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工信版(中职）设备控制基础第三章教学课件.ppt

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1、YCF(中职）设备控制基础第三章教学课件第三章液压元件第三章液压元件第一节液压泵第一节液压泵第二节液压电动机第二节液压电动机第三节液压缸第三节液压缸第四节液压控制阀第四节液压控制阀第五节新型液压元件及应用第五节新型液压元件及应用第六节液压辅助装置第六节液压辅助装置第一节液压泵第一节液压泵一、液压泵的工作原理一、液压泵的工作原理液压泵是将电动机液压泵是将电动机(或其他原动机或其他原动机)输出的机械能转换为液输出的机械能转换为液体压力能的能量转换装置。在液压系统中，液压泵作为动力体压力能的能量转换装置。在液压系统中，液压泵作为动力源，向液压系统提供压力油。源，向液压系统提供压力油。图图3-1所示

2、为一个单柱塞液压泵的工作原理图。柱塞所示为一个单柱塞液压泵的工作原理图。柱塞2安装安装在泵体在泵体3内。柱塞在弹簧内。柱塞在弹簧4的作用下与偏心轮的作用下与偏心轮1接触。当偏心轮接触。当偏心轮不停地转动时，柱塞作左右往复运动。柱塞向右运动时，柱不停地转动时，柱塞作左右往复运动。柱塞向右运动时，柱塞和泵体所形成的密封容积塞和泵体所形成的密封容积V增大，形成局部真空，油箱中的增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力作用下，通过单向阀油液在大气压力作用下，通过单向阀6进入泵体进入泵体V腔，即液压腔，即液压泵吸油。柱塞向左运动时密封容积泵吸油。柱塞向左运动时密封容积V减小，由于单向阀减小，由于单向阀

3、6封住封住了吸油口，于是了吸油口，于是V腔的油液打开单向阀腔的油液打开单向阀5流向系统，即液压泵流向系统，即液压泵压油。偏心轮不停地转动，液压泵便不断地吸油和压油。压油。偏心轮不停地转动，液压泵便不断地吸油和压油。从上述泵的工作过程可以看出从上述泵的工作过程可以看出:下一页返回第一节液压泵第一节液压泵液压泵是依靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，利用液压泵是依靠密封容积的变化来实现吸油和压油的，利用这种原理做成的泵统称为容积式液压泵。这种原理做成的泵统称为容积式液压泵。.在吸油过程中，必须使油箱与大气接通，这是吸油的必要在吸油过程中，必须使油箱与大气接通，这是吸油的必要条件。条件。单向阀爪单

4、向阀爪6是保证吸油时使是保证吸油时使V腔与油箱接通，同时切断供油腔与油箱接通，同时切断供油管道管道;压油时使压油时使V腔与油液流向系统的管道相通而与油箱切断。腔与油液流向系统的管道相通而与油箱切断。单向阀单向阀5,6又称为配油装置。又称为配油装置。液压泵的类型很多。液压泵按其排量液压泵的类型很多。液压泵按其排量V能否调节而分成定量能否调节而分成定量泵和变量泵泵和变量泵;按结构形式的不同，可分为齿轮泵、叶片泵和柱按结构形式的不同，可分为齿轮泵、叶片泵和柱塞泵等类型。液压泵的图形符号如塞泵等类型。液压泵的图形符号如图图3-2所示。所示。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵二、液压泵的性能参

5、数二、液压泵的性能参数 1.压力压力P (1)工作压力工作压力液压泵的工作压力是指它输出油液的压力液压泵的工作压力是指它输出油液的压力,其其大小由负载决定。大小由负载决定。(2)公称压力公称压力液压泵的公称压力是指液压泵在使用中允许达液压泵的公称压力是指液压泵在使用中允许达到的最大工作压力，超过此值就是过载。液压泵的公称压力到的最大工作压力，超过此值就是过载。液压泵的公称压力应符合国家标准应符合国家标准(GB/T 2346一一1988)的规定。的规定。2.排量排量V 液压泵的排量是指泵轴每转一转，由其密封容积的几何尺液压泵的排量是指泵轴每转一转，由其密封容积的几何尺寸变化计算而得的排出液体

6、的体积。公称排量应符合国家标寸变化计算而得的排出液体的体积。公称排量应符合国家标准准(GB/T 2347一一1980)的规定。的规定。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵3.流量，流量，qV (1)理论流量液压泵的理论流量是指泵在单位时间内由其密理论流量液压泵的理论流量是指泵在单位时间内由其密封容积的几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积，理论流封容积的几何尺寸变化计算而得的排出液体的体积，理论流量等于排量与其转速的乘积。量等于排量与其转速的乘积。(2)实际流量液压泵的实际流量是指泵工作时实际输出的流实际流量液压泵的实际流量是指泵工作时实际输出的流量，等于理论流量减去泄漏损失的流量。量，

