液氣壓傳動(dòng)與控制_執(zhí)行元件

1、 直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的類(lèi)型、特點(diǎn)和工作原理直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的類(lèi)型、特點(diǎn)和工作原理 液液 壓壓 缸缸 氣氣 缸缸 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的類(lèi)型、特點(diǎn)和工作原理旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件的類(lèi)型、特點(diǎn)和工作原理 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá) 氣氣 馬馬 達(dá)達(dá) 液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置，它將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)或液壓缸將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置，它將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€(xiàn)運(yùn)動(dòng)或 擺動(dòng)的機(jī)械能。擺動(dòng)的機(jī)械能。 一、液壓缸的分類(lèi)一、液壓缸的分類(lèi) 1.按結(jié)構(gòu)形式分：按結(jié)構(gòu)形式分： 活塞缸活塞缸 又分單桿活塞缸、雙桿活塞缸又分單桿活塞缸、雙桿活塞缸 柱塞缸柱塞缸 2.按作用方式分：按作用方式分： 單作用液壓缸單作用液壓缸 一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)

2、依靠液壓作用力實(shí)現(xiàn)，另一一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)依靠液壓作用力實(shí)現(xiàn)，另一 個(gè)方向依靠彈簧力、重力等實(shí)現(xiàn)；個(gè)方向依靠彈簧力、重力等實(shí)現(xiàn)； 雙作用液壓缸雙作用液壓缸 兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)都依靠液壓作用力來(lái)實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)都依靠液壓作用力來(lái)實(shí)現(xiàn)。 執(zhí)行元件 概述 液壓缸的分類(lèi) 雙雙雙桿活塞缸活塞兩側(cè)都有活塞桿伸出，根據(jù)安裝方式不同又雙桿活塞缸活塞兩側(cè)都有活塞桿伸出，根據(jù)安裝方式不同又 分為活塞桿固定式和缸筒固定式兩種分為活塞桿固定式和缸筒固定式兩種。 執(zhí)行元件概述 雙桿活塞缸 雙桿活塞缸的速度推力特性雙桿活塞缸的速度推力特性 v q / A 4 qv /（D 2 d 2） 缸在左右兩個(gè)方向上輸出的速度相等，缸在

3、左右兩個(gè)方向上輸出的速度相等，v為缸的容積效率。為缸的容積效率。 F A（p1 p2）m（D 2d 2）（）（p1 p2）m /4 缸在左右兩個(gè)方向上輸出的推力相等，缸在左右兩個(gè)方向上輸出的推力相等，m為缸的機(jī)械效率。為缸的機(jī)械效率。 當(dāng)缸筒固定時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件當(dāng)缸筒固定時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件 移動(dòng)范圍是活塞有效行程的移動(dòng)范圍是活塞有效行程的 三倍；當(dāng)活塞桿固定時(shí)，運(yùn)三倍；當(dāng)活塞桿固定時(shí)，運(yùn) 動(dòng)部件移動(dòng)范圍是活塞有效動(dòng)部件移動(dòng)范圍是活塞有效 行程的兩倍行程的兩倍 。 執(zhí)行元件概述雙桿活塞缸的速度推力特性 單桿活塞缸速度推力特性單桿活塞缸速度推力特性 向右運(yùn)動(dòng)速度向右運(yùn)動(dòng)速度 v1 qv /A1 4 qv /

4、D 2 向右運(yùn)動(dòng)推力向右運(yùn)動(dòng)推力 F1 （A1p1 A2p2）m 向左運(yùn)動(dòng)速度向左運(yùn)動(dòng)速度 v2 qv /A2 4 qv /（D 2 d 2） 向左運(yùn)動(dòng)推力 向左運(yùn)動(dòng)推力 F2 （A2 p1 A1p2）m 往返速比往返速比 v v2 / v11/1（d /D）2 式中式中v為缸的容積效率為缸的容積效率，m為缸的機(jī)械效率為缸的機(jī)械效率 單桿活塞缸只有一端單桿活塞缸只有一端 帶活塞桿，它也有缸筒固帶活塞桿，它也有缸筒固 定和活塞桿固定兩種安裝定和活塞桿固定兩種安裝 方式，兩種方式的運(yùn)動(dòng)部方式，兩種方式的運(yùn)動(dòng)部 件移動(dòng)范圍均為活塞有效件移動(dòng)范圍均為活塞有效 行程的兩倍。行程的兩倍。 執(zhí)行元件概述 單

