液压与气压传动液压执行元件.ppt

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1、液压与气压传动液压液压与气压传动液压执行元件执行元件 液压执行元件液压执行元件v液压执行元件：液压能液压执行元件：液压能机械能机械能v分为：液压马达输出旋转运动分为：液压马达输出旋转运动 液压缸输出直线运动液压缸输出直线运动v本章重点本章重点第一节第一节 液压马达液压马达v液压马达是液压系统的执行元件，它把输入油液的液压马达是液压系统的执行元件，它把输入油液的压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载压力能转换为输出轴转动的机械能，用来推动负载作功。作功。液压马达类型液压马达类型:v结构形式结构形式:齿轮式、叶片式、柱塞式和其它形式齿轮式、叶片式、柱塞式和其它形式 v转速转速:高速小转矩高速

2、小转矩(额定转速高于额定转速高于500r500rmin)min)和和低速低速 大转矩大转矩(额定转速低于额定转速低于500r500rmin)min)v排量可否调节排量可否调节:定量马达和变量马达定量马达和变量马达 一、工作原理一、工作原理叶片马达：叶片马达：v处于不同油腔的叶片的不处于不同油腔的叶片的不平衡液压力作用，产生轴的平衡液压力作用，产生轴的转动，从而转动，从而输出转矩输出转矩；v叶片：径向放置叶片：径向放置 根部通压力油，并有根部通压力油，并有 梭阀保证正、反转时都能和压油腔相通。梭阀保证正、反转时都能和压油腔相通。根部设置预紧弹簧，保证起动密封根部设置预紧弹簧，保证起动密封v叶片式

3、液压马达体积小、转动惯量小、泄漏大、低叶片式液压马达体积小、转动惯量小、泄漏大、低速工作不稳定，用于速工作不稳定，用于高速小转矩高速小转矩应用。应用。液压马达与液压泵的区别液压马达与液压泵的区别v1.1.液液压压马马达达工工作作中中需需要要正正反反转转，在在结结构构上上应应具具有有对对称称性性，并并具有单独的泄油口。具有单独的泄油口。v2.2.液液压压泵泵由由原原动动机机驱驱动动，而而液液压压马马达达由由具具有有一一定定压压力力的的液液压压油驱动，因此时刻要求油驱动，因此时刻要求保证进油腔和排油腔可靠隔离。保证进油腔和排油腔可靠隔离。v3.3.液液压压马马达达不不能能仅仅靠靠切切断断进进出出油

4、油口口实实现现制制动动，需需依依靠靠机机械械制制动装置的辅助实现可靠制动。动装置的辅助实现可靠制动。v4 4.液液压压马马达达必必须须有有较较大大的的起起动动扭扭矩矩，要要求求保保证证初初始始密密封封性性。如如：叶叶片片马马达达必必须须在在叶叶片片根根部部装装上上弹弹簧簧，以以保保证证叶叶片片始始终终贴贴紧定子内表面，以便马达能正常起动。紧定子内表面，以便马达能正常起动。v5.5.液液压压泵泵在在结结构构上上需需保保证证具具有有自自吸吸能能力力，而而液液压压马马达达就就没没有有这一要求。这一要求。二、液压马达的性能参数二、液压马达的性能参数v工作压力与额定压力工作压力与额定压力工作压力工作压力

5、 p：大小取决于马达负载，马达进：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能使马达连续正常运转的最高压力。压力。v流量与容积效率流量与容积效率 输入输入马达的实际流量马达的实际流量 qqtq 其中：其中：qt为理论流量，马达在没有泄漏时，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。达到要求转速所需进口流量。容积效率容积效率v qt/q 1-q/q二、液压马达的性能参数二、液压马达的性能参数v排量与转速排量与转速 排量排量V：为为V等于等于1 时输出轴旋转一周所需油液体积。时输出轴旋转一周