7、等于理论流量减去泄漏损失的流量。(3)公称流量液压泵的公称流量，是指泵在公称转速和公称公称流量液压泵的公称流量，是指泵在公称转速和公称压力下的输出流量。压力下的输出流量。4.液压泵的功率和效率液压泵的功率和效率(1)泵的输入功率泵的输入功率Pm 驱动泵轴的机械功率叫泵的输入功率驱动泵轴的机械功率叫泵的输入功率Pm Pm=T2n(3-1)上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵T一泵轴上的实际输入转矩一泵轴上的实际输入转矩;n一为泵轴的转速。一为泵轴的转速。(2)泵的输出功率泵的输出功率P泵输出的液压功率叫泵的输出功率泵输出的液压功率叫泵的输出功率P。P=pqV(3-2)(3)泵的总效率泵的

8、总效率由于泵在能量转换时有能量损失由于泵在能量转换时有能量损失(机械摩机械摩擦损失、泄漏流量损失擦损失、泄漏流量损失)，泵的输出功率，泵的输出功率P,总是小于泵的输入总是小于泵的输入功率功率。其总效率刀为。其总效率刀为=P/Pm=mv(3-3)式中式中m泵的机械效率泵的机械效率;v一泵的容积效率。一泵的容积效率。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵三、常用液压泵三、常用液压泵 1.叶片泵叶片泵叶片泵在机床液压系统中应用最广。其主要优点是叶片泵在机床液压系统中应用最广。其主要优点是:结构紧结构紧凑、外形尺寸小、运转平稳、流量均匀以及噪声小等。其缺凑、外形尺寸小、运转平稳、流量均匀以及

9、噪声小等。其缺点是点是:结构复杂、吸油特性差、对油液的污染较敏感。结构复杂、吸油特性差、对油液的污染较敏感。(1)双作用叶片泵双作用叶片泵图图3-3所示为双作用叶片泵的工作原理图。所示为双作用叶片泵的工作原理图。主要由转子主要由转子1、定子、定子2,叶片叶片3、泵体、泵体4及配油盘及配油盘5等组成。转子等组成。转子和定子同心安装。定子内表面是一个近似椭圆，由两段长半和定子同心安装。定子内表面是一个近似椭圆，由两段长半径径R圆弧、两段短半径圆弧、两段短半径:圆弧以及四段过渡曲线所组成。转子圆弧以及四段过渡曲线所组成。转子上开有均布槽，矩形叶片安装在转子槽内，并可在槽内滑动。上开有均布槽，矩形叶片

10、安装在转子槽内，并可在槽内滑动。当转子旋转时，叶片在自身离心力和根部压力油的作用下当转子旋转时，叶片在自身离心力和根部压力油的作用下.紧紧贴定子内表面。这样，在转子、定子、叶片和配油盘之间就贴定子内表面。这样，在转子、定子、叶片和配油盘之间就形成了若十个密封的工作容积。形成了若十个密封的工作容积。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵当两叶片由短半径处向长半径处转动时，两叶片间的工作容当两叶片由短半径处向长半径处转动时，两叶片间的工作容积逐渐增大，形成局部真空而吸油，当两叶片由长半径处向积逐渐增大，形成局部真空而吸油，当两叶片由长半径处向短半径处转动时，两叶片间的工作容积逐渐减小而压油。

11、转短半径处转动时，两叶片间的工作容积逐渐减小而压油。转子转一周，两叶片间的工作容积完成两次吸油和压油，所以子转一周，两叶片间的工作容积完成两次吸油和压油，所以称为双作用叶片泵。这种泵有两个对称的吸油腔和压油腔，称为双作用叶片泵。这种泵有两个对称的吸油腔和压油腔，作用在转子上的径向液压力互相平衡，因此也称为双作用卸作用在转子上的径向液压力互相平衡，因此也称为双作用卸荷式叶片泵。双作用叶片泵一般做成定量泵。荷式叶片泵。双作用叶片泵一般做成定量泵。图图3-4所示为所示为YB,型叶片泵的结构图，由前、后泵体型叶片泵的结构图，由前、后泵体7,6，左、，左、右配油盘右配油盘1,5，定子，定子4、转子、转子

12、12等组成。为了便于装配和使用，等组成。为了便于装配和使用，两个配油盘与定子、转子和叶片组装成一个部件。两个配油盘与定子、转子和叶片组装成一个部件。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵两个长螺钉两个长螺钉13为组件的紧固螺钉，其头部作为定位销插人后为组件的紧固螺钉，其头部作为定位销插人后泵体的定位孔内，以保证配油盘上吸、压油窗口的位置能与泵体的定位孔内，以保证配油盘上吸、压油窗口的位置能与定子内表面的过渡曲线相对应。转子上开有定子内表面的过渡曲线相对应。转子上开有12条狭槽，叶片条狭槽，叶片11安装在槽内，并可在槽内自由滑动。转子通过内花键与主安装在槽内，并可在槽内自由滑动。转子通过内

13、花键与主动轴相配合，主动轴由两个球轴承动轴相配合，主动轴由两个球轴承2和球轴承和球轴承8支承。骨架式支承。骨架式密封圈密封圈9安装在盖板安装在盖板10上，用来防止油液泄漏和空气渗入。上，用来防止油液泄漏和空气渗入。YB1系列叶片泵除单泵外，还有双联叶片泵，它是由两个单系列叶片泵除单泵外，还有双联叶片泵，它是由两个单级叶片泵组成，其主要工作部件装在一个泵体内，由同一根级叶片泵组成，其主要工作部件装在一个泵体内，由同一根传动轴带动旋转。泵体有一个共同的吸油口，两个各自独立传动轴带动旋转。泵体有一个共同的吸油口，两个各自独立的出油口。的出油口。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵(2)单作用

