教育液壓與氣壓傳動(dòng)液壓執(zhí)行元

液壓與氣壓傳動(dòng)

液壓馬達(dá)與液壓缸液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件：液壓能→機(jī)械能分為：液壓馬達(dá)－輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

液壓缸－輸出直線運(yùn)動(dòng)本章重點(diǎn)第一節(jié)液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件，它把輸入油液的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能，用來(lái)推動(dòng)負(fù)載作功。液壓馬達(dá)類型:結(jié)構(gòu)形式:齒輪式、葉片式、柱塞式和其它形式

轉(zhuǎn)速:高速小轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)速高于500r／min)和低速大轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)速低于500r／min)排量可否調(diào)節(jié):定量馬達(dá)和變量馬達(dá)

一、工作原理葉片馬達(dá)：處于不同油腔的葉片的不平衡液壓力作用，產(chǎn)生軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸出轉(zhuǎn)矩；葉片：徑向放置根部通壓力油，并有梭閥保證正、反轉(zhuǎn)時(shí)都能和壓油腔相通。根部設(shè)置預(yù)緊彈簧，保證起動(dòng)密封葉片式液壓馬達(dá)體積小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、泄漏大、低速工作不穩(wěn)定，用于高速小轉(zhuǎn)矩應(yīng)用。液壓馬達(dá)與液壓泵的區(qū)別1.液壓馬達(dá)工作中需要正反轉(zhuǎn)，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有對(duì)稱性，并具有單獨(dú)的泄油口。2.液壓泵由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，而液壓馬達(dá)由具有一定壓力的液壓油驅(qū)動(dòng)，因此時(shí)刻要求保證進(jìn)油腔和排油腔可靠隔離。3.液壓馬達(dá)不能僅靠切斷進(jìn)出油口實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，需依靠機(jī)械制動(dòng)裝置的輔助實(shí)現(xiàn)可靠制動(dòng)。4.液壓馬達(dá)必須有較大的起動(dòng)扭矩，要求保證初始密封性。如：葉片馬達(dá)必須在葉片根部裝上彈簧，以保證葉片始終貼緊定子內(nèi)表面，以便馬達(dá)能正常起動(dòng)。5.液壓泵在結(jié)構(gòu)上需保證具有自吸能力，而液壓馬達(dá)就沒有這一要求。二、液壓馬達(dá)的性能參數(shù)工作壓力與額定壓力工作壓力p

：大小取決于馬達(dá)負(fù)載，馬達(dá)進(jìn)出口壓力的差值稱為馬達(dá)的壓差Δp。額定壓力ps：能使馬達(dá)連續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力。流量與容積效率

輸入馬達(dá)的實(shí)際流量q＝qt＋Δq

其中：qt為理論流量，馬達(dá)在沒有泄漏時(shí)，達(dá)到要求轉(zhuǎn)速所需進(jìn)口流量。容積效率ηv＝qt/q＝

1-Δq/q二、液壓馬達(dá)的性能參數(shù)排量與轉(zhuǎn)速

排量V：為ηV等于1時(shí)輸出軸旋轉(zhuǎn)一周所需油液體積。轉(zhuǎn)速：n

＝qt/V

＝qηV/V轉(zhuǎn)矩與機(jī)械效率

在不考慮損失的情況下：Δpqt

＝Ttω理論輸出轉(zhuǎn)矩Tt

＝ΔpV/2π實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩T

＝ΔpVηm/2π機(jī)械效率ηm＝T/Tt

起動(dòng)機(jī)械效率ηm0＝T0/Tt功率與總效率η＝

Po/Pi＝T2πn/Δp

q＝

ηvηm式中Po為馬達(dá)輸出功率，Pi為馬達(dá)輸入功率。

1、齒輪馬達(dá)－高速小轉(zhuǎn)矩馬達(dá)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，采用滑動(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。三、各種液壓馬達(dá)2、軸向柱塞馬達(dá)-高速液壓馬達(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。配流盤為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。

應(yīng)用作變量馬達(dá)。改變斜盤傾角，不僅影響馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩，而且影響它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。斜盤傾角越大，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速越低。容積效率較高。3、徑向柱塞馬達(dá)－低速液壓馬達(dá)柱塞底部通油柱塞與定子接觸處，定子對(duì)柱塞的切向作用力。徑向柱塞馬達(dá)體積大、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，一般用于低速大轉(zhuǎn)矩情況下。(1)單作用連桿徑向柱塞馬達(dá)：如圖3－7（66頁(yè)）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。缺點(diǎn)：體積大、重量大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低速穩(wěn)定性較差。(1)單作用連桿徑向柱塞馬達(dá)（2）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，b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

