液壓執(zhí)行元件課件

Chapter4HydraulicActuators液壓執(zhí)行元件4.1HydraulicMotors液壓馬達(dá)4.2HydraulicCylinders液壓缸Chapter4HydraulicActuators1Motor馬達(dá)pqTn4.1HydraulicMotor液壓馬達(dá)把液壓能變?yōu)闄C(jī)械能，輸出扭矩T與轉(zhuǎn)速

n。1.IntroductionFunctions作用Transferhydraulicenergyintomechanicalenergy。

MotorpqTn4.1HydraulicMotor2Characteristicparameters性能參數(shù)Volumetricefficiency

容積效率ηMv指經(jīng)容積損失后的功率與損失前的功率之比。

ηMv=qMt·Δp/(qM·Δp)=qMt/qM

式中：qMt——理論流量

qMt=VM·nM

（VM:馬達(dá)排量）

qM——實(shí)際流量Δp——馬達(dá)進(jìn)、出口壓差（而泵的容積效率ηpv=q/qt）Characteristicparameters性3

Mechanicalefficiency機(jī)械效率ηMm除泄漏外的各種損失都?xì)w之為機(jī)械損失。

ηMm=PMo

/(qMt·Δp）=TMo·ω/(TMt·ω)=TMo/TMt

式中：PMo——馬達(dá)輸出功率

TMt——理論輸出扭矩

TMo

——實(shí)際輸出扭矩ω——馬達(dá)輸出角速度（泵的機(jī)械效率ηpm=Tt/T）

Mechanicalefficiency機(jī)械效率ηMm4

Overallefficiency總效率ηM

ηM=PMo/PMi=ηMv·ηMm式中：PMi——馬達(dá)輸入功率(ηp=ηpv·ηpm)Overallefficiency總效率ηM5Outputtorque

輸出扭矩

TMo

TMo

=Δp·VM·ηMm/(2π)（可由2π·nM·TMo

=Δp·qMt·ηMm推導(dǎo)出）

qMt=VM·nM

Motorrevolution

馬達(dá)轉(zhuǎn)速

nM

nM=qM·ηMv/VMOutputpower

輸出功率

PMo

PMo=qM·Δp·ηM=TMo·ω=TMo·(2π)·nM

（而泵的輸出功率Ppo=p·q）

Outputtorque輸出扭矩TMo6

Classification分類Accordingtostructures按結(jié)構(gòu)形式不同Gear,vaneandpistontypes齒輪、葉片和柱塞式Accordingtodeliverytypes按排量是否可調(diào)Fixedandvariable

deliverymotors定量馬達(dá)和變量馬達(dá)Accordingtoworkingperformances按輸出參數(shù)High-speedandlower-speedlargetorque

motors

高速馬達(dá)和低速大扭矩馬達(dá)Classification分類Accordingt7

Graphicsymbolsofmotor

馬達(dá)圖形符號(hào)Variable定量馬達(dá)變量馬達(dá)雙向定量馬達(dá)DoubleSingleFixed雙向變量馬達(dá)Graphicsymbolsofmotor馬達(dá)圖82.Operatingprincipleofhydraulicmotors

馬達(dá)工作原理Axialpistonmotors軸向柱塞馬達(dá)SwashplateaxialpistonmotorFig.4-2

斜盤(pán)式軸向柱塞馬達(dá)2.Operatingprincipleofhydr9液壓執(zhí)行元件ppt課件10液壓執(zhí)行元件ppt課件11滑靴結(jié)構(gòu)滑靴結(jié)構(gòu)12結(jié)構(gòu)：與泵相同，反用即為馬達(dá)。工作原理：柱塞在壓力油作用下外伸緊壓在斜盤(pán)上，斜盤(pán)對(duì)柱塞的反作用力垂直于斜盤(pán)表面，其軸向分力Fx

與柱塞所受的液壓推力相平衡，徑向分力Fy

使每個(gè)高壓區(qū)的柱塞對(duì)缸體中心產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

Structureandoperatingprinciple

構(gòu)造與工作原理結(jié)構(gòu)：與泵相同，反用即為馬達(dá)。Structureand13液壓執(zhí)行元件ppt課件14斜軸式軸向柱塞馬達(dá)斜軸式軸向柱塞馬達(dá)15Vanemotors

