第4章 液壓執(zhí)行元件a1

第三章第4章液壓執(zhí)行元件3.1液壓缸

3.2液壓馬達(dá)

第三章第一節(jié)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行元件一：：柱塞式液壓缸活塞式液壓缸彈簧復(fù)位活塞式液壓缸伸縮式液壓缸柱塞式液壓缸在缸體內(nèi)做相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的組件是柱塞的液壓缸

柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)缸體、柱塞、導(dǎo)向套、鋼絲卡圈等柱塞式液壓缸工作原理自重只能單向運(yùn)動(dòng)，回程需靠外力彈簧力需雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)，常成對(duì)使用。

柱塞式液壓缸速度、推力計(jì)算

v=q/A=4q/πd2

F=pA=πd2p/4柱塞式液壓缸特點(diǎn)∵柱塞工作時(shí)總是受壓，一般較粗∴水平放置易下垂，產(chǎn)生單邊磨損故常垂直放置，有時(shí)可做成空心又∵缸體內(nèi)壁與柱塞不接觸∴可不加工或只粗加工，工藝性好龍門(mén)刨床故常用于長(zhǎng)行程機(jī)床，如導(dǎo)軌磨床大型拉床：無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)有桿腔進(jìn)油時(shí)單活塞桿液壓缸比較∵A1>A2∴v1<v2F1>F2

故活塞桿伸出時(shí)，推力較大，速度較小活塞桿縮回時(shí)，推力較小，速度較大因而：活塞桿伸出時(shí)，適用于重載慢速活塞桿縮回時(shí)，適用于輕載快速單活塞桿液壓缸結(jié)論活塞桿直徑越小，兩個(gè)方向速度差值越小。固定方式和工作過(guò)程皆與雙桿活塞液壓缸相同。運(yùn)動(dòng)行程皆為兩倍的活塞或缸體的有效行程。差動(dòng)連接單桿活塞液壓缸兩腔同時(shí)通入流體時(shí)，利用兩端面積差進(jìn)行工作差動(dòng)回路差動(dòng)連接特點(diǎn)在不增加流量的前提下，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)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)如下工作循環(huán)：

（差動(dòng)連接）（無(wú)桿腔進(jìn)油）（有桿腔進(jìn)油）

快進(jìn)→工進(jìn)→快退

v3、F3v1、F1v2、F2缸體與端蓋的連接∵工作壓力、缸體材料、工作條件不同∴連接形式很多樣

低壓時(shí)可采用鑄鐵缸體，外形尺寸大1。缸筒和缸蓋法蘭連接半環(huán)連接外螺紋連接內(nèi)螺紋連接拉桿式連接焊接式連接缸體與端蓋的連接

法蘭連接半環(huán)連接

螺紋連接

拉桿連接

焊接連接

缸體與端蓋的連接形式法蘭連接：高壓，需焊接法蘭盤(pán)，外形尺寸和質(zhì)量大。內(nèi)半環(huán)—結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、裝卸半環(huán)連接方便（但因缸體上開(kāi)了環(huán)行槽，強(qiáng)度削弱）

外半環(huán)內(nèi)螺紋螺紋連接重量輕，外徑小，但端部復(fù)雜，外螺紋裝卸不便，需專(zhuān)用工具

焊接連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，缸底處內(nèi)徑不易加工，可能引起變形拉桿連接通用性好，缸體加工方便，裝拆方便，但端蓋體積大，重量也大，拉

桿受力后會(huì)拉伸變形，影響端部密封效果，只適于低壓.活塞和活塞桿的連接

∵工作壓力、安裝方式、工作條件的不同?！嗷钊M件有多種結(jié)構(gòu)形式。整體式：常用于小直徑液壓缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊，但損壞后需整體更換活塞和活塞桿的連接焊接式：同上錐銷(xiāo)式：常用于雙桿缸，加工容易，裝配簡(jiǎn)單，但承載能力小，且需防止脫落螺紋式：常用于單桿缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，但需防止螺母松動(dòng)。半環(huán)式：常用于高壓大負(fù)載或振動(dòng)比較大的場(chǎng)合，強(qiáng)度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆方便。活塞和活塞桿活塞桿頭部結(jié)構(gòu)活塞桿：是連接活塞和工作部件的傳力零件，必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般用鋼料制成,且需鍍鉻。緩沖原理利用節(jié)流方法在液壓缸的回油腔產(chǎn)生阻力，減小速度，避免撞擊。緩沖特性反拋物線式階梯圓柱式節(jié)流口變化式單圓柱式環(huán)形縫隙式圓錐臺(tái)式液壓缸的排氣裝置

必要性排氣方法排氣的必要性∵系統(tǒng)在安裝或停止工作后常會(huì)滲入空氣∴使液壓缸產(chǎn)生爬行、振動(dòng)和前沖，換向精度降低等。

故必須設(shè)置排氣裝置。排氣方法1排氣孔油口設(shè)置在液壓缸最高處2排氣塞象螺釘（如暖氣包上的放氣閥）3排氣閥使液壓缸兩腔經(jīng)該閥與油箱相通啟動(dòng)時(shí)，擰開(kāi)排氣閥使液壓缸空載往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次即可雙桿活塞缸