14、叶片泵单作用叶片泵图图3-5为单作用叶片泵的工作原理图。主要为单作用叶片泵的工作原理图。主要由转子由转子3、定子、定子4、叶片、叶片5、配油盘、配油盘1、传动轴、传动轴2及泵体等组成。及泵体等组成。转子和定子偏心安装，偏心距为。，定子具有圆柱形的内表转子和定子偏心安装，偏心距为。，定子具有圆柱形的内表面。转子上开有均布槽，矩形叶片安放在转子槽内，并可在面。转子上开有均布槽，矩形叶片安放在转子槽内，并可在槽内滑动，当转子旋转时，叶片在自身离心力的作用下，紧槽内滑动，当转子旋转时，叶片在自身离心力的作用下，紧贴定子内表面起密封作用。这样，在转子、定子、叶片和配贴定子内表面起密封作用。这样，在转子、

15、定子、叶片和配油盘之间就形成了若十个密封的工作容积。当转子按图示方油盘之间就形成了若十个密封的工作容积。当转子按图示方向旋转时，右边的叶片逐渐伸出，相邻两叶片间的工作容积向旋转时，右边的叶片逐渐伸出，相邻两叶片间的工作容积逐渐增大，形成局部真空，从配油盘上的吸油窗口吸油逐渐增大，形成局部真空，从配油盘上的吸油窗口吸油;左边左边的叶片被定子的内表面逐渐压进槽内，两相邻叶片间的工作的叶片被定子的内表面逐渐压进槽内，两相邻叶片间的工作容积逐渐减小，将工作油液从配油盘上的压油窗口压出容积逐渐减小，将工作油液从配油盘上的压油窗口压出;在吸在吸油窗口和压油窗口之间有一段封油区，把吸油腔和压油腔隔油窗口和压

16、油窗口之间有一段封油区，把吸油腔和压油腔隔开，转子转一周两叶片间的工作容积完成一次吸油和压油，开，转子转一周两叶片间的工作容积完成一次吸油和压油，所以称为单作用式叶片泵。所以称为单作用式叶片泵。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵转子受到来自压油腔的径向不平衡力，使轴承所受载荷较大，转子受到来自压油腔的径向不平衡力，使轴承所受载荷较大，因此也称为单作用非卸荷式叶片泵。若在结构上把转子和定因此也称为单作用非卸荷式叶片泵。若在结构上把转子和定子的偏心距做成可调节的，就成为变量泵，单作用叶片泵往子的偏心距做成可调节的，就成为变量泵，单作用叶片泵往往做成变量泵。往做成变量泵。图图3-6为为YB

17、X型限压式变量叶片泵工作原理图。转子型限压式变量叶片泵工作原理图。转子1的中的中心心O1是固定的，定子是固定的，定子2可以左右移动，在右端限压弹簧可以左右移动，在右端限压弹簧3的作的作用下，定子被推向左端，靠紧在活塞用下，定子被推向左端，靠紧在活塞6的右端面上，使定子中的右端面上，使定子中心心O2和转子中心和转子中心O1之间有一原始偏心距之间有一原始偏心距e0，泵出口的压力油，泵出口的压力油经泵体内通道作用于活塞经泵体内通道作用于活塞6的左端面上，当泵的工作压力的左端面上，当泵的工作压力p小小于限定压力于限定压力(即活塞对定子的作用力小于限压弹簧即活塞对定子的作用力小于限压弹簧3的预紧力的预紧

18、力)时，定子不能移动，最大偏心量保持不变，泵的输出流量为时，定子不能移动，最大偏心量保持不变，泵的输出流量为最大。当泵的工作压力大于限定压力时，限压弹簧被压缩，最大。当泵的工作压力大于限定压力时，限压弹簧被压缩，定子右移，偏心量减小，泵输出流量也减小。定子右移，偏心量减小，泵输出流量也减小。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵工作压力越高，偏心量越小，泵的输出流量也越小。当工作工作压力越高，偏心量越小，泵的输出流量也越小。当工作压力达到某一极限值压力达到某一极限值(截止压力截止压力)时，定子移到最右端位置，时，定子移到最右端位置，偏心量减至最小，使泵所产生的流量全部用于补偿泄漏，泵偏心

19、量减至最小，使泵所产生的流量全部用于补偿泄漏，泵的输出流量为零。此时，若外负载再继续加大，泵的输出压的输出流量为零。此时，若外负载再继续加大，泵的输出压力也不再升高，所以这种泵被称为限压式变量叶片泵。图中力也不再升高，所以这种泵被称为限压式变量叶片泵。图中流量调节螺钉流量调节螺钉7用来调节泵的最大流量，调压螺钉用来调节泵的最大流量，调压螺钉4用来调节用来调节限定压力。限定压力。限压式变量叶片泵的流量与压力特性曲线如限压式变量叶片泵的流量与压力特性曲线如图图3-7所示。图中所示。图中AB段表示工作压力段表示工作压力P小于限定压力小于限定压力PB时，流量最大而且基本时，流量最大而且基本保持不变。保