)；第二節(jié)液壓缸液壓缸液壓缸三梁四柱式壓力機(jī)液壓缸塑料注射成型機(jī)分類直線運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)活塞缸單桿雙桿雙作用差動(dòng)柱塞缸單作用伸縮缸擺動(dòng)缸（擺動(dòng)馬達(dá)）齒輪缸第二節(jié)液壓缸輸出推力和速度輸出轉(zhuǎn)矩和角速度1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：兩側(cè)有效工作面積一樣。2.基本參數(shù)：一、

活塞式液壓缸（一）、雙桿活塞缸3.應(yīng)用：職能符號(hào)：l——活塞有效工作行程。4.安裝方式缸固定L=3l桿固定

L=2

l當(dāng)兩活塞桿直徑相同、缸兩腔的供油壓力和流量都相等時(shí)，活塞(或缸體)兩個(gè)方向的推力和運(yùn)動(dòng)速度也都相等，適用于要求往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度和輸出力相同的工況缸固定L=3lL占地面積大，用于小型機(jī)床桿固定桿固定時(shí)、缸移動(dòng)軟管空心桿L=2lL占地面積小，用于大、中型機(jī)床5.結(jié)構(gòu)圖：液壓缸結(jié)構(gòu)

缸體組件包括缸筒、缸蓋、缸底等零件?；钊M件包括活塞與活塞桿等零件。密封裝置有活塞與缸筒、活塞桿與缸蓋的密封。緩沖裝置排氣裝置1.結(jié)構(gòu)：缸體、活塞、活塞桿、密封、缸蓋等（二）、單桿活塞缸2.工作原理：工作原理：因兩側(cè)有效作用面積或油液壓力不等，活塞在液壓力的作用下，作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。無(wú)桿腔進(jìn)油腔回油腔有桿腔職能符號(hào)：?jiǎn)螚U單作用活塞缸單桿雙作用活塞缸雙向液壓驅(qū)動(dòng)

單向液壓驅(qū)動(dòng)，回程靠外力。3.基本參數(shù)1）推力式中：

p1——進(jìn)油壓力

p2——回油壓力2）速度無(wú)桿腔進(jìn)油，有桿腔出油3.基本參數(shù)有桿腔進(jìn)油，無(wú)桿腔出油1）推力式中：

p1——進(jìn)油壓力

p2——回油壓力2）速度特點(diǎn)：q

相同，v1<v2；

p

相同，F(xiàn)1>F2。工作行程是活塞桿長(zhǎng)度的2倍。4.應(yīng)用：往返運(yùn)動(dòng)速度及推力不同的場(chǎng)合。

活塞桿縮回時(shí)，推力較小，速度較大。因而它適用于伸出時(shí)承受工作載荷，縮回時(shí)為空載或輕載的場(chǎng)合總結(jié)例：液壓刨床工程實(shí)用時(shí)將上列速度v1和v2的比值稱為往返速比，并記為λv，于是得差動(dòng)缸推力：速度：特點(diǎn)：v3>v1；F3<F1。結(jié)論：差動(dòng)連接后，速度大，推力小。代入上式：q1q2pq設(shè)此時(shí)的速度為v3（左右2腔相通，均通壓力油）差動(dòng)缸如令：則有：結(jié)論：當(dāng)時(shí)，快進(jìn)、快退速度相等?；?三）活塞式液壓缸典型結(jié)構(gòu)1．缸底2．卡鍵3、5、9、11．密封圈4．活塞6．缸筒7．活塞桿8．導(dǎo)向套10．缸蓋12．防塵圈13．耳軸缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置和排氣裝置

