液壓缸 液壓馬達(dá)

1、第第3 3章章 液壓與氣壓執(zhí)行元件液壓與氣壓執(zhí)行元件 第3章 液壓缸功用：將液壓泵供給的液壓能轉(zhuǎn)換為功用：將液壓泵供給的液壓能轉(zhuǎn)換為 機(jī)械能而對(duì)負(fù)載作功，實(shí)現(xiàn)直機(jī)械能而對(duì)負(fù)載作功，實(shí)現(xiàn)直 線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。線往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 液壓缸的類型及特點(diǎn)液壓缸的類型及特點(diǎn) 按結(jié)構(gòu)形式按結(jié)構(gòu)形式 活塞缸活塞缸 柱塞缸柱塞缸 擺動(dòng)缸擺動(dòng)缸 往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)擺動(dòng)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)按作用方式按作用方式單作用式：?jiǎn)巫饔檬剑阂后w或氣體只控制液體或氣體只控制 缸一腔單向缸一腔單向運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 雙作用式：雙作用式：液體或氣體控制缸兩腔實(shí)現(xiàn)雙液體或氣體控制缸兩腔實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)向運(yùn)動(dòng)液壓缸的類型及特點(diǎn)液壓缸的類型及特點(diǎn)

2、 活塞式液壓缸定義活塞式液壓缸定義在缸體內(nèi)作相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的組件為活在缸體內(nèi)作相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的組件為活塞的液壓缸塞的液壓缸 分分 類類 雙桿雙桿 按伸出活塞桿不同按伸出活塞桿不同 單桿單桿 無(wú)桿無(wú)桿 缸體固定缸體固定 按固定方式不同按固定方式不同 A2 2) 壓力相同時(shí)，推力不等壓力相同時(shí)，推力不等 流量相同時(shí)，速度不等流量相同時(shí)，速度不等 即不具有等推力等速度特性即不具有等推力等速度特性 無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí) v1 = q/A1 = 4q/D2 F1 = p1A1 - p2A2 =D2 p1 - (D2-d2)p2/4 有桿腔進(jìn)油時(shí)有桿腔進(jìn)油時(shí) v2 = q/A2 = 4q/(D2-d2)

3、F2 = p1A2- p2A1 = (D2-d2) p1-D2 p2/4 單活塞桿液壓缸簡(jiǎn)單連接比較單活塞桿液壓缸簡(jiǎn)單連接比較 A1 A2 v1 F2 故：活塞桿伸出時(shí)，推力較大，速度較小故：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)，適用于輕載快速活塞桿縮回時(shí)，適用于輕載快速 單活塞桿液壓缸簡(jiǎn)單連接結(jié)論單活塞桿液壓缸簡(jiǎn)單連接結(jié)論活塞桿直徑越小，兩個(gè)方向速度差值越小。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。固定方式

4、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。運(yùn)動(dòng)行程皆為兩倍的活塞或缸體的有效行程。差動(dòng)連接差動(dòng)連接單桿活塞液壓缸兩腔單桿活塞液壓缸兩腔同時(shí)通入流體時(shí)，同時(shí)通入流體時(shí)，利用兩端面積差進(jìn)行利用兩端面積差進(jìn)行工作的連接形式。工作的連接形式。 差動(dòng)連接速度、推力計(jì)算差動(dòng)連接速度、推力計(jì)算 v v3 3A A1 1 = q= q + v+ v3 3A A2 2 v v3 3 = q/(A= q/(A1 1-A-A2 2)=4 q/d)=4 q/d2 2 故故: :要使要使 v v2 2 = v= v3 3 D = 2 d D = 2 d F F3 3 = p = p1 1

5、（A A1 1-A-A2 2） = d= d2 2p p1 1/4/4 差動(dòng)連接特點(diǎn)差動(dòng)連接特點(diǎn)在不增加流量的前提下，在不增加流量的前提下，實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng) 單桿活塞液壓缸應(yīng)用單桿活塞液壓缸應(yīng)用單桿活塞液壓缸不同連接，可實(shí)現(xiàn)如下工作循單桿活塞液壓缸不同連接，可實(shí)現(xiàn)如下工作循 環(huán)：環(huán)： （差動(dòng)連接）（差動(dòng)連接） （無(wú)桿腔進(jìn)油）（有桿腔進(jìn)油）（無(wú)桿腔進(jìn)油）（有桿腔進(jìn)油） 快進(jìn)快進(jìn) 工進(jìn)工進(jìn) 快退快退 v3、F3 v1、F1 v2、F2 定定 義義在缸體內(nèi)做相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的組件在缸體內(nèi)做相對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的組件是柱塞的液壓缸是柱塞的液壓缸 柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)柱塞式液壓缸結(jié)構(gòu)1缸