5、桿活塞缸 單活塞桿缸兩腔同時(shí)通壓?jiǎn)位钊麠U缸兩腔同時(shí)通壓 力油，稱(chēng)為差動(dòng)連接。差動(dòng)連力油，稱(chēng)為差動(dòng)連接。差動(dòng)連 接的缸只能一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。圖接的缸只能一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。圖 示為向右運(yùn)動(dòng)。示為向右運(yùn)動(dòng)。 執(zhí)行元件概述 差動(dòng)連接 n運(yùn)動(dòng)速度運(yùn)動(dòng)速度 v3（q q）/ A1（q A2v3）/ A1 整理得：整理得：v3 q /（A1A2）4 q /d 2 如果要求如果要求 差動(dòng)缸向右運(yùn)動(dòng)速度差動(dòng)缸向右運(yùn)動(dòng)速度v3非差動(dòng)連接向左運(yùn)動(dòng)速度非差動(dòng)連接向左運(yùn)動(dòng)速度 v2 則則 D =2 1/2 d 活塞推力活塞推力F3 p1（A1A2）m 適用于機(jī)床液壓系統(tǒng)空載快進(jìn)工況。適用于機(jī)床液壓系統(tǒng)空載快進(jìn)工況。 1. 1.

6、 柱塞缸的特點(diǎn)柱塞缸的特點(diǎn) n 柱塞與缸筒無(wú)配合關(guān)系，缸筒內(nèi)孔不需精加工，只是柱塞柱塞與缸筒無(wú)配合關(guān)系，缸筒內(nèi)孔不需精加工，只是柱塞 與缸蓋上的導(dǎo)向套有配合關(guān)系。與缸蓋上的導(dǎo)向套有配合關(guān)系。 n 為減輕重量，減少?gòu)澢冃?，柱塞常做成空心。為減輕重量，減少?gòu)澢冃?，柱塞常做成空心?執(zhí)行元件概述柱塞缸 柱塞缸只能作單作用缸，要求往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，需成對(duì)使用。柱塞缸只能作單作用缸，要求往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，需成對(duì)使用。 特別適用在行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合。特別適用在行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合。 執(zhí)行元件概述柱塞缸 2. 柱塞缸的速度推力特性柱塞缸的速度推力特性 柱塞運(yùn)動(dòng)速度柱塞運(yùn)動(dòng)速度 v qv /A 4 qv /d 2 柱塞推力柱塞

7、推力 F pAmp（d 2 / 4 ）m 式中式中 A 柱塞的有效工作面積柱塞的有效工作面積(m2)； d 柱塞直徑柱塞直徑(m)； p 缸筒內(nèi)油液的工作壓力缸筒內(nèi)油液的工作壓力(N/m2)； q 輸入柱塞缸的油液流量輸入柱塞缸的油液流量(m3/s)。 執(zhí)行元件概述伸縮液壓缸 兩個(gè)或多個(gè)活塞式缸套兩個(gè)或多個(gè)活塞式缸套 裝而成，前一級(jí)活塞缸的活塞裝而成，前一級(jí)活塞缸的活塞 桿是后一級(jí)活塞缸的缸筒。各桿是后一級(jí)活塞缸的缸筒。各 級(jí)活塞依次伸出可獲得很長(zhǎng)的級(jí)活塞依次伸出可獲得很長(zhǎng)的 行程，當(dāng)依次縮回時(shí)缸的軸向行程，當(dāng)依次縮回時(shí)缸的軸向 尺寸很小。尺寸很小。 除雙作用伸縮液壓缸外，除雙作用伸縮液壓缸外

8、， 還有單作用伸縮液壓缸。不同還有單作用伸縮液壓缸。不同 點(diǎn)是單作用回程靠外力，而雙點(diǎn)是單作用回程靠外力，而雙 作用靠液壓作用力。作用靠液壓作用力。 齒條活塞缸是活塞缸與齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成的復(fù)合式缸。它將活塞的直齒條活塞缸是活塞缸與齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成的復(fù)合式缸。它將活塞的直 線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用在機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用在機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)轉(zhuǎn) 位、液壓機(jī)械手等位、液壓機(jī)械手等。 液壓缸 概述 齒條活塞缸 液壓缸 概述 齒條活塞缸 增壓缸是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸，但它不是能量轉(zhuǎn)換裝置，增壓缸是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸，但它不是能量轉(zhuǎn)換