葉片馬達(dá)Double-actingvanemotor雙作用葉片馬達(dá)Fig.4-3Similartovanepump，differences:Springsusedtopushvanetoucheswithstatorinnersurface彈簧保證葉片與定子內(nèi)表面接觸Zerovaneanglefortwodirectionrunning葉片零度安裝便于雙向旋轉(zhuǎn)Pressureoilisledtovanebottomtokeepthevanestouchwithstatorsurfacetightly壓力油引入葉片底部確保葉片緊貼定子內(nèi)表面Vanemotors葉片馬達(dá)16Fig.4-3Fig.4-317液壓執(zhí)行元件ppt課件18Operatingprinciple

工作原理壓力油作用在過(guò)渡區(qū)葉片上的面積不同，產(chǎn)生力矩推動(dòng)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)。Specialties特點(diǎn)體積小，慣性小，動(dòng)作靈敏，但泄漏較大。適用于轉(zhuǎn)矩低、轉(zhuǎn)速高、要求動(dòng)作靈敏的場(chǎng)合。Operatingprinciple工作原理Specia19葉片泵葉片馬達(dá)起動(dòng)彈簧沒(méi)有起動(dòng)彈簧轉(zhuǎn)子兩側(cè)環(huán)形槽內(nèi)裝有扭力彈簧，使葉片始終頂緊定子，保證起動(dòng)密封。葉片安裝葉片前傾或后傾徑向放置，以適應(yīng)正、反轉(zhuǎn)葉片根部油壓葉片根部不一定通高壓油保證葉片根部始終通壓力油泄漏油的回油方式內(nèi)部回油外部回油進(jìn)、出油口口徑進(jìn)油口口徑≥出油口口徑進(jìn)油口、出油口一樣大。葉片泵和液壓馬達(dá)比較表葉片泵葉片馬達(dá)起動(dòng)彈簧沒(méi)有起動(dòng)彈簧轉(zhuǎn)子兩側(cè)環(huán)形20

Gearmotors齒輪馬達(dá)Externalgearpump外嚙合齒輪馬達(dá)Fig.4-4Similartogear

pump，differences：與齒輪泵類似，區(qū)別：Leakageoiltotankseparately泄漏油單獨(dú)回油箱Samesizefortheinletandoutletports進(jìn)、出油口大小相同Gearmotors齒輪馬達(dá)21Fig.4-4Fig.4-422液壓執(zhí)行元件ppt課件23

Operatingprinciple工作原理由于受壓力油作用的齒面面積不同而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。Specialties特點(diǎn)與齒輪泵類似，多用于轉(zhuǎn)速高、扭矩小的場(chǎng)合。Operatingprinciple工作原理24【課題練習(xí)】

外嚙合齒輪泵作馬達(dá)用，原進(jìn)油口改作出油口，原出油口改作進(jìn)油口，則馬達(dá)的轉(zhuǎn)向（）。A.與作泵時(shí)轉(zhuǎn)向相同B.與作泵時(shí)轉(zhuǎn)向相反C.轉(zhuǎn)向無(wú)法確定D.根本轉(zhuǎn)不起來(lái)【課題練習(xí)】25液壓執(zhí)行元件ppt課件26【課堂練習(xí)】

外嚙合齒輪泵作馬達(dá)用，原進(jìn)油口改作出油口，原出油口改作進(jìn)油口，則馬達(dá)的轉(zhuǎn)向（）。A.與作泵時(shí)轉(zhuǎn)向相同B.與作泵時(shí)轉(zhuǎn)向相反C.轉(zhuǎn)向無(wú)法確定D.根本轉(zhuǎn)不起來(lái)B【課堂練習(xí)】B27Pintle配油軸Crankshaft偏心輪CrisscrossCoupling十字聯(lián)軸節(jié)Rod連桿Saddlesurface馬鞍形面(hydraulicbearing)(靜壓支承)Piston柱塞Ballarticulated球鉸(hydraulicbearing)Cylinder缸室Reciprocateinradial徑向往復(fù)伸縮Radialpistonmotors徑向柱塞馬達(dá)(Low-speedmotors)

Single-actingconnectingrodtype曲柄連桿馬達(dá)