6、筒、缸筒、2柱塞、柱塞、3導(dǎo)向套、導(dǎo)向套、4鋼絲卡圈等鋼絲卡圈等柱塞式液壓缸工作原理柱塞式液壓缸工作原理 自重自重只能單向運(yùn)動(dòng)，回程需靠外力只能單向運(yùn)動(dòng)，回程需靠外力 彈簧力彈簧力需雙向運(yùn)動(dòng)時(shí)，常成對(duì)使用。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)算柱塞式液壓缸速度、推力計(jì)算v = q/A = 4q/d2 F = pA = d2 p/4 柱塞式液壓缸特點(diǎn)柱塞式液壓缸特點(diǎn) 柱塞工作時(shí)總是受壓，一般較粗柱塞工作時(shí)總是受壓，一般較粗 水平放置易下垂，產(chǎn)生單邊磨損水平放置易下垂，產(chǎn)生單邊磨損 故故 常垂直放置，有時(shí)可做成空心常垂直放置，有時(shí)可做成空心 又又 缸體內(nèi)壁與柱塞不接觸缸體內(nèi)壁與柱塞

7、不接觸 可不加工或只粗加工，工藝性好可不加工或只粗加工，工藝性好 龍門(mén)刨床龍門(mén)刨床 故故 常用于長(zhǎng)行程機(jī)床，如常用于長(zhǎng)行程機(jī)床，如 導(dǎo)軌磨床導(dǎo)軌磨床 大型拉床大型拉床擺動(dòng)液壓缸擺動(dòng)液壓缸又稱為擺動(dòng)式液壓馬達(dá)或回轉(zhuǎn)液壓缸又稱為擺動(dòng)式液壓馬達(dá)或回轉(zhuǎn)液壓缸作用：將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)變成擺作用：將液壓油的壓力能轉(zhuǎn)變成擺動(dòng)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能擺動(dòng)液壓缸擺動(dòng)液壓缸組成：缸體、定子塊、葉片、傳動(dòng)軸等組成：缸體、定子塊、葉片、傳動(dòng)軸等分類分類 單葉片式單葉片式擺角可達(dá)擺角可達(dá)330330 雙葉片式雙葉片式擺角最大擺角最大150150擺動(dòng)液壓缸工作原理擺動(dòng)液壓缸工作原理當(dāng)缸的一個(gè)油口進(jìn)壓力油，另一油口當(dāng)缸

8、的一個(gè)油口進(jìn)壓力油，另一油口回油時(shí)，葉片在壓力油作用下往一回油時(shí)，葉片在壓力油作用下往一個(gè)方向擺動(dòng)，帶動(dòng)軸偏轉(zhuǎn)一定角度個(gè)方向擺動(dòng)，帶動(dòng)軸偏轉(zhuǎn)一定角度小于小于3600，當(dāng)進(jìn)回油口互換時(shí)，馬，當(dāng)進(jìn)回油口互換時(shí)，馬達(dá)反轉(zhuǎn)。達(dá)反轉(zhuǎn)。 擺動(dòng)液壓缸特點(diǎn)擺動(dòng)液壓缸特點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般只用于中低壓系統(tǒng)。但密封困難，一般只用于中低壓系統(tǒng)。 增壓缸（增壓器）增壓缸（增壓器） 能將輸入的低壓油轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏河停┠軐⑤斎氲牡蛪河娃D(zhuǎn)變?yōu)楦邏河?，供液壓系統(tǒng)中的某一分支油路使用。液壓系統(tǒng)中的某一分支油路使用。增壓缸結(jié)構(gòu)增壓缸結(jié)構(gòu)單作用、雙作用單作用、雙作用 增壓缸增壓原理增壓缸增壓

9、原理 A1 p1=A2 p2 p1D2/4=p2d2/4 p2 = A1 / A2 p1 = p1 D2/d2 =K p1 K增壓比 增壓缸特點(diǎn)增壓缸特點(diǎn)在不在不p p p p 的前提下，靠的前提下，靠 AA來(lái)來(lái) p p 單作用斷續(xù)增壓、雙作用連續(xù)增壓?jiǎn)巫饔脭嗬m(xù)增壓、雙作用連續(xù)增壓只能從高壓端輸出的油液中獲得大的只能從高壓端輸出的油液中獲得大的推力，不能直接作為執(zhí)行元件推力，不能直接作為執(zhí)行元件 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。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，活塞或柱塞伸出時(shí)，從大到小，速