20、持不变。B点为拐点，表示泵输出最大流量时可达到的最高点为拐点，表示泵输出最大流量时可达到的最高工作压力。工作压力。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵2.齿轮泵齿轮泵齿轮泵广泛地应用在各种液压机械上。一般齿轮泵分为外齿轮泵广泛地应用在各种液压机械上。一般齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合两种。外啮合齿轮泵具有结构简单。体啮合齿轮泵和内啮合两种。外啮合齿轮泵具有结构简单。体积小，重量轻，转速高，自吸性能好，对油液污染不敏感，积小，重量轻，转速高，自吸性能好，对油液污染不敏感，工作可靠，寿命长，便于维修以及成本低等特点。它的缺点工作可靠，寿命长，便于维修以及成本低等特点。它的缺点是，流量和压

21、力脉动较大。噪声较大。是，流量和压力脉动较大。噪声较大。(1)齿轮泵的工作原理齿轮泵的工作原理如齿轮泵的工作原理齿轮泵的工作原理如图图3-8所示。由泵所示。由泵体、端盖和一对相互啮合的齿轮形成密封的工作容积。相互体、端盖和一对相互啮合的齿轮形成密封的工作容积。相互啮合的齿轮将密封的工作容积分隔成左、右两个密封的空腔，啮合的齿轮将密封的工作容积分隔成左、右两个密封的空腔，即即a腔和腔和1，腔。分别与吸油口和压油口相通。，腔。分别与吸油口和压油口相通。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵当主动轴带动齿轮按图示方向旋转时，在当主动轴带动齿轮按图示方向旋转时，在a腔中，啮合的两轮腔中，啮合的两

22、轮齿逐渐脱开，工作容积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的齿逐渐脱开，工作容积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经吸油口进入吸油腔油液在大气压力的作用下经吸油口进入吸油腔(a腔腔);然后，然后，齿间的油液随齿轮转动沿带尾箭头所示的流向被带到齿间的油液随齿轮转动沿带尾箭头所示的流向被带到b腔。在腔。在b腔中，两齿轮的轮齿逐渐啮合，使工作容积逐渐减小，被挤腔中，两齿轮的轮齿逐渐啮合，使工作容积逐渐减小，被挤压的油液经压油口输出，故压的油液经压油口输出，故b腔为压油腔。齿轮不停地转动，腔为压油腔。齿轮不停地转动，吸油腔不断地从油箱中吸油，压油腔不断地排油，这就是齿吸油腔不断地从油箱中

23、吸油，压油腔不断地排油，这就是齿轮泵的工作原理。轮泵的工作原理。(2)低压齿轮泵的典型结构低压齿轮泵的典型结构GB一一B型齿轮泵是低压齿轮泵，型齿轮泵是低压齿轮泵，主要用作机床的动力源以及各种补油、润滑和冷却系统。其主要用作机床的动力源以及各种补油、润滑和冷却系统。其结构如结构如图图3-9所示。一对齿轮所示。一对齿轮7,9装在泵体装在泵体2中，由主动轴中，由主动轴6带带动回转。左、右端盖动回转。左、右端盖1,3装在泵体的两侧，用六个螺钉装在泵体的两侧，用六个螺钉13连接，连接，并用定位销并用定位销10定位。带有保持架的滚针轴承定位。带有保持架的滚针轴承12分别装在左、分别装在左、右端盖中，支承

24、主动轴右端盖中，支承主动轴6和从动轴和从动轴8。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵在左、右端盖上各铣有两个消除困油现象的矩形卸荷槽在左、右端盖上各铣有两个消除困油现象的矩形卸荷槽f和卸和卸荷槽荷槽g，泵体两端面上还铣有压力卸荷槽，泵体两端面上还铣有压力卸荷槽G，由侧面泄漏的油，由侧面泄漏的油液经卸荷槽流回吸油腔，以减小螺钉的拉力。为了减小径向液经卸荷槽流回吸油腔，以减小螺钉的拉力。为了减小径向不平衡力，常采用缩小压油口的方法。不平衡力，常采用缩小压油口的方法。(3)泄漏齿轮泵内部从高压区向低压区泄漏有三条途径，一条泄漏齿轮泵内部从高压区向低压区泄漏有三条途径，一条是通过齿轮端面与侧盖

25、板之间的轴向间隙，占总泄漏的是通过齿轮端面与侧盖板之间的轴向间隙，占总泄漏的75%80%，是目前影响齿轮泵压力提高的主要原因，是目前影响齿轮泵压力提高的主要原因;另一条另一条是通过齿顶和泵体内孔间的径向间隙，其泄漏占总泄漏的是通过齿顶和泵体内孔间的径向间隙，其泄漏占总泄漏的15%20%;还有一条是齿轮啮合处的泄漏，其泄漏很少，一还有一条是齿轮啮合处的泄漏，其泄漏很少，一般不予考虑。般不予考虑。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵3.柱塞泵柱塞泵柱塞泵是利用柱塞在缸体的柱塞孔中作往复运动时产生的柱塞泵是利用柱塞在缸体的柱塞孔中作往复运动时产生的密封工作容积变化来实现泵吸油和压油。它的主

