液压马达与液压缸.pptx

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1、 液压马达和液压泵在构造和外型上及相液压马达和液压泵在构造和外型上及相似，惟在运转原理上恰相反。液压泵是施机似，惟在运转原理上恰相反。液压泵是施机械力于油液，液压马达则受油液之驱动。基械力于油液，液压马达则受油液之驱动。基本上，液压马达可分三类：本上，液压马达可分三类：液压马达工作原理活塞式叶轮式齿轮式第1页/共45页 由这三种形式可衍生出许多不同之设计。由这三种形式可衍生出许多不同之设计。与电动机和引擎比较，液压马达作为原动与电动机和引擎比较，液压马达作为原动机有许多优点：机有许多优点：机动车辆上液压传动力日渐普遍。机动车辆上液压传动力日渐普遍。液压马达每单位马力重量较电动机小数倍。液压马达

2、每单位马力重量较电动机小数倍。控制容易且精确。控制容易且精确。构造简单、使用经济、安全。构造简单、使用经济、安全。第2页/共45页液压马达概述液压马达概述液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。马达与泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施。第3页/共45页液压马达概述液压马达概述马达的分类：ns500r/min 为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达ns 500r/min 为低速液压马达：径向柱塞马达（单作用连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱塞马达）第4

3、页/共45页液压马达图形符号液压马达图形符号第5页/共45页液压马达的特性参数液压马达的特性参数工作压力与额定压力工作压力工作压力 p 大小取决于马达负载。马达进出口压力的差值称为 马达的压差p。额定压力额定压力 ps 能使马达连续正常运转的 最高压力。第6页/共45页流量与容积效率 输入马达的实际流量 容积效率其中 qMt为理论流量 马达在没有泄漏时，达到要求 转速所需进口流量。第7页/共45页排量与转速 排量V MV等于1 时输出轴旋转一周所需油液体积。转速 n 马达排量V不可变的称为定量马达；可变的称为变量马达。第8页/共45页转矩与机械效率 理论转矩实际输出转矩 马达输出转矩TM。T由

4、各种摩擦而产生的损失转矩。没有各种摩擦的理论转矩，按能量守恒得：p马达进出口的压差。第9页/共45页功率与总效率机械效率功率输入功率输入功率输出功率输出功率总效率第10页/共45页液压马达的分类液压马达的分类液液压压马马达达高速液压马达高速液压马达低速液压马达低速液压马达额定额定转速转速500r/min齿轮马达齿轮马达螺杆马达螺杆马达叶片马达叶片马达轴向柱塞马达轴向柱塞马达单作用连杆型径向柱塞马达单作用连杆型径向柱塞马达多作用内曲线径向柱塞马达多作用内曲线径向柱塞马达第11页/共45页齿轮马达齿轮马达工作原理 结构特点 进出油口相等，有单独的泄油口；为减少摩擦力矩，采用滚动轴承；为减少转矩脉动

5、，齿数较泵的齿数多。第12页/共45页如工程机械、农业机械及对转矩均匀性如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。要求不高的设备。缺点缺点密封性能差密封性能差容积效率较低容积效率较低不能产生较大的转矩不能产生较大的转矩瞬时转速和转矩随啮合点而变化瞬时转速和转矩随啮合点而变化用途用途高速小转矩的场合高速小转矩的场合第13页/共45页工作原理 结构特点结构特点 进出油口相等，有进出油口相等，有单独的泄油口；单独的泄油口；叶片径向放置，叶叶片径向放置，叶片底部设置有燕式弹片底部设置有燕式弹簧；簧；在高低压油腔通入在高低压油腔通入叶片底部的通路上装叶片底部的通路上装有梭阀。有梭阀。叶片马达叶片

6、马达叶片马达叶片马达第14页/共45页转矩小、转速高、机械性能转矩小、转速高、机械性能要求不严格的场合要求不严格的场合优点优点转动惯量小转动惯量小反应灵敏反应灵敏能适应较高频率的换向能适应较高频率的换向缺点缺点泄漏大泄漏大低速时不够稳定低速时不够稳定用途用途第15页/共45页工作原理工作原理轴向柱塞马达轴向柱塞马达第16页/共45页改变斜盘倾角，不仅影响马达的转矩，而且影响它的改变斜盘倾角，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转速转速和转向。斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转速越低。越低。结构特点结构特点 轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的轴向柱塞泵和轴向柱塞