10、度逐漸增大，推力逐漸減小。速度逐漸增大，推力逐漸減小?；钊蛑s回時(shí)，從小到大?；钊蛑s回時(shí)，從小到大。多級(jí)缸特點(diǎn)應(yīng)用 工作時(shí)可伸很長(zhǎng)，不工作時(shí)縮短工作時(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占地面積小，且推力隨行程增加而減小 故故 起重機(jī)伸縮臂、自動(dòng)傾卸卡車、火箭發(fā)起重機(jī)伸縮臂、自動(dòng)傾卸卡車、火箭發(fā) 射臺(tái)等皆用射臺(tái)等皆用 齒條活塞（無(wú)桿液壓缸）齒條活塞（無(wú)桿液壓缸） 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 工作原理工作原理 應(yīng)應(yīng) 用用無(wú)桿液壓缸結(jié)構(gòu)無(wú)桿液壓缸結(jié)構(gòu)缸體、活塞、齒條、齒輪、端蓋等缸體、活塞、齒條、齒輪、端蓋等 無(wú)桿液壓缸工作原理無(wú)桿液壓缸工作原理左腔進(jìn)油，右腔回油時(shí)，齒條右移，左腔

11、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)。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，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)齒輪帶動(dòng)工作臺(tái)順轉(zhuǎn) 。無(wú)桿液壓缸應(yīng)用無(wú)桿液壓缸應(yīng)用 常用于需要回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合，常用于需要回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合， 如：自動(dòng)線、磨床如：自動(dòng)線、磨床 液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸的典型結(jié)構(gòu)1-前端蓋 2 12-密封圈 3-活塞 4-活塞桿 5-缸筒 6-拉桿7-導(dǎo)向套 8-后端蓋 9-防塵圈 13 14-緩沖及排氣裝置液壓缸的構(gòu)造液壓缸的構(gòu)造n缸體組件：缸體、前后端蓋缸體組件：缸體、前后端蓋n活塞組件：活塞、活塞桿活塞組件：活塞、活塞桿n密封裝置：密封環(huán)，密封圈

12、等密封裝置：密封環(huán)，密封圈等n緩沖裝置緩沖裝置n排氣裝置排氣裝置缸體與端蓋的連接缸體與端蓋的連接 法蘭連接法蘭連接 半環(huán)連接半環(huán)連接 螺紋連接螺紋連接 拉桿連接拉桿連接 焊接連接焊接連接 缸體與端蓋的連接缸體與端蓋的連接 工作壓力、缸體材料、工作壓力、缸體材料、 工作條件不同工作條件不同 連接形式很多，連接形式很多， 鑄鐵缸體，外形尺寸大鑄鐵缸體，外形尺寸大 缸體與端蓋的連接形式缸體與端蓋的連接形式法蘭連接：高壓，需焊接法蘭盤(pán)，較雜。法蘭連接：高壓，需焊接法蘭盤(pán)，較雜。 內(nèi)半環(huán)內(nèi)半環(huán) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、裝卸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、裝卸半環(huán)連接半環(huán)連接 方便方便（但因缸體上開(kāi)了環(huán)行槽，強(qiáng)度削弱）（但因缸體

13、上開(kāi)了環(huán)行槽，強(qiáng)度削弱） 外半環(huán)外半環(huán) 內(nèi)螺紋內(nèi)螺紋 螺紋連接螺紋連接 重量輕，外徑小，但端部復(fù)雜，重量輕，外徑小，但端部復(fù)雜， 外螺紋外螺紋 裝卸不便，需專用工具裝卸不便，需專用工具 焊接連接焊接連接缸體與端蓋的連接形式缸體與端蓋的連接形式拉桿連接拉桿連接通用性好，缸體加工方便，裝拆方通用性好，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，影響端部密桿受力后會(huì)拉伸變形，影響端部密封效果，只適于低壓。封效果，只適于低壓。活塞和活塞桿的連接活塞和活塞桿的連接 工作壓力、安裝方式、工作壓力、安裝方式、 工作條件的不同。工作條件的不同。 活塞組件

14、有多種結(jié)構(gòu)形式?；钊M件有多種結(jié)構(gòu)形式。 整體式：常用于小直徑液壓缸，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，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸緊湊， 但損壞后需整體更換但損壞后需整體更換 活塞和活塞桿的連接活塞和活塞桿的連接焊接式：同上焊接式：同上 錐銷式：常用于雙桿缸，加工容易，裝配簡(jiǎn)單，錐銷式：常用于雙桿缸，加工容易，裝配簡(jiǎn)單， 但承但承 載能力小，且需防止載能力小，且需防止 脫落脫落 螺紋式：常用于單桿缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆螺紋式：常用于單桿缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆 方便，但需方便，但需 防止螺母松動(dòng)。防止螺母松動(dòng)。 半環(huán)式：常用于高壓大負(fù)載或振動(dòng)比較大半環(huán)式：常用于高壓大負(fù)載或振動(dòng)比較大 的場(chǎng)合