26、要优点是密封工作容积变化来实现泵吸油和压油。它的主要优点是:结结构紧凑、压力高、效率高及流量调节方便等。但结构复杂、构紧凑、压力高、效率高及流量调节方便等。但结构复杂、价格高、对油液的污染敏感。它常用于高压、大流量及流量价格高、对油液的污染敏感。它常用于高压、大流量及流量需要调节的液压机、工程机械、大功率机床等液压系统中。需要调节的液压机、工程机械、大功率机床等液压系统中。柱塞泵按柱塞排列方向的不同分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵柱塞泵按柱塞排列方向的不同分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两类。两类。(1)径向柱塞泵工作原理径向柱塞泵工作原理图图3-10为径向柱塞泵的工作原理图。为径向柱塞泵的工作原理图。泵

27、由转子泵由转子1、定子、定子2,柱塞柱塞3、配油铜套、配油铜套4和配油轴和配油轴5主要零件组主要零件组成。柱塞沿径向均匀地安装在转子上。配油铜套和转子紧密成。柱塞沿径向均匀地安装在转子上。配油铜套和转子紧密配合，并套装在配油轴上。配合，并套装在配油轴上。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵配油轴固定不动。转子连同柱塞由电动机带动一起旋转。柱配油轴固定不动。转子连同柱塞由电动机带动一起旋转。柱塞在离心力的作用下紧压在定子的内壁面上。由于定子和转塞在离心力的作用下紧压在定子的内壁面上。由于定子和转子间有一偏心距子间有一偏心距e，所以当转子按图示方向旋转时，柱塞在上，所以当转子按图示方向旋转

28、时，柱塞在上半周内向外伸出，其底部的密封容积逐渐增大，产生局部真半周内向外伸出，其底部的密封容积逐渐增大，产生局部真空，于是通过固定在配油轴上的窗口空，于是通过固定在配油轴上的窗口a吸油。当柱塞处于下半吸油。当柱塞处于下半周时，柱塞底部的密封容积逐渐减小，通过配油轴上的窗口周时，柱塞底部的密封容积逐渐减小，通过配油轴上的窗口b把油液排出。转子转一周，每个柱塞各吸、压油一次。把油液排出。转子转一周，每个柱塞各吸、压油一次。若改变定子和转子的偏心距若改变定子和转子的偏心距e，则泵的输出流量也改变，因此，则泵的输出流量也改变，因此径向柱塞可做变量泵。径向柱塞可做变量泵。上一页下一页返回第一节液压

29、泵第一节液压泵(2)轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵的柱塞平行于缸体轴心线，轴向柱塞泵工作原理轴向柱塞泵的柱塞平行于缸体轴心线，并均布在缸体的圆周上。泵的工作原理见并均布在缸体的圆周上。泵的工作原理见图图3-11，它主要由，它主要由柱塞柱塞5、缸体、缸体7、配油盘、配油盘10和斜盘和斜盘1等零件组成。等零件组成。斜盘法线和缸体轴线间的交角为斜盘法线和缸体轴线间的交角为。内套筒。内套筒4在弹簧在弹簧6作用下通作用下通过压板过压板3而使柱塞头部的滑靴而使柱塞头部的滑靴2和斜盘靠牢和斜盘靠牢;同时，外套筒同时，外套筒s则则使缸体使缸体7和配油盘和配油盘to紧密接触，起密封作用。当缸体转动时，紧密接触，起

30、密封作用。当缸体转动时，由于斜盘和压板的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，通由于斜盘和压板的作用，迫使柱塞在缸体内作往复运动，通过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。过配油盘的配油窗口进行吸油和压油。上一页下一页返回第一节液压泵第一节液压泵当缸孔自最低位置按图示方向转动时，柱塞转角在当缸孔自最低位置按图示方向转动时，柱塞转角在0范围范围内，柱塞向左运动，柱塞端部和缸体形成的密封容积增大，内，柱塞向左运动，柱塞端部和缸体形成的密封容积增大，通过配油盘的吸油窗口进行吸油通过配油盘的吸油窗口进行吸油;柱塞转角在柱塞转角在0内，柱塞被内，柱塞被斜盘逐步压入缸体，柱塞端部容积减小，泵通过配油盘排油斜盘逐

31、步压入缸体，柱塞端部容积减小，泵通过配油盘排油窗口排油。若改变斜盘倾角窗口排油。若改变斜盘倾角y的大小，则泵的输出流量改变的大小，则泵的输出流量改变;若改变斜盘倾角若改变斜盘倾角y的方向，则进油口和排油口互换，即为双向的方向，则进油口和排油口互换，即为双向轴向柱塞变量泵。轴向柱塞变量泵。上一页返回第二节液压电动机第二节液压电动机一、液压电动机的工作原理一、液压电动机的工作原理液压电动机按结构形式也可分为齿轮式、叶片式和柱塞式液压电动机按结构形式也可分为齿轮式、叶片式和柱塞式三种类型，按其排量三种类型，按其排量V能否调节而分成定量电动机和变量电动能否调节而分成定量电动机和变量电动机两类。液压电