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。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)范圍是活塞有效行程的兩倍液壓缸的安裝其它形式的常用缸

增壓缸（增壓器）

多級(jí)缸（伸縮缸）

齒條活塞缸（無(wú)桿液壓缸）增壓缸（增壓器）

作用

結(jié)構(gòu)

增壓原理增壓缸作用得到高于泵壓的輸出壓力

增壓缸結(jié)構(gòu)單作用、雙作用增壓缸增壓原理A1p1=A2p2

p1πD2/4=p2πd2/4

p2=A1/A2p1=p1D2/d2

=Kp1

式中：K—增壓比

增壓缸特點(diǎn)

在不pp的前提下，靠A來(lái)p單作用斷續(xù)增壓、雙作用連續(xù)增壓多級(jí)缸（伸縮缸）

結(jié)構(gòu)工作原理特點(diǎn)應(yīng)用多級(jí)缸結(jié)構(gòu)由兩個(gè)或多個(gè)活塞缸或柱塞缸套裝而成，有單作用和雙作用之分。多級(jí)缸工作原理活塞或柱塞伸出時(shí)，從大到小，速度逐漸增大，推力逐漸減小?；钊蛑s回時(shí)，從小到大。多級(jí)缸（伸縮缸）特點(diǎn)應(yīng)用∵工作時(shí)可伸很長(zhǎng)，不工作時(shí)縮短∴占地面積小，且推力隨行程增加而減小

故起重機(jī)伸縮臂、自動(dòng)傾卸卡車(chē)、火箭發(fā)射臺(tái)等皆用齒條活塞缸（無(wú)桿液壓缸）

結(jié)構(gòu)

工作原理

應(yīng)用無(wú)桿液壓缸結(jié)構(gòu)

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。組成：缸體、活塞、齒條、齒輪、端蓋等。無(wú)桿液壓缸工作原理左腔進(jìn)油，右腔回油時(shí)，齒條右移，齒輪帶動(dòng)工作臺(tái)逆轉(zhuǎn)。右腔進(jìn)油，左腔回油時(shí)，齒條左移，齒輪帶動(dòng)工作臺(tái)順轉(zhuǎn)。無(wú)桿液壓缸應(yīng)用常用于需要回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，如：自動(dòng)線、磨床第二節(jié)液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)工作壓力---是指馬達(dá)實(shí)際工作時(shí)的壓力額定壓力---是指馬達(dá)在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力。排量---是指在沒(méi)有泄漏的情況下，馬達(dá)軸轉(zhuǎn)一周所輸入的油液體積V理論流量qt---是指在沒(méi)有泄漏的情況下，達(dá)到要求轉(zhuǎn)速所需要輸入油液的流量。效率和功率容積效率---由于有泄漏損失，為了達(dá)到液壓馬達(dá)要求的轉(zhuǎn)速時(shí)，實(shí)際輸入的流量q必須大于理論流量qt，容積效率為機(jī)械效率---由于有摩擦損失，液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩T一定小于理論轉(zhuǎn)矩Tt。因此機(jī)械效率為馬達(dá)的總效率為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速注：此處排量V的單位為m3/rPout=Ttω,則Tt=Pout/ωPout=Δpq,而q=ωV代入，得Tt=

ΔpωV/ω=ΔpV：齒輪馬達(dá)工作原理

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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；為減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，齒數(shù)較泵的齒數(shù)多。應(yīng)用由于密封性能差，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)械及對(duì)轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的設(shè)備。葉片馬達(dá)工作原理

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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)置有彈簧；在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有梭閥。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，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。：軸向柱塞馬達(dá)工作原理

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達(dá)是互逆的。配流盤(pán)為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。應(yīng)用作變量馬達(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。斜盤(pán)傾角越大，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速越低。兩種斜軸式柱塞馬達(dá)船用軸向柱塞液壓馬達(dá)曲軸連桿式徑向柱塞馬達(dá)

結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)原理呈五星狀（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)中心形成轉(zhuǎn)矩。另外部分柱塞缸與回油口相通。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)油和低壓回油相通（配流套不轉(zhuǎn)），保證曲軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)。排量公式

v=πd2ez/2d為柱塞直徑；e為曲軸偏心距；z為柱塞數(shù)。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)，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)定性較差。采用靜壓支承或靜壓平衡后最低轉(zhuǎn)速可達(dá)3r/min。多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)原理

殼體內(nèi)環(huán)由x個(gè)導(dǎo)軌曲面組成，每個(gè)曲面分為a、b兩個(gè)區(qū)段；缸體徑向均布有z個(gè)柱塞孔，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)；柱塞、滾輪組組成柱塞組件，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；配流軸圓周均布2x個(gè)配流窗口，其中x個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于a段，通高壓油，x個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于b段，通回油（x≠z)；輸出軸，缸體與輸出軸連成一體。排量公式

v=（πd2/4）sxyzs為柱塞行程；x為作用次數(shù)；y為柱塞排數(shù)；z為每排柱塞數(shù)。應(yīng)用轉(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、起重運(yùn)輸、煤礦、船舶、農(nóng)業(yè)等機(jī)械中。低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)的應(yīng)用鉆井用絞盤(pán)此處排量Vi