Structure結(jié)構(gòu)Pintle配油軸Crankshaft偏心輪Cris28液壓執(zhí)行元件ppt課件29Fig.4-5

曲柄連桿馬達(dá)工作原理Fig.4-5曲柄連桿馬達(dá)工作原理30Fig.3-5Fig.3-531

Operatingprinciple工作原理Fig.4-5Highpressurepushesrodbypistontoproducetorqueoncam。

高壓油推柱塞外伸對(duì)凸輪(輸出軸)產(chǎn)生扭矩。Campushespistonsinlowpressureareabyrodtodrainlowpressureoilintotank。

偏心輪通過(guò)連桿推柱塞使低壓油排出。

液壓力的合力通過(guò)偏心圓幾何中心，對(duì)曲軸回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生力矩。壓力油

→

活塞

→

連桿

→

曲軸偏心圓表面推推推Operatingprinciple工作原理Fi32Stablelowspeed

低速穩(wěn)定Lowmechanicalefficiencyinlowspeedstarting

低速啟動(dòng)效率低

Specialties特點(diǎn)Hightorque,lowspeed

低速大扭矩Unbalancedradialforce

徑向力不平衡Highstressontwosideofrod

連桿兩端接觸應(yīng)力大Stablelowspeed低速穩(wěn)定Lowme33Incurvemultiple-actingradialpistonmotors

多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)Fig.4-6Incurvemultiple-actingradia34Structure構(gòu)造1.Piston(reciprocatesinradial)

柱塞2.Cylinderblock(stationary)缸體3.Roller(rollsoncam)滾輪4.Rotatingvalve(runs)配油軸

5.Inletport進(jìn)油口6.Outletport出油口7.multi-lobedcam(turns)多曲軌面Structure構(gòu)造1.Piston(recipr35Specialties特點(diǎn)Finelowspeedperformance低速穩(wěn)定性好Workingsafelyandreliable工作安全可靠Highrequestforcammanufacturing

內(nèi)曲面軌道制造難度大Radialforcebalanced徑向力平衡Operatingprinciple工作原理Pressureoilpushesrollerby

pistonagainstcurve

surfacetoproducetorquedrivingcamrunning

壓力油推滾輪驅(qū)動(dòng)軌道旋轉(zhuǎn)Specialties特點(diǎn)Finelowspeed36泵和馬達(dá)的排量標(biāo)準(zhǔn)系列

（單位：mL/r）

······，10，12.5，（14），16，（18），20，（22.5），25，（28），31.5，（35.5），40，······，4000，（4500），5000，（5600），6300，（7100），8000，9000，······。泵和馬達(dá)的排量標(biāo)準(zhǔn)系列

（單位：mL/r）······37【例1】如圖所示為定量泵和定量馬達(dá)系統(tǒng)，已知泵的輸出壓力pp＝10MPa，排量Vp＝10mL/r，轉(zhuǎn)速np＝1450r/min，容積效率ηpv＝0.9，機(jī)械效率ηpm＝0.9，液壓馬達(dá)排量Vm＝10mL/r，容積效率ηmv＝0.9，機(jī)械效率ηmm＝0.9，泵出口與馬達(dá)進(jìn)口間管道壓力損失為0.5MPa，其它損失不計(jì)，試求：例題【例1】如圖所示為定量泵和定量馬達(dá)系統(tǒng)，已知泵的例題38（1）液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率Pip；（2）液壓泵的輸出功率Pop；（3）液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速nM、轉(zhuǎn)矩TM和輸出功率Pom。（1）液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率Pip；39解：（1）液壓泵驅(qū)動(dòng)功率Pip（2）液壓泵輸出功率Pop（3）液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速nM解：40液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩TM

液壓馬達(dá)輸出功率Pom液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩TM41

【例2】圖示系統(tǒng)中，已知泵的排量Vp＝40mL/r，轉(zhuǎn)速np=1450r/min，機(jī)械效率和容積效率均為0.9；變量馬達(dá)的排量范圍為Vm＝40~100mL/r，機(jī)械效率和容積效率為0.9，馬達(dá)的負(fù)載扭矩Tm＝40N·m。不計(jì)管道損失，試求：1泵的輸出流量q