32、动机是将液体的压力能转换为机械能的能量机两类。液压电动机是将液体的压力能转换为机械能的能量转换装置。从原理上讲，液压电动机和液压泵是可逆的，即转换装置。从原理上讲，液压电动机和液压泵是可逆的，即液压泵可以作为液压电动机使用。在结构上两者也基本相同，液压泵可以作为液压电动机使用。在结构上两者也基本相同，但由于功用不同，它们的实际结构有所差别，故一般液压泵但由于功用不同，它们的实际结构有所差别，故一般液压泵不作液压电动机使用。液压电动机的图形符号如不作液压电动机使用。液压电动机的图形符号如图图3-12所示。所示。下一页返回第二节液压电动机第二节液压电动机二、液压电动机的性能参数二、液压电动机的性

33、能参数1.压力压力(1)工作压力工作压力 pM液压电动机的工作压力是指它的输入压力。液压电动机的工作压力是指它的输入压力。(2)公称压力公称压力液压电动机的公称压力是指液压电动机在使用中液压电动机的公称压力是指液压电动机在使用中允许达到的最大工作允许达到的最大工作4.功率和效率功率和效率(1)液压电动机的输入功率液压电动机的输入功率PM PM=pM.qM(3-4)pM-电动机的输入压力电动机的输入压力;qM-电动机的输入流量。电动机的输入流量。上一页下一页返回第二节液压电动机第二节液压电动机(2)液压电动机的输出功率液压电动机的输出功率PMm PMm=TM2n(3-5)TM一电动机的实际

34、输出转矩一电动机的实际输出转矩;n一电动机的实际转速。一电动机的实际转速。(3)电动机的总效率电动机的总效率电动机的输出功率电动机的输出功率PMm总是小于电动机的输入功率总是小于电动机的输入功率PM，其总，其总效率效率M为为:Mm一电动机的机械效率一电动机的机械效率MV一电动机的容积效率一电动机的容积效率上一页下一页返回第二节液压电动机第二节液压电动机VM一电动机的排量。一电动机的排量。三、常见的液压电动机三、常见的液压电动机 1.叶片式液压电动机叶片式液压电动机图图3-13为叶片式液压电动机的工作原理图。当压力油进入为叶片式液压电动机的工作原理图。当压力油进入压油腔后，在叶片压油腔后，

35、在叶片1,3上一侧作用有压力油，另一侧为低压回上一侧作用有压力油，另一侧为低压回油。由于叶片油。由于叶片3伸出的面积大于叶片伸出的面积大于叶片1伸出的面积，所以液体伸出的面积，所以液体作用于叶片作用于叶片3上的作用力大于作用于叶片上的作用力大于作用于叶片1上的作用力，从而上的作用力，从而由于作用力不等而使叶片带动转子作逆时针方向旋转。与此由于作用力不等而使叶片带动转子作逆时针方向旋转。与此同时，液体作用于叶片同时，液体作用于叶片7上的作用力也大于作用于叶片上的作用力也大于作用于叶片5上的上的作用力，也使叶片带动转子作逆时针方向旋转。故液压电动作用力，也使叶片带动转子作逆时针方向旋转。故液压电动

36、机逆时针方向旋转。机逆时针方向旋转。上一页下一页返回第二节液压电动机第二节液压电动机为了液压电动机能正、反转，叶片式液压电动机的叶片径向为了液压电动机能正、反转，叶片式液压电动机的叶片径向放置。为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通人放置。为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通人叶片根部的通路上设置有单向阀。为了确保叶片式液压电动叶片根部的通路上设置有单向阀。为了确保叶片式液压电动机在通人压力油时能正常启动，在叶片根部设置有预紧弹簧。机在通人压力油时能正常启动，在叶片根部设置有预紧弹簧。2.轴向柱塞式液压电动机轴向柱塞式液压电动机图图3-14为轴向柱塞液压电动机工作原理图。斜

37、盘为轴向柱塞液压电动机工作原理图。斜盘1和配油盘和配油盘4固定不动，缸体固定不动，缸体3可绕缸体的水平轴线旋转。当压力油经配可绕缸体的水平轴线旋转。当压力油经配油盘进入柱塞底部时，柱塞在压力油的作用下向外顶出，紧油盘进入柱塞底部时，柱塞在压力油的作用下向外顶出，紧紧压在斜盘上，这时斜盘对柱塞的反作用力为紧压在斜盘上，这时斜盘对柱塞的反作用力为F，将，将F分解为分解为轴向分力轴向分力F、和切向分力、和切向分力Fv，分力，分力Fv对缸体轴线产生力矩，带对缸体轴线产生力矩，带动缸体旋转。缸体再通过主轴动缸体旋转。缸体再通过主轴(图中未标明图中未标明)向外输出转矩和向外输出转矩和转速，成为液压电动机。

38、转速，成为液压电动机。上一页返回第三节液压缸第三节液压缸液压缸是将液压能转换成能进行直线往复运动的机械能的一液压缸是将液压能转换成能进行直线往复运动的机械能的一种能量转换装置，输出的通常为推力种能量转换装置，输出的通常为推力(或拉力或拉力)与直线运动速与直线运动速度。液压缸与液压电动机一样，也是一种执行元件。而液压度。液压缸与液压电动机一样，也是一种执行元件。而液压电动机是将液压能转换成连续回转的机械能，输出的通常为电动机是将液压能转换成连续回转的机械能，输出的通常为转矩与转速。还有一种摆动电动机，它介于两者之间，用来转矩与转速。还有一种摆动电动机，它介于两者之间，用来实现往复摆动，输出转矩