7、马达是互逆的 配流盘为对称结构配流盘为对称结构应用应用 作变量马达作变量马达。主要应用于石油机械、吊车、。主要应用于石油机械、吊车、煤矿机械等。煤矿机械等。第17页/共45页低速大扭矩马达低速大扭矩马达单作用连杆型径向柱塞马达单作用连杆型径向柱塞马达结构组成第18页/共45页呈五星状（或七星状）的壳体内均匀分布着柱塞缸。呈五星状（或七星状）的壳体内均匀分布着柱塞缸。柱塞与连杆铰接，连杆的另一端与曲轴偏心轮外圆接触。高柱塞与连杆铰接，连杆的另一端与曲轴偏心轮外圆接触。高压油进入部分柱塞缸头部，高压油作用在柱塞上的作用力对压油进入部分柱塞缸头部，高压油作用在柱塞上的作用力对曲轴旋转中心形成转矩。另

8、外部分柱塞缸与回油口相通。曲轴旋转中心形成转矩。另外部分柱塞缸与回油口相通。结构原理第19页/共45页曲轴为输出轴。曲轴为输出轴。配流轴随曲轴同步旋转，各柱塞缸依次与高压进油和配流轴随曲轴同步旋转，各柱塞缸依次与高压进油和低压回油相通（配流套不转），保证曲轴连续旋转。低压回油相通（配流套不转），保证曲轴连续旋转。d 为柱塞直径；e 为曲轴偏心距；z 为柱塞数排量排量第20页/共45页优点 结构简单结构简单 工作可靠工作可靠 可以是壳体固定曲轴旋转，也可可以是壳体固定曲轴旋转，也可以是曲轴固定壳体旋转（可驱动车以是曲轴固定壳体旋转（可驱动车轮或卷筒）轮或卷筒）缺点 体积和重量较大体积和重量较大

9、转矩脉动转矩脉动 低速稳定性较差低速稳定性较差采用静压支承或静压平衡后最低转速可达3 r/min第21页/共45页低速大扭矩马达低速大扭矩马达多作用内曲线径向柱塞马达多作用内曲线径向柱塞马达结构组成结构组成第22页/共45页壳体内环由x 个导轨曲面组成，每个曲面分为a、b两个区段；缸体径向均布有z 个柱塞孔，柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上，使之在缸体径向槽内滑动；结构原理结构原理单向马达单向马达第23页/共45页n 柱塞、滚轮组组成柱塞组件，柱塞、滚轮组组成柱塞组件，a段导段导轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对缸体产生转矩；缸体产生转矩；n 配流轴圆周均布配流轴

10、圆周均布2x 个配流窗口，其中个配流窗口，其中x 个窗口对应于个窗口对应于a段，通高压油，段，通高压油，x 个窗个窗口对应于口对应于b段，通回油（段，通回油（xz)；n 输出轴输出轴，缸体与输出轴连成一体。，缸体与输出轴连成一体。第24页/共45页排量排量s 柱塞行程；x 作用次数；y 柱塞排数；z 每排柱塞数。式中：式中：第25页/共45页优点优点应用应用 转矩脉动小转矩脉动小 径向力平衡径向力平衡 能在低速下稳定运转能在低速下稳定运转 启动转矩大启动转矩大普遍用于工程、建筑、起重运输、普遍用于工程、建筑、起重运输、煤矿、船舶、农业等机械中。煤矿、船舶、农业等机械中。第26页/共45页第二节