6、所需油液体积。转速：转速：n qt/V qV/Vv转矩与机械效率转矩与机械效率 在不考虑损失的情况下：在不考虑损失的情况下：pqt Tt理论理论输出输出转矩转矩 Tt p V/2实际实际输出输出转矩转矩 T p Vm/2机械效率机械效率mT/Tt 起动机械效率起动机械效率m0T0/Tt v功率与总效率功率与总效率 Po/PiT 2n/p q vm式中式中 Po为马达输出功率，为马达输出功率，Pi为马达输入功率。为马达输入功率。1、齿轮马达高速小转矩马达齿轮马达高速小转矩马达结构特点结构特点 进出油口相等，有单进出油口相等，有单独的泄油口；独的泄油口；为减少摩擦力矩，采为减少摩擦力矩，采用滑动轴

7、承；用滑动轴承；为减少转矩脉动，齿为减少转矩脉动，齿数较泵的齿数多。数较泵的齿数多。应用应用 由于密封性能差，容积效率较低，不能产生较大的转由于密封性能差，容积效率较低，不能产生较大的转矩，且瞬时转速和转矩随啮合点而变化，因此仅用于高速小矩，且瞬时转速和转矩随啮合点而变化，因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。高的设备。三、各种液压马达三、各种液压马达2 2、轴向柱塞马达、轴向柱塞马达-高速液压马达高速液压马达v工作原理工作原理 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马

8、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。改变斜盘倾角，不仅影响马达的转作变量马达。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，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转速越低。容积效率较高。矩越大，转速越低。容积效率较高。3 3、径向柱塞马达低速液压马达、径向柱塞马达低速液压马达柱塞底部通油柱塞底部通油v柱塞与定子接触处，定子对柱塞的切向作用力。柱塞与定子接触处，定子对柱塞的切向作用力。v径向柱塞马达体积大、转动惯量大，一般用于低速大转径向柱塞马达体积大、转动惯量大，一般用于低速大转矩情况下矩情况下。(1)(1

9、)单作用连杆径向柱塞马达：如图单作用连杆径向柱塞马达：如图3 37 7（6666页）页）优点：结构简单，工作可靠。优点：结构简单，工作可靠。缺点：体积大、重量大，转矩脉动，低缺点：体积大、重量大，转矩脉动，低速稳定性较差。速稳定性较差。(1)(1)单作用连杆径向柱塞马达单作用连杆径向柱塞马达（2 2）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v结构原理结构原理 壳体内环由壳体内环由x x 个导轨曲面组成，个导轨曲面组成，每个曲面分为每个曲面分为a a、b b两个区段；两个区段；缸体径向均布有缸体径向均布有z z 个柱塞孔，柱个柱塞孔，柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上，塞球面

10、头部顶在滚轮组横梁上，使之在缸体径向槽内滑动使之在缸体径向槽内滑动 ；n 柱塞、滚轮组组成柱塞组件，柱塞、滚轮组组成柱塞组件，b b段导轨对柱塞组件的法向反力段导轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对缸体产生转矩；的切向分力对缸体产生转矩；n 配流轴圆周均布配流轴圆周均布2x 2x 个配流窗口，个配流窗口，其中其中x x 个窗口对应于个窗口对应于a a段，通高压油，段，通高压油，x x 个窗口对应于个窗口对应于b b段，通回油（段，通回油（x xz )；第二节第二节 液压缸液压缸 液压缸液压缸 液压缸液压缸三三梁梁四四柱柱式式压压力力机机 液压缸液压缸塑料注射成型机塑料注射成型机分类分类直线运动摆

11、动运动活塞缸单杆双杆双作用差动柱塞缸单作用伸缩缸摆动缸（摆动马达）齿轮缸第二节第二节 液压缸液压缸输出推力和速度输出推力和速度输出转矩和角速度输出转矩和角速度1.结构特点：两侧有效工作面积一样。结构特点：两侧有效工作面积一样。2.基本参数：基本参数：一、一、活塞式液压缸活塞式液压缸（一）、双杆活塞缸（一）、双杆活塞缸3.应用：应用：n职能符号：职能符号：l活塞有效工作行程。活塞有效工作行程。4.4.安装方式安装方式缸固定缸固定 L=3 l杆固定杆固定 L=2 ln当两活塞杆直径相同、缸两腔的供油压力和流量都相当两活塞杆直径相同、缸两腔的供油压力和流量都相等时，活塞等时，活塞(或缸体或缸体)两个