p；2馬達(dá)最大進(jìn)口壓力p

m；3馬達(dá)轉(zhuǎn)速n

m的范圍；4液壓系統(tǒng)的最大輸入功率P

i?！纠?】圖示系統(tǒng)中，已知泵的排量Vp＝40mL/r，轉(zhuǎn)42液壓執(zhí)行元件ppt課件43解：1泵的輸出流量

qp=np?Vp?ηpv

=1450÷60×40×10

-6×0.9=8.7×10-4（m3/s）=52.2L/min2馬達(dá)的最大進(jìn)口壓力pm馬達(dá)的負(fù)載扭矩恒定，因此當(dāng)馬達(dá)排量調(diào)至最小時(shí)，在馬達(dá)進(jìn)出口兩端具有最大的壓力降。馬達(dá)出口直通油箱，其進(jìn)口壓力即為馬達(dá)的進(jìn)出口壓差，故有：解：1泵的輸出流量443馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍系統(tǒng)的最大工作壓力低于溢流閥的調(diào)定壓力，在不考慮管道損失的情況下，油泵的輸出流量即為馬達(dá)的輸入流量。當(dāng)馬達(dá)的排量調(diào)至最大時(shí)，其轉(zhuǎn)速最低：nmmin=qp?ηmv/Vmmax

=8.7×10

-4×0.9÷(100×10

-6)

=7.83(r/s)=469.8rpm3馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍45

馬達(dá)的排量調(diào)至最小時(shí)，其轉(zhuǎn)速最高為nmmax=qp?ηmv/Vmmin=8.7×10

-4×0.9÷(40×10

-6)=19.575(r/s)=1174.5rpm因此，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍為nm=469.8~1174.5rpm。4液壓系統(tǒng)的最大輸入功率Pi

當(dāng)系統(tǒng)的工作壓力最大時(shí)，定量泵系統(tǒng)的輸入功率最大。故有：Pi=qp?ppmax/ηop=8.7×10

-4×7×106÷(0.9×0.9)=7518.5

(W)馬達(dá)的排量調(diào)至最小時(shí)，其轉(zhuǎn)速最高為46【例3】圖示系統(tǒng)中，施加在馬達(dá)上的負(fù)載是不斷變化的(即TM為變量)，則在進(jìn)行調(diào)速(Vp變化)時(shí)，(

)。A.液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速隨負(fù)載的增加而減小B.油泵的工作壓力隨負(fù)載的增加而增加C.液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩隨液壓泵排量的增加而增加D.液壓馬達(dá)輸出功率隨負(fù)載和液壓泵排量的增加而減小TMB【例3】圖示系統(tǒng)中，施加在馬達(dá)上的負(fù)載是不斷變化的TMB47Exercises：

4-1、4-2、4-3（Pg.351）×

（2）therotatingspeedofthehydraulicmotor。4-2

……

（2）therotatingspeedofthehydraulicpump。Exercises：

4-1、4-2、481.

Functions作用

Transformhydraulicenergytomechanicalenergytoachievereciprocatingmotion。液壓缸可實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，輸出推力F及速度v；或?qū)崿F(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，輸出扭矩T與擺動(dòng)角速度ω.Cylinder(液壓缸)pqF、vT、ω4.2HydraulicCylinders液壓缸1.Functions作用CylinderpqF、vT49液壓缸的應(yīng)用液壓缸的應(yīng)用502.Types類型Cylinders液壓缸Piston活塞式Plunger柱塞式

Rotary擺動(dòng)式Single-rod單桿Double-rod雙桿Single-acting單作用Double-acting雙作用Single-acting單柱塞Double-acting雙柱塞Single單葉片Double雙葉片2.Types類型CylindersPistonPlun51液壓執(zhí)行元件ppt課件52Plunger

cylinder柱塞缸Fig.4-9Plungercylinder柱塞缸Fig.4-53Rotary

cylinder

擺動(dòng)缸Fig.4-20Rotarycylinder擺動(dòng)缸Fig.4-2054Telescopiccylinder

伸縮缸Fig.4

-10

、11Single-actingDouble-actingTelescopiccylinder伸縮缸Fig.55液壓執(zhí)行元件ppt課件56①Cylinder缸體；②rackpistonrod齒條活塞桿；③gearshaft齒輪軸；④airbleedingvalve排氣閥。Rackandpinioncylinder齒條活塞式擺動(dòng)液壓缸

Fig.4

-12①Cylinder缸體；②rackpiston57Superchangecylinder

增壓缸Fig.4

-13

Superchangecylinder增壓缸Fig.58增速缸增速缸59單活塞桿式液壓缸雙活塞桿式液壓缸彈簧復(fù)位式液壓缸柱塞式液壓缸單活塞桿式液壓缸雙活塞桿式液壓缸彈簧復(fù)位式液壓缸柱塞式液壓缸60增壓缸串聯(lián)式液壓缸伸縮式液壓缸齒條活塞缸增壓缸串聯(lián)式液壓缸伸縮式液壓缸齒條活塞缸61