9、裝置， 只是一個(gè)增壓器件。只是一個(gè)增壓器件。 增壓比為大活塞與小柱塞的面積比增壓比為大活塞與小柱塞的面積比 KD 2/d 2 小柱塞缸輸出的壓力小柱塞缸輸出的壓力 pb paKm 增壓能力是以降低有效流量為代價(jià)的。增壓能力是以降低有效流量為代價(jià)的。 液壓缸擺動(dòng)缸概述 當(dāng)通入液壓油，它的主軸能輸出小于當(dāng)通入液壓油，它的主軸能輸出小于360的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的缸稱(chēng)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的缸稱(chēng) 為擺動(dòng)式液壓缸。常用于輔助裝置，如送料和轉(zhuǎn)位裝置、液壓機(jī)械為擺動(dòng)式液壓缸。常用于輔助裝置，如送料和轉(zhuǎn)位裝置、液壓機(jī)械 手及間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)。手及間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)。 當(dāng)通入液壓油，它的主軸能輸出小于當(dāng)通入液壓油，它的主軸能輸出小于360的

10、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的缸稱(chēng)的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的缸稱(chēng) 為擺動(dòng)式液壓缸。常用于輔助裝置，如送料和轉(zhuǎn)位裝置、液壓機(jī)械為擺動(dòng)式液壓缸。常用于輔助裝置，如送料和轉(zhuǎn)位裝置、液壓機(jī)械 手及間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)。手及間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)。 雙葉片式：擺動(dòng)角度一般小于雙葉片式：擺動(dòng)角度一般小于150。但在相同條件下，輸出。但在相同條件下，輸出 轉(zhuǎn)矩是單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，輸出角速度是單葉片缸的一半。轉(zhuǎn)矩是單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，輸出角速度是單葉片缸的一半。 單葉片式：擺動(dòng)角度較大，可達(dá)單葉片式：擺動(dòng)角度較大，可達(dá)300 輸出轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩 T（R22R12）pmb / 2 輸出角速度輸出角速度 2qv / b（R22 R12） 液壓缸擺動(dòng)缸概述 一、液壓

11、缸的典型結(jié)構(gòu)一、液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 1缸底；缸底；2彈簧擋圈；彈簧擋圈；3套環(huán)；套環(huán)；4卡環(huán)；卡環(huán)；5活塞；活塞；6O形密形密 封圈；封圈；7支承環(huán)；支承環(huán)；8擋圈；擋圈；9YX 形密封圈；形密封圈；10缸體；缸體；11管管 接頭；接頭；12導(dǎo)向套；導(dǎo)向套；13缸蓋；缸蓋；14防塵圈；防塵圈；15活塞桿；活塞桿；16定定 位螺釘；位螺釘；17耳環(huán)耳環(huán) 液壓缸液壓缸的典型結(jié)構(gòu) 執(zhí)行元件 半半 環(huán)環(huán) 連連 接接 式式 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 1. 1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 鍵槽使缸筒壁的強(qiáng)度鍵槽使缸筒壁的強(qiáng)度 2. 2. 易裝卸易裝卸 有所削弱有所削弱 執(zhí)行元件 缸體組件液壓缸 1.缸體組件缸體組件 包括

12、缸筒、缸蓋，其結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)。常用的結(jié)構(gòu)形式有：包括缸筒、缸蓋，其結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)。常用的結(jié)構(gòu)形式有： 法法 蘭蘭 式式 連連 接接 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 1. 1. 結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單 1. 1. 比螺紋聯(lián)接重比螺紋聯(lián)接重 2. 2. 易加工易加工 2. 2. 外形較大外形較大 3. 3. 易裝卸易裝卸 執(zhí)行元件 液壓缸典型結(jié)構(gòu)液壓缸 焊焊 接接 連連 接接 式式 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 1. 重量較輕重量較輕 端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜 2. 外形較小外形較小 裝卸要用專(zhuān)門(mén)工具裝卸要用專(zhuān)門(mén)工具 拉拉 桿桿 式式 連連 接接 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 1. 缸筒最易加工缸筒最易加工

13、 重量較重，外形尺寸重量較重，外形尺寸 2. 最易裝卸最易裝卸 外形尺寸較大外形尺寸較大 3.結(jié)構(gòu)通用性大結(jié)構(gòu)通用性大 執(zhí)行元件液壓缸 活塞組件 2.2.活塞組件活塞組件 液壓缸行程較短、且活塞與活塞桿直徑相差不多時(shí)，可將活塞與液壓缸行程較短、且活塞與活塞桿直徑相差不多時(shí)，可將活塞與 活塞桿做成整體，但在大多數(shù)情況下，活塞與活塞桿是分開(kāi)的。在一活塞桿做成整體，但在大多數(shù)情況下，活塞與活塞桿是分開(kāi)的。在一 般工作條件下，這兩者采用螺紋固定。當(dāng)缸工作壓力較高或負(fù)載較大，般工作條件下，這兩者采用螺紋固定。當(dāng)缸工作壓力較高或負(fù)載較大， 而活塞桿直徑又較小時(shí)，活塞桿的螺紋可能過(guò)載；另外工作機(jī)械振動(dòng)而活塞

