液壓動(dòng)力元件和執(zhí)行元件

1、液壓泵液壓泵的概述齒輪泵葉片泵柱塞泵液壓泵的概述 液壓泵是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件，將原動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力能輸出，為液壓系統(tǒng)提供一定壓力和流量的液體。液壓泵基本工作原理以單柱塞泵為例結(jié)構(gòu)簡介:泵體與柱塞間 隙配合密封 工作原理：偏心輪旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，柱塞上下往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)一次，向下運(yùn)動(dòng)時(shí)吸油，向上運(yùn)動(dòng)時(shí)排油。 圖圖21 液壓泵工作原理圖液壓泵工作原理圖 液壓泵正常工作的三個(gè)必備條件必須具備密封可變的工作容積；必須具備配流裝置：配流指從吸油到壓 油或從壓油到吸油的轉(zhuǎn)換；油箱壓力大于泵吸油口的壓力。液壓泵的分類按結(jié)構(gòu)形式分為：齒輪泵，葉片泵，柱塞泵按輸出流量是否可變分為：定量泵和變量泵按輸出油液方向是否

2、可變分為：單向液壓泵和雙向液壓泵液壓泵的圖形符號(hào)齒輪泵 齒輪泵是利用齒輪嚙合原理工作的，根據(jù)嚙合形式不同分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。本節(jié)主要介紹外嚙合齒輪泵。廣泛應(yīng)用于各種低壓系統(tǒng)中。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、容易制造、成本低，工作可靠、維護(hù)方便和壽命長，自吸性能好，抗污染能力強(qiáng)等。齒輪泵外嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵外嚙合齒輪泵n結(jié)構(gòu)組成一對(duì)幾何參數(shù)完全相同的齒輪，齒寬為B，齒數(shù)為z泵體前后端蓋長短軸密封容積外嚙合型齒輪泵結(jié)構(gòu)圖外嚙合型齒輪泵結(jié)構(gòu)圖 外嚙合齒輪泵工作原理 當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí) 兩齒輪退出嚙合時(shí)，容積變變大，形成真空，將油液從油箱吸入到泵里。 兩齒輪進(jìn)出嚙合時(shí)，容積變變小，油液受到擠壓，被

3、排出。定量泵外嚙合齒輪泵存在的問題齒輪泵的泄漏 嚴(yán)格控制軸向間隙，選擇適當(dāng)?shù)妮S向間隙。徑向力不平衡 齒輪泵存在高低壓腔 外嚙合齒輪泵存在的問題齒輪泵的困油齒輪泵的困油 困油現(xiàn)象產(chǎn)生的原因 齒輪重迭系數(shù)1，在兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合時(shí)，它們之間將形成一個(gè)與吸、壓油腔均不相通的閉死容積，此閉死容積隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)其大小發(fā)生變化，先由大變小，后由小變大。內(nèi)嚙合齒輪泵工作原理 一對(duì)相互嚙合的小齒輪和內(nèi)齒輪與側(cè)板所圍成的密閉容積被齒嚙合線分割成兩部分，當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒脫開嚙合的一側(cè)密閉容積增大，為吸油腔；輪齒進(jìn)入嚙合的一側(cè)密閉容積減小，為壓油腔。特點(diǎn)：無困油現(xiàn)象； 流量脈動(dòng)小，噪聲低葉片泵葉片泵分為雙作

4、用葉片泵和單作用葉片泵。特點(diǎn)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)比齒輪泵復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，吸油特性不太好，對(duì)油液的污染比較敏感。但其工作壓力較高，且流量脈動(dòng)小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲較小，壽命較長。廣泛應(yīng)用于中壓、中高壓的液壓系統(tǒng)中。雙作用葉片泵（定量泵）n主要結(jié)構(gòu)組成定子轉(zhuǎn)子葉片傳動(dòng)軸n密封容積的組成n吸壓油條件：定子內(nèi)表面結(jié)構(gòu)雙作用葉片泵工作原理工作原理 當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片在離心力作用下向外伸出并壓緊在定子內(nèi)表面處n當(dāng)葉片由小半徑向大半徑移動(dòng)時(shí)：容積變大n當(dāng)葉片由大半徑向小半徑移動(dòng)時(shí)：容積變小每個(gè)工作空間要完成兩次吸油和壓油，因此稱為雙作用葉片泵。單作用葉片泵（變量泵）l主要結(jié)構(gòu)組成定子轉(zhuǎn)子葉片 左、右配流盤傳動(dòng)軸l密封容積

5、的組成l吸壓油條件：定子和轉(zhuǎn)子的偏心結(jié)構(gòu)單作用葉片泵工作原理n工作原理當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)右邊密封工作容積逐漸變大，形成真空。左邊密封工作容積逐漸變小，油液受到擠壓而排出。n變量原理：改變偏心距e的大小每個(gè)工作空間要完成一次吸油和一次壓油，因此稱為單作用葉片泵。注意:葉片泵分為雙作用葉片泵和單作用葉片泵。雙作用葉片泵只能作定量泵用，單作用葉片泵可作變量泵用。雙作用葉片泵因轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，葉片在轉(zhuǎn)子葉片槽內(nèi)滑動(dòng)兩次，完成兩次吸油和壓油而得名。單作用葉片泵轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，吸、壓油各一次，故稱為單作用。柱塞泵（雙向變量泵）柱塞泵是靠柱塞在缸體中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的密柱塞泵是靠柱塞在缸體中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的密封容