12、方向的推力和运动速度也都两个方向的推力和运动速度也都相等，适用于要求往复运动速度和输出力相同的工况相等，适用于要求往复运动速度和输出力相同的工况缸固定缸固定L=3 lL占地面积大，用于小型机床占地面积大，用于小型机床杆固定杆固定杆固定时、缸移动杆固定时、缸移动软管软管空心杆空心杆L=2 lL 占地面积小，用于大、中型机床占地面积小，用于大、中型机床5.结构图：液压缸结构液压缸结构 缸体组件缸体组件 包括缸筒、缸盖、缸底等零件。包括缸筒、缸盖、缸底等零件。活塞组件活塞组件 包括活塞与活塞杆等零件。包括活塞与活塞杆等零件。密封装置密封装置 有活塞与缸筒、活塞杆与缸盖的密封。有活塞与缸筒、活塞杆与缸

13、盖的密封。缓冲装置缓冲装置 排气装置排气装置1.结构：缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等缸体、活塞、活塞杆、密封、缸盖等（二）、单杆活塞缸（二）、单杆活塞缸2.工作原理：工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等，工作原理：因两侧有效作用面积或油液压力不等，活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。活塞在液压力的作用下，作直线往复运动。无杆腔无杆腔进油腔进油腔回油腔回油腔有杆腔有杆腔职能符号：职能符号：n单杆单作用活塞缸单杆单作用活塞缸n单杆双作用活塞缸单杆双作用活塞缸双向液压驱动双向液压驱动 单向液压驱动，单向液压驱动，回程靠外力。回程靠外力。3.基本参数基本参数1）推力推力式中：式中：p1进油压

14、力进油压力 p2回油压力回油压力2）速度）速度无杆腔进油，有杆腔出油无杆腔进油，有杆腔出油3.基本参数基本参数有杆腔进油，无杆腔出油有杆腔进油，无杆腔出油1 1）推力）推力式中：式中：p1进油压力进油压力 p2回油压力回油压力2）速度）速度n特点：特点：q 相同，相同，v1 F2。工作行程是活塞杆长度的工作行程是活塞杆长度的2倍。倍。4.应用：往返运动速度及推力不同的场合。应用：往返运动速度及推力不同的场合。活塞杆缩回时，推力较小，速度较大。因而活塞杆缩回时，推力较小，速度较大。因而它适用于伸出时承受工作载荷，缩回时为空载或它适用于伸出时承受工作载荷，缩回时为空载或轻载的场合轻载的场合 总结总

15、结例：液压刨床例：液压刨床 工程实用时将上列速度工程实用时将上列速度工程实用时将上列速度工程实用时将上列速度v v1 1和和和和v v2 2的比值称为往返速的比值称为往返速的比值称为往返速的比值称为往返速比，并记为比，并记为比，并记为比，并记为 v v，于是得于是得于是得于是得差动缸差动缸推力推力：速度：速度：n特点：特点：v3 v1；F3 F1。结论：差动连接后，速度大，推力小结论：差动连接后，速度大，推力小。代入上式：代入上式：q1q2p q设此时的速度为设此时的速度为v3（左右（左右2 2腔相通，均通压力油）腔相通，均通压力油）差动缸差动缸如令：如令：则有则有：结论：当结论：当时，快进、