11、第二节 液压缸液压缸第27页/共45页 液压缸与马达一样，也是将液压能液压缸与马达一样，也是将液压能转变为机械能的装置，它将液压能转转变为机械能的装置，它将液压能转变为直线运动或摆动的机械能。变为直线运动或摆动的机械能。第28页/共45页液压缸的分类 按结构形式分：按结构形式分：活塞缸活塞缸 柱塞缸柱塞缸 摆动缸摆动缸单杆活塞缸单杆活塞缸双杆活塞缸双杆活塞缸单叶片摆动缸单叶片摆动缸双叶片摆动缸双叶片摆动缸第29页/共45页 按作用方式分：按作用方式分：单作用液压缸单作用液压缸 双作用液压缸双作用液压缸 复合式缸复合式缸一个方向的运动依靠一个方向的运动依靠液压作用液压作用力力实现，另一个方向依靠

12、实现，另一个方向依靠弹簧弹簧力、重力力、重力等实现；等实现；两个方向的运动都依靠两个方向的运动都依靠液压作液压作用力用力来实现；来实现；活塞活塞缸与缸与活塞活塞缸的组合、缸的组合、活塞活塞缸与缸与柱塞柱塞缸的组合、缸的组合、活塞活塞缸与缸与机械机械结构的组合等。结构的组合等。第30页/共45页双杆活塞缸双杆活塞缸 双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出，根据安双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出，根据安装方式不同又分为装方式不同又分为活塞杆固定式活塞杆固定式和和缸筒固定缸筒固定式式两种。两种。当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的三倍三倍；当活塞杆固

13、定时，运动部件移动范围是活塞有效；当活塞杆固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的行程的两倍两倍 。缸筒固定缸筒固定第31页/共45页双杆活塞缸的速度、推力特性双杆活塞缸的速度、推力特性 缸在左右两个方向上输出的速度相等，缸在左右两个方向上输出的速度相等，v v为缸的容为缸的容积效率。积效率。缸在左右两个方向上输出的推力相等，缸在左右两个方向上输出的推力相等，m m为缸的机为缸的机械效率。械效率。第32页/共45页单杆活塞缸单杆活塞缸 单杆活塞缸只单杆活塞缸只有一端带活塞杆有一端带活塞杆。它也有它也有缸筒固定缸筒固定和和活塞杆固定活塞杆固定两种安两种安装方式，两种方式装方式，两种方式的运动部件

14、移动范的运动部件移动范围围均为均为活塞有效行活塞有效行程的程的两倍两倍。第33页/共45页单杆活塞缸速度、推力特性单杆活塞缸速度、推力特性向右运动速度（压力油进入无杆腔）向右运动速度（压力油进入无杆腔）v1 qv/A1 4 qv/D 2 向右运动推力向右运动推力 F1（A1p1 A2p2）m 向左运动速度（压力油进入有杆腔）向左运动速度（压力油进入有杆腔）v2 qv/A2 4 qv/（D 2 d 2）向左运动推力向左运动推力 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为缸的容积效率，为缸的容积效率，m为缸的机械效率为缸的机械效率第34页/共4

15、5页 单杆活塞缸差动连接的速度推力特性单杆活塞缸差动连接的速度推力特性 单活塞杆缸两腔同时单活塞杆缸两腔同时通压力油，称为差动连通压力油，称为差动连接。接。差动连接的缸只能一差动连接的缸只能一个方向运动。图示为向个方向运动。图示为向右运动。右运动。第35页/共45页运动速度运动速度 v3（q q）/A1（q A2v3）/A1 整理得：整理得：v3 q/（A1A2）4 q/d 2 如果要求差动缸向右运动速度如果要求差动缸向右运动速度v3非差动连接向左运动速度非差动连接向左运动速度 v2 则则 D=2 1/2 d 活塞推力活塞推力 F3 p1（A1A2）m第36页/共45页柱塞缸柱塞缸柱塞缸只能作

16、单作用缸，要求往复运动时，需成对柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用。使用。柱塞缸能承受一定的径向力。柱塞缸能承受一定的径向力。n柱塞缸的特点柱塞缸的特点n 柱塞与缸筒无配柱塞与缸筒无配合关系，缸筒内孔合关系，缸筒内孔不需精加工，只是不需精加工，只是柱塞与缸盖上的导柱塞与缸盖上的导向套有配合关系。向套有配合关系。n 为减轻重量，减为减轻重量，减少弯曲变形，柱塞少弯曲变形，柱塞常做成空心。常做成空心。第37页/共45页伸缩液压缸伸缩液压缸 它由两个或多个活塞式缸套它由两个或多个活塞式缸套装而成，前一级活塞缸的活塞装而成，前一级活塞缸的活塞杆是后一级活塞缸的缸筒。各杆是后一级活塞缸的缸