6、積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油與壓油的液壓泵封容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油與壓油的液壓泵。依依據(jù)排列方向不同，分為徑向柱塞泵和軸向柱塞據(jù)排列方向不同，分為徑向柱塞泵和軸向柱塞泵。都是變量泵。泵。都是變量泵。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)密封性能好，效率高，流量可調(diào)，使用壽命長。廣泛應(yīng)用于高壓大流量的液壓系統(tǒng)中。配流軸式徑向柱塞泵主要結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子-均布有五個(gè)柱塞孔柱塞定子- 與轉(zhuǎn)子偏心配流軸密封容積的組成配流軸式徑向柱塞泵工作原理工作原理轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柱塞壓緊在定子內(nèi)表面處。 轉(zhuǎn)到上半周時(shí)，柱塞往 外伸出； 轉(zhuǎn)到下半周時(shí)，柱塞往 里壓入。變量原理l 改變偏心距e的大小l 將偏心距從正值移動(dòng)到負(fù)值圖圖3 322 22 徑向柱塞泵的工作原理

7、徑向柱塞泵的工作原理斜盤式軸向柱塞泵主要結(jié)構(gòu)缸體 - 均布Z 個(gè)柱塞柱塞斜盤- 相對(duì)傳動(dòng)軸傾角為配流盤傳動(dòng)軸- 帶動(dòng)缸體轉(zhuǎn)動(dòng)圖圖323軸向柱塞泵的工作原理軸向柱塞泵的工作原理1缸體2配油盤3柱塞4斜盤5傳動(dòng)軸6彈簧斜盤式軸向柱塞泵工作原理工作原理 當(dāng)傳動(dòng)軸往里旋轉(zhuǎn)時(shí) 缸體轉(zhuǎn)角在2范圍內(nèi),柱 塞向外伸出。 在0范圍內(nèi),柱塞被斜 盤推入缸體 。變量原理l 改變斜盤傾角的大小l 改變斜盤傾角方向和傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向液壓泵的類型的選用常用液壓泵的性能比較見表2-1，可供選用液壓泵時(shí)參考。選擇液壓泵的原則是否要求變量:徑向柱塞泵、軸向柱塞泵、 單作用葉片泵是變量泵。工作壓力: 柱塞泵壓力最高。工作環(huán)境:

8、齒輪泵的抗污染能力最好。噪聲指標(biāo): 雙作用葉片泵屬低噪聲泵。效率: 軸向柱塞泵的總效率最高。執(zhí)行元件n液壓缸n液壓馬達(dá)功用：將液壓泵供給的液壓能轉(zhuǎn)換功用：將液壓泵供給的液壓能轉(zhuǎn)換 為機(jī)械能而對(duì)負(fù)載作功，實(shí)為機(jī)械能而對(duì)負(fù)載作功，實(shí) 現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 液壓缸的類型及特點(diǎn) 活塞式活塞式 按結(jié)構(gòu)形式按結(jié)構(gòu)形式 柱塞式柱塞式 組合式組合式 分 類 單作用式：液體或氣體只控制單作用式：液體或氣體只控制 按作用方式按作用方式 缸一腔單向運(yùn)動(dòng)缸一腔單向運(yùn)動(dòng) 雙作用式：液體或氣體控制缸雙作用式：液體或氣體控制缸 兩腔實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)兩腔實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)活塞式液壓缸 雙桿雙桿 按伸出活

9、塞桿不同按伸出活塞桿不同 單單桿桿 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(shí)，推力不等壓力相同時(shí)，推力不等 流量相同時(shí)，速度不等流量相同時(shí)，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 a)無桿腔進(jìn)油無桿腔進(jìn)油b)有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油c)差動(dòng)連接差動(dòng)連接在組合機(jī)床中，常用：圖在組合機(jī)床中，常用：圖(a )作工進(jìn)；作工進(jìn)； 圖圖(b )作快退；作快退； 圖圖(c )作快進(jìn)。作快進(jìn)。為使快進(jìn)和工進(jìn)速度相等，即：為使快進(jìn)和工進(jìn)速度相等，即：單桿活塞液壓缸應(yīng)用單桿活塞液壓缸應(yīng)用單桿活塞液壓缸不同連接，可實(shí)現(xiàn)如下工作循單桿活塞液壓缸不同連接，可實(shí)現(xiàn)如

