液壓缸 液壓馬達

1、第第3 3章章 液壓與氣壓執(zhí)行元件液壓與氣壓執(zhí)行元件 第3章 液壓缸功用：將液壓泵供給的液壓能轉換為功用：將液壓泵供給的液壓能轉換為 機械能而對負載作功，實現直機械能而對負載作功，實現直 線往復運動或旋轉運動。線往復運動或旋轉運動。 液壓缸的類型及特點液壓缸的類型及特點 按結構形式按結構形式 活塞缸活塞缸 柱塞缸柱塞缸 擺動缸擺動缸 往復擺動往復擺動往復直線運動往復直線運動按作用方式按作用方式單作用式：單作用式：液體或氣體只控制液體或氣體只控制 缸一腔單向缸一腔單向運動運動 雙作用式：雙作用式：液體或氣體控制缸兩腔實現雙液體或氣體控制缸兩腔實現雙向運動向運動液壓缸的類型及特點液壓缸的類型及特點

2、 活塞式液壓缸定義活塞式液壓缸定義在缸體內作相對往復運動的組件為活在缸體內作相對往復運動的組件為活塞的液壓缸塞的液壓缸 分分 類類 雙桿雙桿 按伸出活塞桿不同按伸出活塞桿不同 單桿單桿 無桿無桿 缸體固定缸體固定 按固定方式不同按固定方式不同 A2 2) 壓力相同時，推力不等壓力相同時，推力不等 流量相同時，速度不等流量相同時，速度不等 即不具有等推力等速度特性即不具有等推力等速度特性 無桿腔進油時無桿腔進油時 v1 = q/A1 = 4q/D2 F1 = p1A1 - p2A2 =D2 p1 - (D2-d2)p2/4 有桿腔進油時有桿腔進油時 v2 = q/A2 = 4q/(D2-d2)

3、F2 = p1A2- p2A1 = (D2-d2) p1-D2 p2/4 單活塞桿液壓缸簡單連接比較單活塞桿液壓缸簡單連接比較 A1 A2 v1 F2 故：活塞桿伸出時，推力較大，速度較小故：活塞桿伸出時，推力較大，速度較小 活塞桿縮回時，推力較小，速度較大活塞桿縮回時，推力較小，速度較大 因而：活塞桿伸出時，適用于重載慢速因而：活塞桿伸出時，適用于重載慢速 活塞桿縮回時，適用于輕載快速活塞桿縮回時，適用于輕載快速 單活塞桿液壓缸簡單連接結論單活塞桿液壓缸簡單連接結論活塞桿直徑越小，兩個方向速度差值越小?；钊麠U直徑越小，兩個方向速度差值越小。 固定方式和工作過程皆與雙桿活塞液壓缸相同。固定方式

4、和工作過程皆與雙桿活塞液壓缸相同。運動行程皆為兩倍的活塞或缸體的有效行程。運動行程皆為兩倍的活塞或缸體的有效行程。差動連接差動連接單桿活塞液壓缸兩腔單桿活塞液壓缸兩腔同時通入流體時，同時通入流體時，利用兩端面積差進行利用兩端面積差進行工作的連接形式。工作的連接形式。 差動連接速度、推力計算差動連接速度、推力計算 v v3 3A A1 1 = q= q + v+ v3 3A A2 2 v v3 3 = q/(A= q/(A1 1-A-A2 2)=4 q/d)=4 q/d2 2 故故: :要使要使 v v2 2 = v= v3 3 D = 2 d D = 2 d F F3 3 = p = p1 1

5、（A A1 1-A-A2 2） = d= d2 2p p1 1/4/4 差動連接特點差動連接特點在不增加流量的前提下，在不增加流量的前提下，實現快速運動實現快速運動 單桿活塞液壓缸應用單桿活塞液壓缸應用單桿活塞液壓缸不同連接，可實現如下工作循單桿活塞液壓缸不同連接，可實現如下工作循 環(huán)：環(huán)： （差動連接）（差動連接） （無桿腔進油）（有桿腔進油）（無桿腔進油）（有桿腔進油） 快進快進 工進工進 快退快退 v3、F3 v1、F1 v2、F2 定定 義義在缸體內做相對往復運動的組件在缸體內做相對往復運動的組件是柱塞的液壓缸是柱塞的液壓缸 柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸結構柱塞式液壓缸結構1缸