17、筒。各级活塞依次伸出可获得很长的级活塞依次伸出可获得很长的行程，当依次缩回时缸的轴向行程，当依次缩回时缸的轴向尺寸很小。尺寸很小。除除双作用伸缩液压缸双作用伸缩液压缸外，还外，还有有单作用伸缩液压缸单作用伸缩液压缸，它与双，它与双作用不同点是回程靠外力，而作用不同点是回程靠外力，而双作用靠液压作用力。双作用靠液压作用力。第38页/共45页当通入压力油时，活塞由大到小依次当通入压力油时，活塞由大到小依次伸出；缩回时，活塞则由小到大依次伸出；缩回时，活塞则由小到大依次收回。各级压力和速度可按活塞缸的收回。各级压力和速度可按活塞缸的有关公式计算。有关公式计算。特别适用于工程机械及自动线步进式特别适用

18、于工程机械及自动线步进式输送装置。输送装置。第39页/共45页齿条活塞缸齿条活塞缸 齿条活塞缸是活塞齿条活塞缸是活塞缸与齿轮齿条机构组缸与齿轮齿条机构组成的复合式缸。成的复合式缸。它将活塞的直线往它将活塞的直线往复运动转变为齿轮的复运动转变为齿轮的旋转运动。旋转运动。用在机床的进刀机用在机床的进刀机构、回转工作台转位、构、回转工作台转位、液压机械手等。液压机械手等。第40页/共45页增压缸增压缸 增压缸是活塞增压缸是活塞缸与柱塞缸组缸与柱塞缸组成的复合缸。成的复合缸。它不是能量转它不是能量转换装置，只是换装置，只是一个增压器件。一个增压器件。第41页/共45页增压比为大活塞与小柱塞的面积比增压

19、比为大活塞与小柱塞的面积比 KD 2/d 2 小柱塞缸输出的压力小柱塞缸输出的压力 pb paKm增压能力是在降低有效流量的基础上得到的。增压能力是在降低有效流量的基础上得到的。增压缸作为中间环节，用在低压系统要求有局增压缸作为中间环节，用在低压系统要求有局部高压油路的场合。部高压油路的场合。第42页/共45页增速缸增速缸 增速缸用于快速运动回路，在不增加泵的流量的前提增速缸用于快速运动回路，在不增加泵的流量的前提下，使执行元件获得尽可能大的工作速度。下，使执行元件获得尽可能大的工作速度。增速缸也是活塞缸与柱塞缸组增速缸也是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，活塞缸的活塞内腔成的复合缸，活塞缸的活塞内

20、腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。塞缸的缸筒上。当液压油进入柱塞缸时，活塞当液压油进入柱塞缸时，活塞将快速运动（活塞缸大腔必须补将快速运动（活塞缸大腔必须补油）；油）；当液压油同时进入柱塞缸和活当液压油同时进入柱塞缸和活塞缸时，活塞慢速运动。塞缸时，活塞慢速运动。第43页/共45页摆动式液压缸摆动式液压缸 双叶片式双叶片式 摆动角度一般摆动角度一般小于小于150。但在相同条件下，。但在相同条件下，输出转矩是单叶片摆动缸的输出转矩是单叶片摆动缸的两倍，输出角速度是单叶片两倍，输出角速度是单叶片缸的一半。缸的一半。当通入液压油，它的主轴能当通入液压油，它的主轴能输出小于输出小于360的摆动运动的缸的摆动运动的缸称为摆动式液压缸。常用于辅称为摆动式液压缸。常用于辅助装置，如送料和转位装置、助装置，如送料和转位装置、液压机械手及间歇进给机构。液压机械手及间歇进给机构。第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页