10、下工作循 環(huán)：環(huán)：在組合機(jī)床中，在組合機(jī)床中， （差動(dòng)連接）（差動(dòng)連接） （無桿腔進(jìn)油）（有桿腔進(jìn)油）（無桿腔進(jìn)油）（有桿腔進(jìn)油） 快進(jìn)快進(jìn) 工進(jìn)工進(jìn) 快退快退 v3、F3 v1、F1 v2、F2 為使快進(jìn)和工進(jìn)速度相等，即：為使快進(jìn)和工進(jìn)速度相等，即：液壓缸的典型結(jié)構(gòu)和組成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：活塞式液壓缸的組成活塞式液壓缸的組成液壓缸的典型結(jié)構(gòu)和組成典型液壓缸的結(jié)構(gòu)典型液壓缸的結(jié)構(gòu)雙作用單活塞桿液壓缸1耳環(huán)2螺母3防塵圈

11、4、17彈簧擋圈5套6、15卡鍵7、14O形密封圈8、12Y形密封圈9缸蓋兼導(dǎo)向套10缸筒11活塞13耐磨環(huán)16卡鍵帽18活塞桿19襯套20缸底柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)缸體、柱塞、導(dǎo)向套、鋼絲卡圈缸體、柱塞、導(dǎo)向套、鋼絲卡圈等等柱塞式液壓缸工作原柱塞式液壓缸工作原理理 自重自重只能單向運(yùn)動(dòng)，回程需靠外力只能單向運(yùn)動(dòng)，回程需靠外力 彈簧彈簧力力需雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)，常成對(duì)使用。需雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)，常成對(duì)使用。 動(dòng)畫演示動(dòng)畫演示液壓泵與液壓馬達(dá)關(guān)系液壓泵與液壓馬達(dá)關(guān)系 功用上功用上 相反相反 結(jié)構(gòu)上結(jié)構(gòu)上 相似相似（略有差別）（略有差別） 原理上原理上 互互逆逆 液壓馬達(dá)的符號(hào)液壓馬達(dá)的符號(hào)液壓馬達(dá)工作

12、原理液壓馬達(dá)工作原理當(dāng)壓力油通入馬達(dá)后，柱塞受油壓作用壓緊傾斜盤當(dāng)壓力油通入馬達(dá)后，柱塞受油壓作用壓緊傾斜盤, 斜斜盤則對(duì)柱塞產(chǎn)生一反作用力，因傾角此力可分解為兩個(gè)盤則對(duì)柱塞產(chǎn)生一反作用力，因傾角此力可分解為兩個(gè) 軸向分力軸向分力 Fx =d2p/4分力分力 徑向分力徑向分力 Fy=/4d2ptan Fx與液壓力平衡，與液壓力平衡，F(xiàn)y對(duì)缸體中心產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，對(duì)缸體中心產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩， 使缸體帶使缸體帶動(dòng)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)。動(dòng)馬達(dá)軸旋轉(zhuǎn)。 液壓輔件元件n蓄能器蓄能器n過濾器過濾器n油箱油箱n熱交換器熱交換器n管件管件n密封裝置密封裝置蓄能器功用: 儲(chǔ)存油液壓力能的 裝置應(yīng)用：1、作輔助動(dòng)力源 2、補(bǔ)償泄露和保持

13、 恒壓 3、作緊急動(dòng)力源 4、吸收液壓沖擊種類 : 氣體式氣體式彈簧式彈簧式彈簧式彈簧式過濾器作用：過濾污物。作用：過濾污物。過濾器過濾器的安裝油箱 功用 儲(chǔ)存油液； 散熱； 分離和沉淀； 油箱的結(jié)構(gòu)熱交換器系統(tǒng)能量損失轉(zhuǎn)換為熱量以后，會(huì)使油液溫度升高。為保證正常工作溫度在3050，需要在系統(tǒng)中安裝熱交換器。 冷卻器：要求有足夠的散熱面積，散熱效率高，壓力損失小。 加熱器：有用熱水或蒸氣加熱和用電加熱兩種方式管件管件是用來連接液壓元件、輸送液壓油液的連接件。液壓系統(tǒng)中使用的油管種 類特點(diǎn)和適用場硬管鋼管能承受高壓，價(jià)格低廉，耐油，抗腐蝕，剛性好，但裝配時(shí)不能任意彎曲；常在裝拆方便處用作壓力管道，中、高壓用無縫管，低壓用焊接管合紫銅管易彎曲成各種形狀，但承壓能力一般不超過6.510MPa，抗振能力較弱，又易使油液氧化；通常用在液壓裝置內(nèi)配接不便之處軟管尼龍管乳白色半透明，加熱后可以隨意彎曲成形或擴(kuò)口，冷卻后又能定形不變，承壓能力因材質(zhì)而異，自2.5MPa至8MPa不等塑料管質(zhì)輕耐油，價(jià)格便宜，裝配方便，但承壓能力低，長期使用會(huì)變質(zhì)老化，只宜用作壓力低于0.5MPa的回油管、泄油管等橡膠管高壓管由耐油橡膠夾幾層鋼絲編織網(wǎng)制成，鋼絲網(wǎng)層數(shù)越多，耐壓越高，價(jià)昂，用作中、高壓系統(tǒng)中兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的壓力管道低壓管由耐油橡膠夾帆布制成，可用作回油管道