14、桿直徑又較小時(shí)，活塞桿的螺紋可能過(guò)載；另外工作機(jī)械振動(dòng) 較大時(shí)，固定活塞的螺母可能松動(dòng)，因此需采用半環(huán)連接或彈簧擋圈較大時(shí)，固定活塞的螺母可能松動(dòng)，因此需采用半環(huán)連接或彈簧擋圈 連接包括活塞與活塞桿等零件，常見(jiàn)的連接方式有半環(huán)式連接、螺紋連接包括活塞與活塞桿等零件，常見(jiàn)的連接方式有半環(huán)式連接、螺紋 式連接及錐銷(xiāo)式連接。式連接及錐銷(xiāo)式連接。 錐銷(xiāo)連接 螺紋連接 執(zhí)行元件 密封裝置液壓缸 3.3.密封裝置密封裝置 有活塞與缸筒、活塞桿與缸蓋的密封，用以防止油液的泄漏。有活塞與缸筒、活塞桿與缸蓋的密封，用以防止油液的泄漏。 一般要求密封裝置應(yīng)具有良好的密封性、盡可能長(zhǎng)的壽命、制造簡(jiǎn)單、一般要求密封裝

15、置應(yīng)具有良好的密封性、盡可能長(zhǎng)的壽命、制造簡(jiǎn)單、 拆裝方便、成本低。常見(jiàn)的密封裝置有間隙密封（依靠運(yùn)動(dòng)件間的微拆裝方便、成本低。常見(jiàn)的密封裝置有間隙密封（依靠運(yùn)動(dòng)件間的微 小間隙來(lái)防止泄漏）、活塞環(huán)密封（依靠在活塞上的活塞環(huán)在小間隙來(lái)防止泄漏）、活塞環(huán)密封（依靠在活塞上的活塞環(huán)在O形圈形圈 彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏）、密封圈密封（有彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏）、密封圈密封（有Y形圈、形圈、V形圈形圈 等，利用橡膠和塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動(dòng)配合面等，利用橡膠和塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動(dòng)配合面 之間來(lái)防止泄漏）。之間來(lái)防止泄漏）。 緩沖裝置 執(zhí)行元件液壓缸 4.

16、4.緩沖裝置緩沖裝置 其作用原理就是當(dāng)活塞行程到終點(diǎn)而接近缸蓋時(shí)，增大液壓缸其作用原理就是當(dāng)活塞行程到終點(diǎn)而接近缸蓋時(shí)，增大液壓缸 回油阻力，使回油腔中產(chǎn)生足夠大的緩沖壓力，使活塞減速，從而回油阻力，使回油腔中產(chǎn)生足夠大的緩沖壓力，使活塞減速，從而 防止活塞撞擊缸蓋。防止活塞撞擊缸蓋。 圖圖a a) )為為間隙緩沖間隙緩沖，緩沖柱塞進(jìn)入缸端孔時(shí)，孔內(nèi)油液從柱塞與孔壁間，緩沖柱塞進(jìn)入缸端孔時(shí)，孔內(nèi)油液從柱塞與孔壁間 的環(huán)形間隙擠出，形成緩沖壓力，吸收慣性引起的機(jī)械動(dòng)能。的環(huán)形間隙擠出，形成緩沖壓力，吸收慣性引起的機(jī)械動(dòng)能。 圖圖b)b)為為可變節(jié)流緩沖可變節(jié)流緩沖。緩沖柱塞進(jìn)入缸端孔時(shí)，回油路封

17、閉，迫使回。緩沖柱塞進(jìn)入缸端孔時(shí)，回油路封閉，迫使回 油經(jīng)由緩沖柱塞上的節(jié)流口油經(jīng)由緩沖柱塞上的節(jié)流口( (軸向三角槽軸向三角槽) )流出而建立緩沖壓力。節(jié)流流出而建立緩沖壓力。節(jié)流 口面積隨柱塞行程而變化。口面積隨柱塞行程而變化。 圖圖c c) )為為可調(diào)節(jié)緩沖可調(diào)節(jié)緩沖。緩沖柱塞進(jìn)入缸端孔時(shí)，封閉了回油通路，迫使。緩沖柱塞進(jìn)入缸端孔時(shí)，封閉了回油通路，迫使 回油通過(guò)一個(gè)可調(diào)節(jié)流閥而建立緩沖壓力。回油通過(guò)一個(gè)可調(diào)節(jié)流閥而建立緩沖壓力。 緩沖裝置 執(zhí)行元件液壓缸 執(zhí)行元件 液壓缸排氣裝置 5.5.排氣裝置排氣裝置 通常有兩種：一種是在液壓缸的最高部位處開(kāi)排氣孔，并用管道通常有兩種：一種是在液壓