Graphicsymbols

圖形符號(hào)

單桿雙作用活塞缸擺動(dòng)缸Graphicsymbols圖形623.Typicalconstructionsandmakeups

液壓缸典型結(jié)構(gòu)與組成

Fig.4

-14

單桿雙作用缸由缸筒(Tube)②、活塞(Piston)④、活塞桿(Pistonrod)⑤、導(dǎo)向套⑥(Guidesleeve)前端蓋(Cylinderhead)①及后端蓋(Cylindercap)③等組成。3.Typicalconstructionsandm63液壓執(zhí)行元件ppt課件64Cylinderblockassembly

缸體組件Components

組成Consistsofacylinderbarrel,twocylinderlids,etc.

缸體組件包括缸筒、端蓋等零件。Connectionoflidandbarrel

缸筒與端蓋的連接Fig.4

-15

a)Flangetype

法蘭連接

簡(jiǎn)單、可靠，加工和拆裝方便，但外形尺寸大。是常用的連接方式。Cylinderblockassembly缸體組65液壓執(zhí)行元件ppt課件66b)Semi-ringtype半環(huán)式連接工藝性好，結(jié)構(gòu)緊湊，但削弱缸筒強(qiáng)度。多用于無(wú)縫鋼管缸筒的連接。c）Threadtype

螺紋連接

結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，拆需專用工具。常用于要求外形尺寸小、質(zhì)量輕的場(chǎng)合。d）Pull-rodtype拉桿式

簡(jiǎn)單，工藝性但笨重，適用于短行程的中低壓缸。e）Weldingtype焊接式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接牢固可靠；但焊接變形，維修性差。b)Semi-ringtype半環(huán)式67

Pistonassembly

活塞組件

Fig.4

-16b）Semi-ringlinkage半環(huán)連接a）Threadconnection螺紋連接1-pistonrod活塞桿；2-piston活塞；3-seal密封圈；4-againstloosenessgasket防松墊圈；5-nut螺母；6-clipkey半環(huán)鍵；7-ringset擋環(huán)，8-springcollar彈簧卡圈Pistonassembly活塞組件Fig.468Cushiondevices

端部緩沖裝置

當(dāng)負(fù)載質(zhì)量較大、運(yùn)動(dòng)速度較高，或換向平穩(wěn)性要求較高時(shí)，應(yīng)設(shè)置端部緩沖裝置。Cushionprinciple緩沖原理活塞接近端蓋時(shí)，增大回油阻力，以降低液壓缸的運(yùn)動(dòng)速度，避免活塞與端蓋相撞。Cushiondevices端部緩沖裝置69Cylindercushiondevices緩沖裝置Fig.4

-17

由活塞凸臺(tái)（圓錐或帶槽圓柱）和端蓋凹槽構(gòu)成。對(duì)于可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置，在端蓋上還設(shè)置有單向節(jié)流閥。Cylindercushiondevices緩沖70液壓執(zhí)行元件ppt課件71液壓執(zhí)行元件ppt課件72Ventingdevices

排氣裝置

Fig.

4

-18

在油缸的最高部位裝設(shè)排氣裝置（如Ventingplug排氣塞、Ventingvalve排氣閥等）。

Ventingdevices排氣裝置Fig.4-734.

Sealsinlinearactuator密封裝置(Pg.194

~

196)液壓缸中的密封，是指活塞、活塞桿、端蓋(導(dǎo)向套)等處的密封，用來(lái)防止液壓缸內(nèi)部或外部的泄漏，或防止灰塵、水、空氣等侵入缸體內(nèi)。Types

密封類型根據(jù)需密封的兩表面間有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)分為：

Dynamicseals動(dòng)密封如活塞與缸筒內(nèi)壁之間的密封。

Staticseals靜密封活塞與活塞桿、缸筒與端蓋等處的密封4.Sealsinlinearactuator密封74Sealingdevices

密封方法Clearancesealing

間隙密封Fig.6

-11依靠?jī)膳浜厦骈g的微小間隙來(lái)防止泄漏。

間隙密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦力小，但密封性能差，加工精度要求高。適用于尺寸較小、壓力較低、運(yùn)動(dòng)速度高的場(chǎng)合。Sealingdevices密封方法Clearan75密封圈密封