16、快退速度相等。时，快进、快退速度相等。或或(三）活塞式液压缸典型结构三）活塞式液压缸典型结构1缸底缸底 2卡键卡键 3、5、9、11密封圈密封圈 4活塞活塞 6缸筒缸筒7活塞杆活塞杆 8导向套导向套 10缸盖缸盖 12防尘圈防尘圈 13耳轴耳轴缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置和排气装置 二、二、柱塞缸柱塞缸（一）单柱塞缸（一）单柱塞缸单向液压驱动，回程靠外力。单向液压驱动，回程靠外力。（二）双柱塞缸（二）双柱塞缸双向液压驱动双向液压驱动 2缸平行缸平行（三）参数计算（三）参数计算推力推力：速度：速度：应用：行程较长的场合。应用：

17、行程较长的场合。职能符号：职能符号：柱塞粗、受力好。柱塞粗、受力好。简化加工工艺（缸体内孔和柱塞没有配合，不需精加工；简化加工工艺（缸体内孔和柱塞没有配合，不需精加工；柱塞外圆面比内孔加工容易。）柱塞外圆面比内孔加工容易。）三、其他液压缸三、其他液压缸1、伸缩缸：、伸缩缸：由多个活塞缸套装而成，由多个活塞缸套装而成，前一级缸的活塞杆是后级前一级缸的活塞杆是后级的缸筒。的缸筒。随着缸的伸出，工作速随着缸的伸出，工作速度变快。度变快。行程可以很长，收起后行程可以很长，收起后很短。很短。用于起重机械中。用于起重机械中。三、其他液压缸三、其他液压缸2增压缸：由活塞缸和柱塞缸增压缸：由活塞缸和柱塞缸组成

18、，靠面积的减小增大压力。组成，靠面积的减小增大压力。不是将液压能转换成机械能，不是将液压能转换成机械能，不是将液压能转换成机械能，不是将液压能转换成机械能，而是液压能的传递，使之增压。而是液压能的传递，使之增压。而是液压能的传递，使之增压。而是液压能的传递，使之增压。作为油路中的一个中间环节。作为油路中的一个中间环节。作为油路中的一个中间环节。作为油路中的一个中间环节。用于：短时需要高压液体的场合。用于：短时需要高压液体的场合。v 3、增速缸：也是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，活塞、增速缸：也是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，活塞缸的活塞杆内腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸的活塞杆内腔是柱塞缸

19、的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。当液压油进入柱塞缸时，活塞将快速运动（活缸筒上。当液压油进入柱塞缸时，活塞将快速运动（活塞缸大腔必须补油）；当液压油同时进入柱塞缸和活塞塞缸大腔必须补油）；当液压油同时进入柱塞缸和活塞缸时，活塞慢速运动。缸时，活塞慢速运动。n 增速缸用于快速运动回增速缸用于快速运动回路，在不增加泵的流量的前路，在不增加泵的流量的前提下，使执行元件获得尽可提下，使执行元件获得尽可能大的工作速度。能大的工作速度。三、其他液压缸四、摆动缸（摆动马达）四、摆动缸（摆动马达）1单叶片摆动缸：单叶片摆动缸：压力油由左下方进入缸压力油由左下方进入缸桶，叶片和叶片轴在压力桶，叶片和叶片轴在压

20、力油的作用下，逆时针转动，油的作用下，逆时针转动，回油经左上方流出，摆动回油经左上方流出，摆动角角300。常用于工夹具夹紧装置、送料装置、转位装置及需要常用于工夹具夹紧装置、送料装置、转位装置及需要周期性进给的系统中。周期性进给的系统中。四、摆动缸（摆动马达）四、摆动缸（摆动马达）2双叶片摆动缸：双叶片摆动缸：压力油由左上方和右下方压力油由左上方和右下方同时进入缸桶，同时进入缸桶，2个叶片在个叶片在压力油的作用下，使叶片轴压力油的作用下，使叶片轴顺时针转动，回油经左下方顺时针转动，回油经左下方和右上方同时流出，摆动角和右上方同时流出，摆动角150。其输出转矩是单叶片式的其输出转矩是单叶片式的两