18、缸的最高部位處開(kāi)排氣孔，并用管道 連接排氣閥進(jìn)行排氣；另一種是在液壓缸的最高部位安放排氣塞。連接排氣閥進(jìn)行排氣；另一種是在液壓缸的最高部位安放排氣塞。 液壓缸執(zhí)行元件液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 二、液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算二、液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. .液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題液壓缸設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題 1 1）盡量使活塞桿，在受拉狀態(tài)）盡量使活塞桿，在受拉狀態(tài) 下承受最大負(fù)載。下承受最大負(fù)載。 2 2）考慮液壓缸行程終了處的緩）考慮液壓缸行程終了處的緩 沖問(wèn)題和液壓缸排氣問(wèn)題。沖問(wèn)題和液壓缸排氣問(wèn)題。 3 3）正確確定液壓缸的安裝、固）正確確定液壓缸的安裝、固 定方式。定方式。 4 4）液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)）

19、液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù) 推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn) 行設(shè)計(jì)。行設(shè)計(jì)。 2.液壓缸主要尺寸的確定液壓缸主要尺寸的確定 1）缸筒內(nèi)徑）缸筒內(nèi)徑D 根據(jù)負(fù)載的大小和選定工根據(jù)負(fù)載的大小和選定工 作壓力，依公式計(jì)算后，再?gòu)淖鲏毫?，依公式?jì)算后，再?gòu)腉B2348-80 標(biāo)準(zhǔn)中選取。標(biāo)準(zhǔn)中選取。 2 2）活塞桿直徑）活塞桿直徑d d 當(dāng)速度比當(dāng)速度比 有要求時(shí)，則有要求時(shí)，則 式中式中 q q 缸所需流量缸所需流量(m(m3 3/s)/s)； v v1 1、v v2 2 活塞的伸出、縮回運(yùn)動(dòng)速度活塞的伸出、縮回運(yùn)動(dòng)速度 (m/s)(m/s)。 液壓缸液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算執(zhí)行元件 3

20、 3）液壓缸缸筒長(zhǎng)度）液壓缸缸筒長(zhǎng)度L L 由最大工作行程長(zhǎng)度決定。由最大工作行程長(zhǎng)度決定。 4 4）最小導(dǎo)向長(zhǎng)度）最小導(dǎo)向長(zhǎng)度 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向 套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離。套滑動(dòng)面中點(diǎn)的距離。 L缸的最大工作行程。 1）缸筒壁厚校核）缸筒壁厚校核 當(dāng)當(dāng) 時(shí)為薄壁，按下式進(jìn)行校核時(shí)為薄壁，按下式進(jìn)行校核 式中式中缸筒壁厚；缸筒壁厚； D缸筒內(nèi)徑；缸筒內(nèi)徑； P Py y 缸筒實(shí)驗(yàn)壓力；缸筒實(shí)驗(yàn)壓力； 缸筒材料的許用應(yīng)力。缸筒材料的許用應(yīng)力。 當(dāng)缸筒為厚壁時(shí)，按下式進(jìn)行校核當(dāng)缸筒為厚壁時(shí)，按下式進(jìn)行校核 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸執(zhí)行元件

21、 3.強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核 執(zhí)行元件液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算液壓缸 2）活塞桿直徑校核）活塞桿直徑校核 式中式中 F活塞桿上的作用力；活塞桿上的作用力； 活塞桿材料的許用應(yīng)力?；钊麠U材料的許用應(yīng)力。 3 3）液壓缸蓋固定螺栓直徑校核）液壓缸蓋固定螺栓直徑校核 式中式中 F液壓缸總負(fù)載；液壓缸總負(fù)載； z固定螺栓個(gè)數(shù)；固定螺栓個(gè)數(shù)； k螺紋擰緊系數(shù)，螺紋擰緊系數(shù)，k=1.121.5； s材料的屈服極限。材料的屈服極限。= s /（1.22.5) 4）緩沖計(jì)算）緩沖計(jì)算 液壓缸在緩沖時(shí)，緩沖腔內(nèi)產(chǎn)生的液壓能液壓缸在緩沖時(shí)，緩沖腔內(nèi)產(chǎn)生的液壓能E1 和工作部件產(chǎn)生和工作部件產(chǎn)生 的機(jī)械能的機(jī)械能E 2分別為分別