O-ringseals

O形密封圈Fig.6

-12一般用耐油橡膠制成，截面呈圓形。安裝時(shí)應(yīng)保證其截面具有一定的壓縮變形。密封圈密封O-ringsealsO形密封圈76

O形密封圈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安裝方便，成本低，但啟動(dòng)時(shí)阻力較大。主要用于靜密封和速度較低的滑動(dòng)密封。O形密封圈密封原理O形密封圈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安裝方便，77

Y－stylesealsY型密封圈Fig.6

-14、15、16Y－stylesealsY型密封圈Fig.6-78Y型密封圈Y型密封圈79

工作時(shí)壓力油作用于Y型密封圈的唇邊內(nèi)表面，使兩唇邊外張而貼緊密封表面，產(chǎn)生密封作用。Y型密封圈的密封性能好，摩擦阻力小，安裝簡(jiǎn)易，常用于軸、孔作相對(duì)滑動(dòng)且運(yùn)動(dòng)速度較高的場(chǎng)合。工作時(shí)壓力油作用于Y型密封圈的唇邊內(nèi)表80

V-stylesealsV型密封圈

Fig.6

-17由支承環(huán)（Supportring）、密封環(huán)（Sealingring）和壓環(huán)（Pressring）三部分組成。當(dāng)壓環(huán)壓緊密封環(huán)時(shí)，支承環(huán)可使密封環(huán)產(chǎn)生變形而起密封作用。V-stylesealsV型密封圈Fig.681Fig.6

-17Fig.6-1782支承環(huán)密封環(huán)壓環(huán)支承環(huán)密封環(huán)壓環(huán)83

V型密封圈耐高壓，密封性能好，但摩擦阻力大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。可用于壓力高、往返速度不大的密封處。Y型密封圈與V型密封圈均屬于唇形密封圈(Lipstylesealing)，只能實(shí)現(xiàn)單向密封。此類密封圈的唇邊開(kāi)口應(yīng)迎著壓力油的方向安裝，并有少量的預(yù)壓縮量，以保持自緊密封功能。V型密封圈耐高壓，密封性能好，但摩擦阻84液壓執(zhí)行元件ppt課件85

Glide

–

ringseals活塞環(huán)

開(kāi)口的金屬環(huán)依靠其彈性變形所產(chǎn)生的張力緊貼在缸體內(nèi)壁，實(shí)現(xiàn)密封作用。

耐高溫，能適應(yīng)較大的壓力變化和速度變化，壽命長(zhǎng)。但加工要求高。Glide–ringseals活塞環(huán)86液壓執(zhí)行元件ppt課件875.Cylindercalculationanddesign液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算Calculationofcylindervelocityandoutputforce液壓缸輸出力與運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算設(shè)單桿雙作用液壓缸的缸體固定，各種損失忽略不計(jì)。無(wú)桿腔

(面積為A1)有桿腔（面積為A2）Dd5.Cylindercalculationandde88

Pressurizedoilisputintothenon-rodchamber外伸

壓力油從無(wú)桿腔輸入p1qv1F1p2DdPressurizedoilisputinto89

Pressurizedoilisputintotherodchamber

內(nèi)縮

壓力油從有桿腔輸入p1qv2F2p2Pressurizedoilisputintot90

Differentialconnection

差動(dòng)連接

兩腔同時(shí)輸入壓力油p1qq′v3F3Differentialconnection差動(dòng)連91當(dāng)液壓缸采用差動(dòng)連接獲得快速空行程時(shí)，為使快進(jìn)與快退的速度相等（即v2=v3），應(yīng)有：D=√2d當(dāng)液壓缸采用差動(dòng)連接獲得快速空行程時(shí)，為使快92Cylindermaindimensioncalculation

液壓缸主要尺寸計(jì)算

液壓缸的主要尺寸為缸筒內(nèi)徑

D、活塞桿直徑d和液壓缸長(zhǎng)度L等。這些參數(shù)可根據(jù)液壓缸最大總負(fù)載F、選定的工作壓力p、運(yùn)動(dòng)部件速度v和液壓缸的行程l決定。對(duì)于單桿活塞缸，設(shè)回油背壓p2＝0，當(dāng)無(wú)桿腔進(jìn)油時(shí)缸筒內(nèi)徑為：Cylindermaindimensioncalcul93