39、和角速度。根据结构特点，液压缸实现往复摆动，输出转矩和角速度。根据结构特点，液压缸可分为活塞式、柱塞式和摆动式三种类型。可分为活塞式、柱塞式和摆动式三种类型。一、活塞式液压缸一、活塞式液压缸活塞式液压缸又可分为双活塞杆液压缸和单活塞杆液压缸活塞式液压缸又可分为双活塞杆液压缸和单活塞杆液压缸两种结构，其安装方式有活塞杆固定两种结构，其安装方式有活塞杆固定(实心双杆液压缸实心双杆液压缸)和缸和缸体固定体固定(空心双杆液压缸空心双杆液压缸)两种。两种。下一页返回第三节液压缸第三节液压缸1.双活塞杆液压缸双活塞杆液压缸图图3-15所示为一台平面磨床的实心双杆液压缸的结构图。所示为一台平面磨床的实

40、心双杆液压缸的结构图。缸体固定在床身上不动，活塞杆和工作台靠支架缸体固定在床身上不动，活塞杆和工作台靠支架9和螺母和螺母10连连接在一起。当压力油通过油道接在一起。当压力油通过油道a(或或b)分别进入液压缸两腔时，分别进入液压缸两腔时，就推动活塞带动工作台作往复运动。就推动活塞带动工作台作往复运动。由于活塞两端有效面积相等，如果供油压力和流量不变，由于活塞两端有效面积相等，如果供油压力和流量不变，那么活塞往返运动时两个方向的作用力和速度均相等，即那么活塞往返运动时两个方向的作用力和速度均相等，即(3-7)(3-8)上一页下一页返回第三节液压缸第三节液压缸v活塞运动速度活塞运动速度;qv供油

41、流量供油流量;F活塞活塞(或缸体或缸体)上的作用力上的作用力;P为供油压力为供油压力;A活塞有效面积活塞有效面积;D活塞直径活塞直径;d活塞杆直径。活塞杆直径。实心双杆液压缸驱动实心双杆液压缸驱动:工作台的运动范围大，约等于液压缸有工作台的运动范围大，约等于液压缸有效行程的效行程的3倍，因而其占地面积较大，如倍，因而其占地面积较大，如图图3-16所示。它一般所示。它一般只适用于小型机床。只适用于小型机床。上一页下一页返回第三节液压缸第三节液压缸图图3-17所示为一台外圆磨床的空心双杆液压缸的结构图。活所示为一台外圆磨床的空心双杆液压缸的结构图。活塞杆固定在床身上，缸体和工作台连接在一起。当

42、压力油通塞杆固定在床身上，缸体和工作台连接在一起。当压力油通过活塞杆过活塞杆2的中心孔和径向孔的中心孔和径向孔b(或或a)分别进入液压缸两腔时，分别进入液压缸两腔时，就推动缸体带动工作台作往复运动。缸体就推动缸体带动工作台作往复运动。缸体11所受到的作用力所受到的作用力和运动速度的计算与实心双杆液压缸类同。和运动速度的计算与实心双杆液压缸类同。空心双杆液压缸驱动工作台的运动范围约等于液压缸有效空心双杆液压缸驱动工作台的运动范围约等于液压缸有效行程的行程的2倍，因而占地面积较小，如倍，因而占地面积较小，如图图3-18所示。它常用于大、所示。它常用于大、中型机床和其他设备上。中型机床和其他设备上。

43、上一页下一页返回第三节液压缸第三节液压缸2.单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸图图3-19 (a)为单活塞杆液压缸的结构图，它由缸底为单活塞杆液压缸的结构图，它由缸底1、活塞、活塞2,0形密封圈形密封圈3,Y形密封圈形密封圈4、缸体、缸体5、活塞杆、活塞杆6、导向套、导向套7等组等组成。两端进、出油口都可以进、排油，实现双向的往复运动，成。两端进、出油口都可以进、排油，实现双向的往复运动，其工作原理与双活塞杆液压缸相同。其工作原理与双活塞杆液压缸相同。单活塞杆液压缸可以是缸体固定，活塞运动单活塞杆液压缸可以是缸体固定，活塞运动;也可以是活塞也可以是活塞杆固定。缸体运动。无论采用哪种形式。液压缸

44、运动所占空杆固定。缸体运动。无论采用哪种形式。液压缸运动所占空间长度都是行程的二倍间长度都是行程的二倍(见图见图3-19 (b)。单活塞杆液压缸活塞两端的有效面积不等，若向两腔输入单活塞杆液压缸活塞两端的有效面积不等，若向两腔输入相同的流量，活塞在两个方向的运动速度也不相等相同的流量，活塞在两个方向的运动速度也不相等;同样，若同样，若向两腔输入的油压相同时，活塞在两个方向所产生的推力也向两腔输入的油压相同时，活塞在两个方向所产生的推力也不相等，见不相等，见图图3-20。其计算如下。其计算如下:上一页下一页返回第三节液压缸第三节液压缸当供给液压缸的流量当供给液压缸的流量qv一定时，活塞两个方

