第三章液压执行元件

p1
p2 )D2
p2d 2 ]
v1
q A1
4q
D 2
b）从有杆腔进油时，活塞上所产生的推力
Ｆ2和速度ｖ2
F2
A2 p1
A1 p2
4 [( p1
p2 )D2
p1d 2 ]
q
4q
v2 A2 (D 2 d 2 )
C）速度比
v
v2 v1
1 1 (d / D)2
3.差动液压缸——单杆活塞缸的左右两腔同 时通压力油，称为差动液压缸。
(二)液压缸的组成 液压缸的结构基本上可以分为缸筒和
缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装 置和排气装置五个部分。
1、缸筒与缸盖
2、活塞和活塞杆
3、密封装置 用以防止油液的泄漏(液压缸一般不允许外泄 并要求内泄漏尽可能小)。
4．缓冲装置 目的：使活塞接近终端时，增达回油阻力， 减缓运动件的运动速度，避免冲击。
3．液压马达的转速和低速稳定性
1）转速
n
q V
v
2）爬行现象——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
• 和其低速摩擦阻力特性有关。
• 另外，液压马达排量本身及泄漏量也在 随转子转动的相位角变化作周期性波动， 这也会造成马达转速的波动
4．调速范围 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
当E1=E2时，工作部件的机械能全部被缓冲 腔液体所吸收，由上两式得
pc
E2 Ac l c
节流口可调式则最大的缓冲压力即冲击压
力为
pc max
pc
mv02 2 Aclc
5．液压缸稳定性校核 当 l/d ≤15时 一般不用校核 当 l/d ≥15时 必须进行校核，即F<Fk F为活塞杆承受的负载力，Fk为保持工作稳 定的临界负载力
3）推力Ｆ和速度ｖ为：
a）推力Ｆ
F
A( p1
p2 )
4
(D2
d
2 )( p1
p2 )
b）速度ｖ
v
q A
4q
(D2 d 2)
2.单杆式活塞缸——活塞只有一端带活塞杆 1）缸筒固定 2）活塞杆固定式
3）推力和速度 a）从无杆腔进油时，活塞上所产生的推力
Ｆ1和速度ｖ1
F1
A1 p1
A2 p2
4
[(
• 泵是能源装置，马达是执行元件。
• 泵的吸油腔一般为真空（为改善吸油性和 抗气蚀耐力），通常进口尺寸大于出口， 马达排油腔的压力稍高于大气压力，没有 特殊要求，可以进出油口尺寸相同。
• 泵的结构需保证自吸能力，而马达无此要 求。
• 马达需要正反转（内部结构需对称），泵 一般是单向旋转。
• 马达的轴承结构，润滑形式需保证在很宽 的速度范围内使用，而泵的转速虽相对比 较高，但变化小，故无此苛刻要求。
b）特点是：排量大，体积大，转速低，
二、液压马达的工作原理 1、叶片式液压马达
• 优点：体积小，转动惯量小，因此动作灵 敏。允许频繁换向（甚至可以在千分之几 秒内换向）。
• 缺点：泄漏较大，不能在低转速下工作。 所以叶片式马达一般用于高转速、低扭矩 以及动作要求灵敏的场合。
2.径向柱塞式液压马达
i nmax nmin
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。 （一）活塞式液压缸 分为双杆式和单杆式
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 1）缸筒固定 2）活塞杆固定式
(3) 正确确定液压缸的安装、固定方式。 (4)液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和 设计标准进行设计，尽可能做到结构简单、紧凑、 加工、装配和维修方便。
2．液压缸主要尺寸的确定 （1）缸筒内径D ：根据负荷，工作压力，运
动速度和输入的流量确定 （2）活塞杆直径d
d D v 1 v
(3)液压缸缸筒长度L
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重于泰山，轻于鸿毛。01:27:2701:27:2701:27Saturday, November 07, 2020
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.11.720.11.701:27:2701:27:27November 7, 2020
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加强自身建设，增强个人的休养。2020年11月7日上 午1时27分20.11.720.11.7
由最大工作行程长度决定，L≤ 20D
(4)最小导向长度
H L D 20 2
3．强度校核
1）缸筒壁厚校核 δ为壁厚，py为缸筒试
验压力
D／δ≥10
pyD
2[ ]
D／δ<10