21、倍，角速度是其一半。两倍，角速度是其一半。五、齿轮齿条缸五、齿轮齿条缸 由无杆活塞缸和一由无杆活塞缸和一套齿轮齿条传动装置套齿轮齿条传动装置组成的液压机械联组成的液压机械联合传动机构。合传动机构。用于齿轮驱动的周期用于齿轮驱动的周期性往复旋转运动中。性往复旋转运动中。液压缸外形液压缸外形v液压缸安装连接形式：底座型，耳环型，销轴型等液压缸安装连接形式：底座型，耳环型，销轴型等长螺栓连接长螺栓连接耳环型耳环型v齿条活塞缸齿条活塞缸销轴型销轴型v球铰型球铰型v法兰型法兰型球头型球头型五、液压缸常见故障和排除方法五、液压缸常见故障和排除方法故障现象故障现象产产 生生 原原 因因排排 除除 方方 法法

22、爬行爬行1外界空气进入缸内外界空气进入缸内2密封压得太紧密封压得太紧3活塞与活塞杆不同轴活塞与活塞杆不同轴4活塞杆弯曲变形活塞杆弯曲变形5缸筒内壁拉毛，局部磨损严重或腐蚀缸筒内壁拉毛，局部磨损严重或腐蚀6安装位置有误差安装位置有误差7双活塞杆两端螺母拧得太紧双活塞杆两端螺母拧得太紧8导轨润滑不良导轨润滑不良1开动系统，打开排气塞（阀）强迫排气开动系统，打开排气塞（阀）强迫排气2调调整整密密封封，保保证证活活塞塞杆杆能能用用手手拉拉动动而而试试车时无泄漏即可车时无泄漏即可3校正或更换，使同轴度小于校正或更换，使同轴度小于0.04mm4校正活塞杆，保证直线度小于校正活塞杆，保证直线度小于0.1/1

23、0005适适当当修修理理，严严重重者者重重磨磨缸缸孔孔，按按要要求求重重配活塞配活塞6校正校正7调整调整8适当增加导轨润滑油量适当增加导轨润滑油量推力不足，推力不足，速度不够速度不够或逐渐下降或逐渐下降1缸与活塞配合间隙过大或形密封圈破坏缸与活塞配合间隙过大或形密封圈破坏2工工作作时时经经常常用用某某一一段段，造造成成局局部部几几何何形形状状误差增大，产生泄漏误差增大，产生泄漏3缸端活塞杆密封压得过紧，摩擦力太大缸端活塞杆密封压得过紧，摩擦力太大4活塞杆弯曲，使运动阻力增加活塞杆弯曲，使运动阻力增加1更换活塞或密封圈，调整到合适间隙更换活塞或密封圈，调整到合适间隙2镗磨修复缸孔内径，重配活塞镗

24、磨修复缸孔内径，重配活塞3放松、调整密封放松、调整密封4校正活塞杆校正活塞杆冲击冲击1活活塞塞与与缸缸筒筒间间用用间间隙隙密密封封时时，间间隙隙过过大大，节流阀失去作用节流阀失去作用2端部缓冲装置中的单向阀失灵，不起作用端部缓冲装置中的单向阀失灵，不起作用1更更换换活活塞塞，使使间间隙隙达达到到规规定定要要求求，检检查查缓冲节流阀缓冲节流阀2修正、配研单向阀与阀座或更换修正、配研单向阀与阀座或更换外泄漏外泄漏1密密封封圈圈损损坏坏或或装装配配不不良良使使活活塞塞杆杆处处密密封封不不严严2活塞杆表面损伤活塞杆表面损伤3管接头密封不严管接头密封不严4缸盖处密封不良缸盖处密封不良1检查并更换或重装密封圈检查并更换或重装密封圈2检查并修复活塞杆检查并修复活塞杆3检查并修整检查并修整4检修密封圈及接触面检修密封圈及接触面本章重点本章重点v液压马达：液压马达：主要性能参数；主要性能参数；职能符号；职能符号；分类。分类。v液压缸：液压缸：类型及主要组成部分；类型及主要组成部分；不同的连接方式和速度推力特性；不同的连接方式和速度推力特性；职能符号。职能符号。