45、向的运动速度为一定时，活塞两个方向的运动速度为(3-9)(3-10)当供油压力当供油压力p一定，回油压力为零时，活塞两个方向的作用力一定，回油压力为零时，活塞两个方向的作用力为为(3-11)上一页下一页返回第三节液压缸第三节液压缸(3-12)当压力油同时供给单活塞杆液压缸的两腔时，由于无杆腔的当压力油同时供给单活塞杆液压缸的两腔时，由于无杆腔的总作用力较大，活塞以一定的速度向右运动。此时，有杆腔总作用力较大，活塞以一定的速度向右运动。此时，有杆腔排出的油液与系统供给的油液汇合后进入液压缸的无杆腔。排出的油液与系统供给的油液汇合后进入液压缸的无杆腔。这种连接方式称为差动连接。差动连接时作用力

46、和速度为这种连接方式称为差动连接。差动连接时作用力和速度为:(3-13)(3-14)上一页下一页返回第三节液压缸第三节液压缸式中式中A3活塞两端有效面积之差，即活塞杆的截面积。活塞两端有效面积之差，即活塞杆的截面积。由以上可见，活塞的运动速度由以上可见，活塞的运动速度v3大于非差动连接时的速度大于非差动连接时的速度v1，因此，在实际生产中，单活塞杆液压缸常用在需要实现，因此，在实际生产中，单活塞杆液压缸常用在需要实现“快速接近一慢速进给一快速退回快速接近一慢速进给一快速退回”工作循环的组合机床液压工作循环的组合机床液压传动系统中，并且要求传动系统中，并且要求“快速接近快速接近”与与“快速退

47、回快速退回”的速度的速度相等，这可以通过选择相等，这可以通过选择D与与d的尺寸来实现，的尺寸来实现，D与与d的关系为的关系为D=0.7d。二、其他液压缸二、其他液压缸 1.柱塞缸柱塞缸图图3-21 (a)为柱塞缸的结构示意图，其柱塞和缸体内壁不为柱塞缸的结构示意图，其柱塞和缸体内壁不接触，因此缸体内孔只需粗加工甚至不加工，工艺性好，更接触，因此缸体内孔只需粗加工甚至不加工，工艺性好，更适宜于做长行程液压缸。适宜于做长行程液压缸。上一页下一页返回第三节液压缸第三节液压缸它是单作用液压缸，即靠液压力只它是单作用液压缸，即靠液压力只能实现一个方向的运动，回程要靠自重能实现一个方向的运动，回程要

48、靠自重(当液压缸垂直放置时当液压缸垂直放置时)或弹簧等其他外力来实现。为了得到双向运动，柱塞缸常成或弹簧等其他外力来实现。为了得到双向运动，柱塞缸常成对使用，如图对使用，如图3-21 (b)所示。所示。2.摆动电动机摆动电动机摆动电动机有单叶片和双叶片两种形式。摆动电动机有单叶片和双叶片两种形式。图图3-22为单叶片为单叶片摆动电动机的工作原理图。叶片摆动电动机的工作原理图。叶片1和封油隔板和封油隔板3将内部空间分将内部空间分成两腔，叶片成两腔，叶片1装在输出轴装在输出轴2上。当摆动电动机的一个油口接上。当摆动电动机的一个油口接压力油，而另一油口接油箱时，叶片在油压作用下产生转矩，压力油，而

49、另一油口接油箱时，叶片在油压作用下产生转矩，带动轴带动轴2摆动一定的角度。这种摆动电动机一般用于驱动回转摆动一定的角度。这种摆动电动机一般用于驱动回转工作部件，如机床回转夹具、送料装置等。工作部件，如机床回转夹具、送料装置等。上一页下一页返回第三节液压缸第三节液压缸3.组合式液压缸组合式液压缸 (1)增压器增压器将输入的低压油转变为高压油，供液压系增压器增压器将输入的低压油转变为高压油，供液压系统中的高压支路使用，其工作原理如统中的高压支路使用，其工作原理如图图3-23所示。它由直径所示。它由直径不同的两个液压缸串联而成，大缸为原动缸，小缸为输出缸，不同的两个液压缸串联而成，大缸为原动缸，

50、小缸为输出缸，其增压后的压力为其增压后的压力为:p2=D12/D22p1。(2)伸缩缸伸缩缸伸缩缸伸缩缸具有二级或多级活塞。如具有二级或多级活塞。如图图3-24所示。它主要由活塞所示。它主要由活塞1、套筒、套筒2,0形密封圈形密封圈3、缸体、缸体4和缸盖和缸盖5等组成。前一级缸的活塞就是等组成。前一级缸的活塞就是后一级缸的缸体，活塞伸出的顺序是从大到小，相应的推力后一级缸的缸体，活塞伸出的顺序是从大到小，相应的推力也是由大变小，而伸出速度则由慢变快。空载缩回的顺序一也是由大变小，而伸出速度则由慢变快。空载缩回的顺序一般是从小活塞到大活塞，收缩后液压缸总长度较短，占用空般是从小活塞到大活塞，收缩

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