6、筒、缸筒、2柱塞、柱塞、3導向套、導向套、4鋼絲卡圈等鋼絲卡圈等柱塞式液壓缸工作原理柱塞式液壓缸工作原理 自重自重只能單向運動，回程需靠外力只能單向運動，回程需靠外力 彈簧力彈簧力需雙向運動時，常成對使用。需雙向運動時，常成對使用。 柱塞式液壓缸速度、推力計算柱塞式液壓缸速度、推力計算v = q/A = 4q/d2 F = pA = d2 p/4 柱塞式液壓缸特點柱塞式液壓缸特點 柱塞工作時總是受壓，一般較粗柱塞工作時總是受壓，一般較粗 水平放置易下垂，產生單邊磨損水平放置易下垂，產生單邊磨損 故故 常垂直放置，有時可做成空心常垂直放置，有時可做成空心 又又 缸體內壁與柱塞不接觸缸體內壁與柱塞

7、不接觸 可不加工或只粗加工，工藝性好可不加工或只粗加工，工藝性好 龍門刨床龍門刨床 故故 常用于長行程機床，如常用于長行程機床，如 導軌磨床導軌磨床 大型拉床大型拉床擺動液壓缸擺動液壓缸又稱為擺動式液壓馬達或回轉液壓缸又稱為擺動式液壓馬達或回轉液壓缸作用：將液壓油的壓力能轉變成擺作用：將液壓油的壓力能轉變成擺動動 運動的機械能運動的機械能擺動液壓缸擺動液壓缸組成：缸體、定子塊、葉片、傳動軸等組成：缸體、定子塊、葉片、傳動軸等分類分類 單葉片式單葉片式擺角可達擺角可達330330 雙葉片式雙葉片式擺角最大擺角最大150150擺動液壓缸工作原理擺動液壓缸工作原理當缸的一個油口進壓力油，另一油口當缸

8、的一個油口進壓力油，另一油口回油時，葉片在壓力油作用下往一個回油時，葉片在壓力油作用下往一個方向擺動，帶動軸偏轉一定角度小于方向擺動，帶動軸偏轉一定角度小于3600，當進回油口互換時，馬達反轉。，當進回油口互換時，馬達反轉。 擺動液壓缸特點擺動液壓缸特點結構緊湊，輸出轉矩大，結構緊湊，輸出轉矩大，但密封困難，一般只用于中低壓系統(tǒng)。但密封困難，一般只用于中低壓系統(tǒng)。 增壓缸（增壓器）增壓缸（增壓器） 能將輸入的低壓油轉變?yōu)楦邏河?，供能將輸入的低壓油轉變?yōu)楦邏河?，供液壓系統(tǒng)中的某一分支油路使用。液壓系統(tǒng)中的某一分支油路使用。增壓缸結構增壓缸結構單作用、雙作用單作用、雙作用 增壓缸增壓原理增壓缸增壓

9、原理 A1 p1=A2 p2 p1D2/4=p2d2/4 p2 = A1 / A2 p1 = p1 D2/d2 =K p1 K增壓比 增壓缸特點增壓缸特點在不在不p p p p 的前提下，靠的前提下，靠 AA來來 p p 單作用斷續(xù)增壓、雙作用連續(xù)增壓單作用斷續(xù)增壓、雙作用連續(xù)增壓只能從高壓端輸出的油液中獲得大的只能從高壓端輸出的油液中獲得大的推力，不能直接作為執(zhí)行元件推力，不能直接作為執(zhí)行元件 多級缸結構由兩個或多個活塞缸或柱塞缸套裝而由兩個或多個活塞缸或柱塞缸套裝而成，有單作用和雙作用之分。成，有單作用和雙作用之分。 多級缸工作原理活塞或柱塞伸出時，從大到小，活塞或柱塞伸出時，從大到小，速

10、度逐漸增大，推力逐漸減小。速度逐漸增大，推力逐漸減小?；钊蛑s回時，從小到大?；钊蛑s回時，從小到大。多級缸特點應用 工作時可伸很長，不工作時縮短工作時可伸很長，不工作時縮短 占地面積小，且推力隨行程增加而減小占地面積小，且推力隨行程增加而減小 故故 起重機伸縮臂、自動傾卸卡車、火箭發(fā)起重機伸縮臂、自動傾卸卡車、火箭發(fā) 射臺等皆用射臺等皆用 齒條活塞（無桿液壓缸）齒條活塞（無桿液壓缸） 結結 構構 工作原理工作原理 應應 用用無桿液壓缸結構無桿液壓缸結構缸體、活塞、齒條、齒輪、端蓋等缸體、活塞、齒條、齒輪、端蓋等 無桿液壓缸工作原理無桿液壓缸工作原理左腔進油，右腔回油時，齒條右移，左腔