22、為 式中式中l(wèi)c緩沖長(zhǎng)度；緩沖長(zhǎng)度； pc 緩沖腔中的平均緩沖壓力；緩沖腔中的平均緩沖壓力； pp高壓腔中油液壓力；高壓腔中油液壓力； Ac、 、 Ap緩沖腔、高壓腔的有效工作面積； 緩沖腔、高壓腔的有效工作面積； m工作部件總質(zhì)量；工作部件總質(zhì)量； Vo工作部件運(yùn)動(dòng)速度；工作部件運(yùn)動(dòng)速度； Ff 摩擦力。摩擦力。 當(dāng)當(dāng)E1 =E 2時(shí)，工作部件的機(jī)械能全部被緩沖腔液體所吸收，則時(shí)，工作部件的機(jī)械能全部被緩沖腔液體所吸收，則 執(zhí)行元件液壓缸液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 液壓馬達(dá)是將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置液壓馬達(dá)是將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置, ,輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，是，是 液壓系統(tǒng)的執(zhí)行

23、元件。液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。 馬達(dá)與泵在原理上有可逆性，但因用途不同結(jié)構(gòu)上有些差別馬達(dá)與泵在原理上有可逆性，但因用途不同結(jié)構(gòu)上有些差別：馬達(dá)要：馬達(dá)要 求正反轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱(chēng)性；而泵為了保證其自吸性能，結(jié)構(gòu)上采求正反轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱(chēng)性；而泵為了保證其自吸性能，結(jié)構(gòu)上采 取了某些措施。取了某些措施。 馬達(dá)的分類(lèi)：馬達(dá)的分類(lèi)： n ns s500r/min 500r/min 為高速液壓馬達(dá)：齒輪馬達(dá)，葉片馬達(dá)，軸向柱塞為高速液壓馬達(dá)：齒輪馬達(dá)，葉片馬達(dá)，軸向柱塞 馬達(dá)馬達(dá) n ns s 500r/min 500r/min 為低速液壓馬達(dá)：徑向柱塞馬達(dá)（單作用連桿型為低速液壓馬達(dá)：徑向柱塞馬達(dá)（單

24、作用連桿型 徑向柱塞馬達(dá)，多作用內(nèi)曲線(xiàn)徑向柱塞馬達(dá)）徑向柱塞馬達(dá)，多作用內(nèi)曲線(xiàn)徑向柱塞馬達(dá)） 執(zhí)行元件 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件工作運(yùn)力、類(lèi)型和特點(diǎn) 執(zhí)行元件 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件工作運(yùn)力、類(lèi)型和特點(diǎn) 齒輪馬達(dá) 一、齒輪馬達(dá)一、齒輪馬達(dá) 1. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 進(jìn)出油口相等，有單獨(dú)的泄油口；進(jìn)出油口相等，有單獨(dú)的泄油口； 為減少摩擦力矩，采用滾動(dòng)軸承；為減少摩擦力矩，采用滾動(dòng)軸承； 為減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，齒數(shù)較泵的齒數(shù)多。為減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，齒數(shù)較泵的齒數(shù)多。 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(shí)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)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(shí)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn) 矩隨嚙合點(diǎn)而變化，因此矩隨

25、嚙合點(diǎn)而變化，因此僅用于高速小轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合僅用于高速小轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合，如工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)，如工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī) 械及對(duì)轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的設(shè)備。械及對(duì)轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的設(shè)備。 2. 應(yīng)用應(yīng)用 應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用應(yīng)用 執(zhí)行元件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件工作運(yùn)力、類(lèi)型和特點(diǎn)軸向柱塞馬達(dá) 1. 工作原理工作原理 （如圖）（如圖） 2. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 軸向柱塞泵和軸向軸向柱塞泵和軸向 柱塞馬達(dá)是互逆的。柱塞馬達(dá)是互逆的。 配流盤(pán)為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)配流盤(pán)為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu) 3. 應(yīng)用應(yīng)用 作變量馬達(dá)。作變量馬達(dá)。 改變斜盤(pán)傾角，不僅影響馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩，而且影響它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，改變斜盤(pán)傾角，不僅影響馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩，而且影響它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向， 斜盤(pán)傾