二、柱塞缸（一）單柱塞缸●單向液壓驅(qū)動(dòng)，回程靠外力。（二）雙柱塞缸●雙向液壓驅(qū)動(dòng)●

2缸平行（三）參數(shù)計(jì)算推力：速度：應(yīng)用：行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合。職能符號(hào)：●柱塞粗、受力好。●簡(jiǎn)化加工工藝（缸體內(nèi)孔和柱塞沒有配合，不需精加工；柱塞外圓面比內(nèi)孔加工容易。）三、其他液壓缸1、伸縮缸：由多個(gè)活塞缸套裝而成，前一級(jí)缸的活塞桿是后級(jí)的缸筒。隨著缸的伸出，工作速度變快。行程可以很長(zhǎng)，收起后很短。用于起重機(jī)械中。三、其他液壓缸2．增壓缸：由活塞缸和柱塞缸組成，靠面積的減小增大壓力。不是將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，而是液壓能的傳遞，使之增壓。作為油路中的一個(gè)中間環(huán)節(jié)。用于：短時(shí)需要高壓液體的場(chǎng)合。

3、增速缸：也是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸，活塞缸的活塞桿內(nèi)腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。當(dāng)液壓油進(jìn)入柱塞缸時(shí)，活塞將快速運(yùn)動(dòng)（活塞缸大腔必須補(bǔ)油）；當(dāng)液壓油同時(shí)進(jìn)入柱塞缸和活塞缸時(shí)，活塞慢速運(yùn)動(dòng)。增速缸用于快速運(yùn)動(dòng)回路，在不增加泵的流量的前提下，使執(zhí)行元件獲得盡可能大的工作速度。三、其他液壓缸四、擺動(dòng)缸（擺動(dòng)馬達(dá)）1．單葉片擺動(dòng)缸：壓力油由左下方進(jìn)入缸桶，葉片和葉片軸在壓力油的作用下，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，回油經(jīng)左上方流出，擺動(dòng)角<300°。常用于工夾具夾緊裝置、送料裝置、轉(zhuǎn)位裝置及需要周期性進(jìn)給的系統(tǒng)中。四、擺動(dòng)缸（擺動(dòng)馬達(dá)）2．雙葉片擺動(dòng)缸：壓力油由左上方和右下方同時(shí)進(jìn)入缸桶，2個(gè)葉片在壓力油的作用下，使葉片軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，回油經(jīng)左下方和右上方同時(shí)流出，擺動(dòng)角<150°。其輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片式的兩倍，角速度是其一半。五、齒輪齒條缸由無(wú)桿活塞缸和一套齒輪齒條傳動(dòng)裝置組成的液壓－機(jī)械聯(lián)合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。用于齒輪驅(qū)動(dòng)的周期性往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中。液壓缸外形液壓缸安裝連接形式：底座型，耳環(huán)型，銷軸型等長(zhǎng)螺栓連接耳環(huán)型齒條活塞缸銷軸型球鉸型法蘭型球頭型五、液壓缸常見故障和排除方法故障現(xiàn)象產(chǎn)生原因排除方法爬行1．外界空氣進(jìn)入缸內(nèi)2．密封壓得太緊3．活塞與活塞桿不同軸4．活塞桿彎曲變形5．缸筒內(nèi)壁拉毛，局部磨損嚴(yán)重或腐蝕6．安裝位置有誤差7．雙活塞桿兩端螺母擰得太緊8．導(dǎo)軌潤(rùn)滑不良1．開動(dòng)系統(tǒng)，打開排氣塞（閥）強(qiáng)迫排氣2．調(diào)整密封，保證活塞桿能用手拉動(dòng)而試車時(shí)無(wú)泄漏即可3．校正或更換，使同軸度小于ф0.04mm4．校正活塞桿，保證直線度小于0.1/10005．適當(dāng)修理，嚴(yán)重者重磨缸孔，按要求重配活塞6．校正7．調(diào)整8．適當(dāng)增加導(dǎo)軌潤(rùn)滑油量推力不足，速度不夠或逐漸下降1．缸與活塞配合間隙過(guò)大或Ｏ形密封圈破壞2．工作時(shí)經(jīng)常用某一段，造成局部幾何形狀誤差增大，產(chǎn)生泄漏3．缸端活塞桿密封壓得過(guò)緊，摩擦力太大4．活塞桿彎曲，使運(yùn)動(dòng)阻力增加1．更換活塞或密封圈，調(diào)整到合適間隙2．鏜磨修復(fù)缸孔內(nèi)徑，重配活塞3．放松、調(diào)整密封4．校正活塞桿沖擊1．活塞與缸筒間用間隙密封時(shí)，間隙過(guò)大，節(jié)流