11、進油，右腔回油時，齒條右移，齒輪帶動工作臺逆轉。齒輪帶動工作臺逆轉。右腔進油，左腔回油時，齒條左移，右腔進油，左腔回油時，齒條左移，齒輪帶動工作臺順轉齒輪帶動工作臺順轉 。無桿液壓缸應用無桿液壓缸應用 常用于需要回轉運動的場合，常用于需要回轉運動的場合， 如：自動線、磨床如：自動線、磨床 液壓缸的典型結構液壓缸的典型結構1-前端蓋 2 12-密封圈 3-活塞 4-活塞桿 5-缸筒 6-拉桿7-導向套 8-后端蓋 9-防塵圈 13 14-緩沖及排氣裝置液壓缸的構造液壓缸的構造n缸體組件：缸體、前后端蓋缸體組件：缸體、前后端蓋n活塞組件：活塞、活塞桿活塞組件：活塞、活塞桿n密封裝置：密封環(huán)，密封圈

12、等密封裝置：密封環(huán)，密封圈等n緩沖裝置緩沖裝置n排氣裝置排氣裝置缸體與端蓋的連接缸體與端蓋的連接 法蘭連接法蘭連接 半環(huán)連接半環(huán)連接 螺紋連接螺紋連接 拉桿連接拉桿連接 焊接連接焊接連接 缸體與端蓋的連接缸體與端蓋的連接 工作壓力、缸體材料、工作壓力、缸體材料、 工作條件不同工作條件不同 連接形式很多，連接形式很多， 鑄鐵缸體，外形尺寸大鑄鐵缸體，外形尺寸大 缸體與端蓋的連接形式缸體與端蓋的連接形式法蘭連接：高壓，需焊接法蘭盤，較雜。法蘭連接：高壓，需焊接法蘭盤，較雜。 內半環(huán)內半環(huán) 結構簡單、緊湊、裝卸結構簡單、緊湊、裝卸半環(huán)連接半環(huán)連接 方便方便（但因缸體上開了環(huán)行槽，強度削弱）（但因缸體

13、上開了環(huán)行槽，強度削弱） 外半環(huán)外半環(huán) 內螺紋內螺紋 螺紋連接螺紋連接 重量輕，外徑小，但端部復雜，重量輕，外徑小，但端部復雜， 外螺紋外螺紋 裝卸不便，需專用工具裝卸不便，需專用工具 焊接連接焊接連接缸體與端蓋的連接形式缸體與端蓋的連接形式拉桿連接拉桿連接通用性好，缸體加工方便，裝拆方通用性好，缸體加工方便，裝拆方便，但端蓋體積大，重量也大，拉便，但端蓋體積大，重量也大，拉桿受力后會拉伸變形，影響端部密桿受力后會拉伸變形，影響端部密封效果，只適于低壓。封效果，只適于低壓?；钊突钊麠U的連接活塞和活塞桿的連接 工作壓力、安裝方式、工作壓力、安裝方式、 工作條件的不同。工作條件的不同。 活塞組件

14、有多種結構形式?；钊M件有多種結構形式。 整體式：常用于小直徑液壓缸，整體式：常用于小直徑液壓缸， 結構簡單，軸向尺寸緊湊，結構簡單，軸向尺寸緊湊， 但損壞后需整體更換但損壞后需整體更換 活塞和活塞桿的連接活塞和活塞桿的連接焊接式：同上焊接式：同上 錐銷式：常用于雙桿缸，加工容易，裝配簡單，錐銷式：常用于雙桿缸，加工容易，裝配簡單， 但承但承 載能力小，且需防止載能力小，且需防止 脫落脫落 螺紋式：常用于單桿缸，結構簡單，裝拆螺紋式：常用于單桿缸，結構簡單，裝拆 方便，但需方便，但需 防止螺母松動。防止螺母松動。 半環(huán)式：常用于高壓大負載或振動比較大半環(huán)式：常用于高壓大負載或振動比較大 的場合