26、角越大，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速越低。斜盤(pán)傾角越大，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速越低。 執(zhí)行元件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件工作運(yùn)力、類(lèi)型和特點(diǎn)葉片馬達(dá) 1. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 進(jìn)出油口相等，有單獨(dú)的泄油口；進(jìn)出油口相等，有單獨(dú)的泄油口； 葉片徑向放置，葉片底部設(shè)置有燕式彈簧；葉片徑向放置，葉片底部設(shè)置有燕式彈簧； 在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有梭閥。在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有梭閥。 2. 應(yīng)用應(yīng)用 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，反應(yīng)靈敏，能適應(yīng)較高頻率的換向。但泄漏大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，反應(yīng)靈敏，能適應(yīng)較高頻率的換向。但泄漏大， 低速時(shí)不夠穩(wěn)定低速時(shí)不夠穩(wěn)定. 適用于轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高、機(jī)械性能要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合。適用于轉(zhuǎn)矩小、

27、轉(zhuǎn)速高、機(jī)械性能要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合。 一、低速大扭矩馬達(dá)一、低速大扭矩馬達(dá) 多作用內(nèi)曲線(xiàn)徑向柱塞馬達(dá)多作用內(nèi)曲線(xiàn)徑向柱塞馬達(dá) 執(zhí)行元件低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)液壓馬達(dá) 殼體內(nèi)環(huán)由殼體內(nèi)環(huán)由x x 個(gè)導(dǎo)軌曲面組成，個(gè)導(dǎo)軌曲面組成， 每個(gè)曲面分為每個(gè)曲面分為a a、b b兩個(gè)區(qū)段；兩個(gè)區(qū)段； 缸體徑向均布有缸體徑向均布有z z 個(gè)柱塞孔，個(gè)柱塞孔， 柱塞球面頭部頂在滾輪組橫梁上，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(dòng)使之在缸體徑向槽內(nèi)滑動(dòng) ； 柱塞、滾輪組組成柱塞組件，柱塞、滾輪組組成柱塞組件， a a段導(dǎo)軌對(duì)柱塞組件的法向反力的切向分力對(duì)缸體產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；段導(dǎo)軌對(duì)柱塞組件的法向反力的切向分力對(duì)缸

28、體產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩； 配流軸圓周均布配流軸圓周均布2x 2x 個(gè)配流窗口，其中個(gè)配流窗口，其中x x 個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于a a段，通高段，通高 壓油，壓油，x x 個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于b b段，通回油（段，通回油（xz xz ) )； 輸出軸輸出軸 ，缸體與輸出軸連成一體。，缸體與輸出軸連成一體。 執(zhí)行元件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件工作運(yùn)力、類(lèi)型和特點(diǎn)結(jié)構(gòu)原理 1.結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理 執(zhí)行元件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件工作運(yùn)力、類(lèi)型和特點(diǎn)排量公式 2.排量公式排量公式 v =（d 2/4）ZmH 式中式中 H柱塞行程；柱塞行程； d柱塞直徑；柱塞直徑； m內(nèi)曲線(xiàn)段數(shù)內(nèi)曲線(xiàn)段數(shù)； Z柱塞數(shù)。柱塞數(shù)。 3.應(yīng)用應(yīng)用

29、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，徑向力平衡，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，徑向力平衡，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大， 能在低速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，普遍用于工程、建筑、起重能在低速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，普遍用于工程、建筑、起重 運(yùn)輸、煤礦、船舶、農(nóng)業(yè)等機(jī)械中。運(yùn)輸、煤礦、船舶、農(nóng)業(yè)等機(jī)械中。 執(zhí)行元件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件工作運(yùn)力、類(lèi)型和特點(diǎn) 呈五星狀（或七星狀）的殼體內(nèi)均勻分布著柱塞缸。呈五星狀（或七星狀）的殼體內(nèi)均勻分布著柱塞缸。 柱塞與連桿鉸接，連桿的另一端與曲軸偏心輪外圓接觸。高壓柱塞與連桿鉸接，連桿的另一端與曲軸偏心輪外圓接觸。高壓 油進(jìn)入部分柱塞缸頭部，高壓油作用在柱塞上的作用力對(duì)曲軸油進(jìn)入部分柱塞缸頭部，高壓油作用在柱塞上的作用力對(duì)曲軸 旋轉(zhuǎn)中心形

30、成轉(zhuǎn)矩。另外部分柱塞缸與回油口相通。旋轉(zhuǎn)中心形成轉(zhuǎn)矩。另外部分柱塞缸與回油口相通。 曲軸為輸出軸。曲軸為輸出軸。 配流軸隨曲軸同步旋轉(zhuǎn)，各柱塞缸依次與高壓進(jìn)油和低壓回油配流軸隨曲軸同步旋轉(zhuǎn)，各柱塞缸依次與高壓進(jìn)油和低壓回油 相通（配流套不轉(zhuǎn)），保證曲軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)。相通（配流套不轉(zhuǎn)），保證曲軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)。 1. 結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理 執(zhí)行元件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件工作運(yùn)力、類(lèi)型和特點(diǎn) 2. 排量公式排量公式 v =d 2e z / 2 d 為柱塞直徑；為柱塞直徑；e 為曲軸偏心距；為曲軸偏心距；z 為柱塞為柱塞 數(shù)。數(shù)。 3. 應(yīng)用應(yīng)用 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，可以是殼體固定曲軸旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，可以是殼

