力
F 1(p1A 1p2A 2)m
[p 14 D 2p2(4 D 24 d2)]m[4 D2(p1p2)4 d2p2]m
式中: p1——进油压力 p2——回油压力
1
液压马达和液压缸是将液压系统中的压力能转换成机
械能的能量转换装置,都是执行元件。液压马达驱动机构 实现连续的回转运动,使系统输出一定的转矩和转速;液压 缸实现直线往复运动，输出推力和速度。
第一节 液压马达
液压马达和液压泵在结构上基本相同,并且也是靠密封容积的 变化来工作的。马达和泵在工作原理上是互逆的,当向泵输入压 力油时，其轴输出转速和转矩则成为马达。但由于二者的功能和 要求有所不同，而实际结构细节也有所差异，故有少数泵能直接 做马达使用。
2021/2/11
2
液压泵与液压马达关系
功用上 — 相反
结构上 — 相似
2021/2/11
原理上 — 互逆
3
液压马达的分类
按转速分为
ns＞500r/min 为高速液压马达:齿轮马达,叶片马
达,轴向柱塞马达。
ns＜ 500r/min 为低速液压马达:径向柱塞马达
（单作用连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱
14
第二节 液压缸
• 液压缸的类型 • 液压缸典型结构和组成 • 液压缸的设计和计算
2021/2/11
15
液压缸
2021/2/11
16
三 梁 四 柱 式 压 力 机
2021/2/11
液压缸
17
液压缸 塑料注射成型机
2021/2/11
18
液压缸
• 作用:压力能——机械能 用于实现直线往复运动
• 改变供油方向——马达反转。双向马达
• 改变斜盘倾角——排量变,转速变。变量马达
2021/2/11
10
摆动式液压马达
➢当通入液压油,它的 主轴能输出小于 360°的摆动运动的 缸称为摆动式液压 马达。
➢双叶片式 摆动角 度一般小于150°。
➢单叶片式 摆动角 度较大,可达300°
2021/2/11
• 功率与总效率
–ηM＝ PMo/ Pmi＝T 2πn/ Δp qM＝ ηMvηM 式中 2021/2/11 PMo为马达输出功率,Pmi为马达输入功率。13
• 液压马达的启动机械效率
ηmm0=
最低稳定转速:液压马达在额定负载下,不出现爬行 现象的最低转速。
最高使用转速: 调速范围:
2021/2/11
2021/2/11
7
R
r0
r
叶片马达
1）工作原理 F=pA = p ( R - r0 ) b - p ( r - r0 ) b =p(R-r)b
2021/2/11
8
叶片马达
结构特点
– 进出油口相等,有单独的 泄油口; – 叶片径向放置（正反转） ,叶片底部 设置有弹簧;
▪ 应用 转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换向。