15、，的場合， 強度高，但結構復雜，裝拆方便。強度高，但結構復雜，裝拆方便。 液壓缸的緩沖裝置液壓缸的緩沖裝置 n必要性必要性n緩沖原理緩沖原理n緩沖裝置類型緩沖裝置類型緩沖的必要性緩沖的必要性 在質量較大、速度較高在質量較大、速度較高(v12m/min），）， 由于慣性力較大，活塞運動到終端時會撞由于慣性力較大，活塞運動到終端時會撞 擊缸蓋，產生沖擊和噪聲，嚴重影響加工擊缸蓋，產生沖擊和噪聲，嚴重影響加工 精度，甚至使液壓缸損壞。精度，甚至使液壓缸損壞。 常在大型、高速、或高精度液壓缸中設置常在大型、高速、或高精度液壓缸中設置 緩沖裝置或在系統(tǒng)中設置緩沖回路。緩沖裝置或在系統(tǒng)中設置緩沖回路。緩沖

16、原理緩沖原理利用節(jié)流方法在液壓缸的回油腔產利用節(jié)流方法在液壓缸的回油腔產生阻力，減小速度，避免撞擊。生阻力，減小速度，避免撞擊。 緩沖裝置類型緩沖裝置類型 （1） 圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置 （2） 圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置 （3） 可變節(jié)流槽式緩沖裝置可變節(jié)流槽式緩沖裝置 （4） 可調節(jié)流孔式緩沖裝置可調節(jié)流孔式緩沖裝置 緩沖裝置類型緩沖裝置類型液壓缸的排氣裝置液壓缸的排氣裝置 必要性必要性排氣方法排氣方法排氣的必要性排氣的必要性 系統(tǒng)在安裝或停止工作后常會滲入空氣系統(tǒng)在安裝或停止工作后常會滲入空氣 使液壓缸產生爬行、振動和前沖，換向精度使液壓缸產生爬行、振動和

17、前沖，換向精度降低等。降低等。 故故 必須設置排氣裝置必須設置排氣裝置。 排氣方法排氣方法1 排氣孔排氣孔 油口設置在液壓缸最高處油口設置在液壓缸最高處 2 排氣塞排氣塞 象螺釘象螺釘 3 排氣閥排氣閥 使液壓缸兩腔經該閥與油使液壓缸兩腔經該閥與油 箱相通啟動時，擰開排氣箱相通啟動時，擰開排氣 閥使液壓缸空載往復運動閥使液壓缸空載往復運動 幾次即可幾次即可 第二節(jié)第二節(jié) 液壓馬達液壓馬達 液壓馬達是使負載作液壓馬達是使負載作連續(xù)旋轉連續(xù)旋轉的執(zhí)行的執(zhí)行元件，其內部構造與液壓泵類似，元件，其內部構造與液壓泵類似，差別僅差別僅在于液壓泵的旋轉是由電機所帶動，輸出在于液壓泵的旋轉是由電機所帶動，輸出

18、的是液壓油；液壓馬達則是輸入液壓油，的是液壓油；液壓馬達則是輸入液壓油，輸出的是轉矩和轉速。輸出的是轉矩和轉速。因此，液壓馬達和因此，液壓馬達和液壓泵在細部結構上存在一定的差別。液壓泵在細部結構上存在一定的差別。液壓馬達和液壓泵的區(qū)別液壓馬達和液壓泵的區(qū)別 作用上作用上相反相反和液壓泵的區(qū)別和液壓泵的區(qū)別 結構上結構上相似相似（略有差別）（略有差別） 原理上原理上互逆互逆液壓馬達分類液壓馬達分類 n 按照轉速分按照轉速分 n 按照排量能否調節(jié)按照排量能否調節(jié) n 按照輸油方向能否改變按照輸油方向能否改變 n 按照輸出轉矩是否連續(xù)按照輸出轉矩是否連續(xù) 按照轉速分按照轉速分 n 高速高速額定轉速大于額定轉速大于500r/min n 低速低速額定轉速小額定轉速小500r/min 按照排量能否調節(jié)按照排量能否調節(jié) n 定定 量量 n 變變 量量 按照輸油方向能否改變按照輸油方向能否改變 n 單單 向向 n 雙雙 向向 按照輸出轉矩是否連續(xù)按照輸出轉矩是否連續(xù)n 旋轉式旋轉式 n 擺動式擺動式 齒輪馬達齒輪馬達葉片式液壓馬達葉片式液壓馬達軸向柱塞式液壓馬達軸向柱塞式液壓馬達多作用內