D
[ ] 0.4 p y
1
2 [ ] 1.3 py
2）活塞杆直径校核
d 4F
[ ]
3）液压缸盖固定螺栓直径校核
• 马达起动时需克服较大的静摩擦力，，因 此要求起动扭矩大，扭矩脉动小，内部摩 擦小（如齿轮马达的齿数不能象齿轮泵那 样少）。
• 泵－希望容积效率高；马达－希望机械效 率高。
• 叶片泵的叶片倾斜安装，叶片马达的叶片 则径向安装（考虑正反转）。
• 叶片马达的叶片依靠根部的预紧弹簧以及 压力油，使其压紧在定子表面上，而叶片 泵的叶片则依靠根部的压力油和离心力压 紧在定子表面上。
4
d2
p1
4
D2
p2
p1
D d
2
Kp1
2．伸缩缸——由两个或多个活塞式液压缸套 装而成，前一级活塞缸的活塞是后一级活 塞缸的缸筒。
3．齿轮缸 ——又称无杆式活塞缸，它由两 个柱塞缸和一套齿轮齿条传动装置组成， 特点是将直线运动转换为回转运动
二、液压缸的典型结构和组成 (一)液压缸的典型结构举例
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加强做责任心，责任到人，责任到位 才是长 久的发 展。20.11.720.11.7Saturday, November 07, 2020
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弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。01:27:2701:27:2701:2711/7/2020 1:27:27 AM
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.11.701:27:2701:27Nov-207-N ov-20
• 液压马达的容积效率比泵低，通常泵的转 速高。而马达输出较低的转速。
• 液压泵是连续运转的，油温变化相对较小， 马达经常空转或停转，受频繁的温度冲击。
• 泵与原动机装在一起，主轴不受额外的径 向负载。而马达直接装在轮子上或与皮带、 链轮、齿轮相连接时，主轴将受较高的径 向负载。
3.液压马达的分类
ds
5.2kF
z[ ]
4．缓冲计算
液压缸在缓冲时，缓冲腔内产生的液压能
E1和工作部件产生的机械能E2分别为 E1 pc Aclc
E2
pp Aplc
1 2
mv02
Ff lc
l力 积c为， ，缓Am冲c，，长vAc为度p为工，缓作p冲c为部腔缓件，冲的高腔总压中质腔的量有平和效均速工缓度作冲，面压Ff 为摩擦力
360o的摆动运动，它的输出转矩Ｔ和角速度
ω各为
T
b
( p R2
R1
1
p2 )rdr
b 2
(
R22
R12 )( p1
p2 )
n q
q
v (R22 R12 )b
2n
2q
(R22 R12
)b
2q b(R22
R12 )
(四)其它液压缸 1．增压缸——又称增压器，有单作用和双作 用两种型式，
p2
1）高速液压马达：额定转速高于500r/min的 属于高速液压马达；
a）基本形式：齿轮式、螺杆式、叶片式和 轴向柱塞式等。
b）特点是：转速较高，转动惯量小，便于 起动和制动，调节（调速和换向）灵敏度 高。
2）低速液压马达：额定转速低于500r/min的 则属于低速液压马达。
a）基本形式：径向柱塞式
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
第一节 液压马达
一、液压马达的特点及分类
1.液压马达与泵的相同点
• 从原理上讲，马达和泵是可逆的。
• 从结构上看，马达和泵是相似的。
• 工作原理均是利用密封工作容积的变化进 行工作。
2.泵和马达的不同点
活塞推力F3
F3 p1 ( A1
A和2 )运动p1速4 度d 2v3
v3
q q A1
q
4
(D2
d
2
)v3
D2
4
4q
v3 d 2
（二）柱塞缸 是一种单作用液压缸
柱塞上所产生的推力 Ｆ和速度ｖ为
F pA p d 2
4
q 时，它的主轴能输出小于
三、液压马达的基本参数和基本性能 1．液压马达的排量V、排量和转矩的关系
pq Tt
因为ω＝2πn，q=vn所以液压马达的理论转
矩Tt为
Tt
pV
2
2、液压马达的机械效率和启动机械效率
1）机械效率 T pVm 2
T为实际输出的转矩，ηm为机械效率 2）启动机械效率
m0
T0 Tt
T0为马达的启动转矩，ηm0为启动机械效率
•
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午1时27分27秒 上午1时27分01:27:2720.11.7
•
每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.11.720.11.701:2701:27:2701:27:27Nov- 20