15、，的場(chǎng)合， 強(qiáng)度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆方便。強(qiáng)度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆方便。 液壓缸的緩沖裝置液壓缸的緩沖裝置 n必要性必要性n緩沖原理緩沖原理n緩沖裝置類型緩沖裝置類型緩沖的必要性緩沖的必要性 在質(zhì)量較大、速度較高在質(zhì)量較大、速度較高(v12m/min），）， 由于慣性力較大，活塞運(yùn)動(dòng)到終端時(shí)會(huì)撞由于慣性力較大，活塞運(yùn)動(dòng)到終端時(shí)會(huì)撞 擊缸蓋，產(chǎn)生沖擊和噪聲，嚴(yán)重影響加工擊缸蓋，產(chǎn)生沖擊和噪聲，嚴(yán)重影響加工 精度，甚至使液壓缸損壞。精度，甚至使液壓缸損壞。 常在大型、高速、或高精度液壓缸中設(shè)置常在大型、高速、或高精度液壓缸中設(shè)置 緩沖裝置或在系統(tǒng)中設(shè)置緩沖回路。緩沖裝置或在系統(tǒng)中設(shè)置緩沖回路。緩沖

16、原理緩沖原理利用節(jié)流方法在液壓缸的回油腔產(chǎn)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。生阻力，減小速度，避免撞擊。 緩沖裝置類型緩沖裝置類型 （1） 圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置 （2） 圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置 （3） 可變節(jié)流槽式緩沖裝置可變節(jié)流槽式緩沖裝置 （4） 可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置 緩沖裝置類型緩沖裝置類型液壓缸的排氣裝置液壓缸的排氣裝置 必要性必要性排氣方法排氣方法排氣的必要性排氣的必要性 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，換向精度使液壓缸產(chǎn)生爬行、振動(dòng)和

17、前沖，換向精度降低等。降低等。 故故 必須設(shè)置排氣裝置必須設(shè)置排氣裝置。 排氣方法排氣方法1 排氣孔排氣孔 油口設(shè)置在液壓缸最高處油口設(shè)置在液壓缸最高處 2 排氣塞排氣塞 象螺釘象螺釘 3 排氣閥排氣閥 使液壓缸兩腔經(jīng)該閥與油使液壓缸兩腔經(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)閥使液壓缸空載往復(fù)運(yùn)動(dòng) 幾次即可幾次即可 第二節(jié)第二節(jié) 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá) 液壓馬達(dá)是使負(fù)載作液壓馬達(dá)是使負(fù)載作連續(xù)旋轉(zhuǎn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行的執(zhí)行元件，其內(nèi)部構(gòu)造與液壓泵類似，元件，其內(nèi)部構(gòu)造與液壓泵類似，差別僅差別僅在于液壓泵的旋轉(zhuǎn)是由電機(jī)所帶動(dòng)，輸出在于液壓泵的旋轉(zhuǎn)是由電機(jī)所帶動(dòng)，輸出

18、的是液壓油；液壓馬達(dá)則是輸入液壓油，的是液壓油；液壓馬達(dá)則是輸入液壓油，輸出的是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。輸出的是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。因此，液壓馬達(dá)和因此，液壓馬達(dá)和液壓泵在細(xì)部結(jié)構(gòu)上存在一定的差別。液壓泵在細(xì)部結(jié)構(gòu)上存在一定的差別。液壓馬達(dá)和液壓泵的區(qū)別液壓馬達(dá)和液壓泵的區(qū)別 作用上作用上相反相反和液壓泵的區(qū)別和液壓泵的區(qū)別 結(jié)構(gòu)上結(jié)構(gòu)上相似相似（略有差別）（略有差別） 原理上原理上互逆互逆液壓馬達(dá)分類液壓馬達(dá)分類 n 按照轉(zhuǎn)速分按照轉(zhuǎn)速分 n 按照排量能否調(diào)節(jié)按照排量能否調(diào)節(jié) n 按照輸油方向能否改變按照輸油方向能否改變 n 按照輸出轉(zhuǎn)矩是否連續(xù)按照輸出轉(zhuǎn)矩是否連續(xù) 按照轉(zhuǎn)速分按照轉(zhuǎn)速分 n 高速高速額定轉(zhuǎn)速大于額定轉(zhuǎn)速大于500r/min n 低速低速額定轉(zhuǎn)速小額定轉(zhuǎn)速小500r/min 按照排量能否調(diào)節(jié)按照排量能否調(diào)節(jié) n 定定 量量 n 變變 量量 按照輸油方向能否改變按照輸油方向能否改變 n 單單 向向 n 雙雙 向向 按照輸出轉(zhuǎn)矩是否連續(xù)按照輸出轉(zhuǎn)矩是否連續(xù)n 旋轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)式 n 擺動(dòng)式擺動(dòng)式 齒輪馬達(dá)齒輪馬達(dá)葉片式液壓馬達(dá)葉片式液壓馬達(dá)軸向柱塞式液壓馬達(dá)軸向柱塞式液壓馬達(dá)多作用內(nèi)