31、體固定曲軸旋轉(zhuǎn)， 也可以是曲軸固定殼體旋轉(zhuǎn)（可驅(qū)動(dòng)車(chē)輪或卷也可以是曲軸固定殼體旋轉(zhuǎn)（可驅(qū)動(dòng)車(chē)輪或卷 筒），但體積重量較大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低速穩(wěn)定性筒），但體積重量較大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低速穩(wěn)定性 較差。采用靜壓支承或靜壓平衡后最低轉(zhuǎn)速可達(dá)較差。采用靜壓支承或靜壓平衡后最低轉(zhuǎn)速可達(dá)3 r/min。 執(zhí)行元件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件工作運(yùn)力、類(lèi)型和特點(diǎn) 1.工作壓力與額定壓力工作壓力與額定壓力 工作壓力工作壓力 p 大小取決于馬達(dá)負(fù)載，馬達(dá)進(jìn)出口壓力的差值稱(chēng)為馬大小取決于馬達(dá)負(fù)載，馬達(dá)進(jìn)出口壓力的差值稱(chēng)為馬 達(dá)的壓差達(dá)的壓差p。 額定壓力額定壓力 ps 能使馬達(dá)連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力。能使馬達(dá)連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力

32、。 執(zhí)行元件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件工作運(yùn)力、類(lèi)型和特點(diǎn)液壓馬達(dá)的特性參數(shù) 2. 流量與容積效率流量與容積效率 輸入馬達(dá)的實(shí)際流量輸入馬達(dá)的實(shí)際流量 qMqMtq其中其中 qMt為理論流量，為理論流量， 馬達(dá)在沒(méi)有泄漏時(shí)，馬達(dá)在沒(méi)有泄漏時(shí)， 達(dá)到要求轉(zhuǎn)速所需進(jìn)口流量。達(dá)到要求轉(zhuǎn)速所需進(jìn)口流量。 容積效率容積效率Mv qMt / qM 1 q / qM 執(zhí)行元件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件工作運(yùn)力、類(lèi)型和特點(diǎn)特性參數(shù) 3.排量與轉(zhuǎn)速排量與轉(zhuǎn)速 排量排量V為為MV等于等于1 時(shí)輸出軸旋轉(zhuǎn)一周所需油液體積。時(shí)輸出軸旋轉(zhuǎn)一周所需油液體積。 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n qMt/ V qMMV / V 4.轉(zhuǎn)矩與機(jī)械效率轉(zhuǎn)矩與機(jī)械效率 實(shí)

33、際輸出轉(zhuǎn)矩實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩 TTt-T 理論輸出轉(zhuǎn)矩理論輸出轉(zhuǎn)矩 Ttp VMm/ 2 機(jī)械效率機(jī)械效率MmTM/TMt 5.功率與總效率功率與總效率 M PMo/ PMiT 2n/ p qM MvM 式中式中 PMo為馬達(dá)輸出功率，為馬達(dá)輸出功率，PMi為馬達(dá)輸入功率。為馬達(dá)輸入功率。 執(zhí)行元件氣缸氣缸的分類(lèi)及典型結(jié)構(gòu) 氣動(dòng)執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝氣動(dòng)執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝 置。包括氣缸和氣馬達(dá)。實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和做功的是氣缸；置。包括氣缸和氣馬達(dá)。實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和做功的是氣缸； 實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和做功的是氣馬達(dá)。實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和做功的是氣馬達(dá)。 執(zhí)行元件氣缸氣缸的分類(lèi)及典型結(jié)構(gòu) 一、氣缸的分類(lèi)及典型結(jié)構(gòu)一、氣缸的分類(lèi)及典型結(jié)構(gòu) 1. 普通氣缸普通氣缸 2. 薄膜片氣缸薄膜片氣缸是一種用壓縮空氣推動(dòng)是一種用壓縮空氣推動(dòng) 非金屬膜片作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸，可以非金屬膜片作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸，可以 是單作用式，也可以是雙作用式。適是單作用式，也可以是雙作用式。適 用于氣動(dòng)夾具、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥及短行程用于氣動(dòng)夾