有桿腔進(jìn)油時(shí)活塞桿直徑

d

可根據(jù)受力情況和工作壓力查表選取，若液壓缸往返速度的比值ψ

確定，則有：計(jì)算所得的液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列。有桿腔進(jìn)油時(shí)94缸徑標(biāo)準(zhǔn)系列（單位：mm）8，10，12，16，20，25，32，40，50，63，80，（90），100，（110），125，（140），160，（180），200，（220），250，320，400，500，630，···活塞桿直徑標(biāo)準(zhǔn)系列（單位：mm）4，5，6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，160，180，200，220，250，280，320，360，400，···缸徑標(biāo)準(zhǔn)系列（單位：mm）95

Checkcylinders液壓缸的校核Checkonwallthicknessofbarrel缸筒壁厚驗(yàn)算液壓缸的壁厚δ可根據(jù)結(jié)構(gòu)和工藝上的需要確定。當(dāng)液壓缸的工作壓力較高或直徑較大時(shí)，還應(yīng)對(duì)壁厚進(jìn)行強(qiáng)度校核。Thinwallbarrel薄壁缸（D/δ≥10）按薄壁圓筒公式校核：

Checkcylinders液壓缸的校核Check96

式中：δ——壁厚（m）

D——缸筒內(nèi)徑（m）py——試驗(yàn)壓力（Pa）1.5

p（p≤16MPa）

py=（p為油缸的最大工作壓力）

1.25

p（p>16MPa）[σ]——許用應(yīng)力（Pa）[σ]=σb/n，σb為抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)（一般取n=5）式中：δ——壁厚（m）97

Thickwallbarrel厚壁缸（D/δ<10）脆性材料（如鑄鐵）：

塑性材料（如

ZG45）：Thickwallbarrel厚壁缸（D/δ<98

Diameterofthepiston(d)rodchecking

活塞桿校核Checkonrodtension活塞桿強(qiáng)度校核對(duì)于粗短缸（活塞桿長(zhǎng)徑比l

/d≤10），只進(jìn)行強(qiáng)度校核：式中：d——活塞桿直徑（m）

F——活塞桿所受的最大負(fù)載（N）[σ]——活塞桿材料許用應(yīng)力（Pa）（一般取[σ]=σb/4）Diameterofthepiston(d)rod99

Checkonrodstability

壓桿穩(wěn)定性校核對(duì)于工作行程受壓的活塞桿，當(dāng)活塞桿的長(zhǎng)徑比l

/d>10時(shí)，需要考慮壓桿的縱向穩(wěn)定性。壓桿穩(wěn)定性校核可根據(jù)材料力學(xué)的有關(guān)公式進(jìn)行。

歐拉公式（Eulerformula)：

K=π2·E·I/Sk（N）

F≤K/S（N）Checkonrodstability壓桿穩(wěn)定100式中：K—Criticalload臨界穩(wěn)定力，NSk—Freebucklinglength自由彎曲長(zhǎng)度，m〖與安裝情況有關(guān)〗注：l為安裝長(zhǎng)度（兩支點(diǎn)間的距離）S—Safetyfactor安全系數(shù)（一般取2.5~3.5）E—Elasticitymodular彈性模量，Pa（鋼的彈性模量為2.1×1011Pa）

F—Pushforce液壓缸最大推力，NI—Momentofinertia截面慣性矩，m4

對(duì)于圓截面I=π·

d

4/64（m4）式中：K—Criticalload臨界穩(wěn)定力，N101A：B：C：D：A：B：C：D：102【例4】

圖示為組合式液壓缸，圖(a)和(b)中液壓缸的內(nèi)徑均為D，活塞桿直徑為d。若輸入的流量均為q，工作壓力均為p，出口壓力均為零，不計(jì)泄漏和一切摩擦損失，比較它們輸出力和速度的大小及方向。例題【例4】圖示為組合式液壓缸，圖(a)和(b)中液壓缸例103液壓執(zhí)行元件ppt課件104解：圖(a)：

圖(b)：解：105大小比較：大小比較：106故知兩液壓缸輸出的力和速度方向相反，且有

，。（可進(jìn)一步證得：，

）故知兩液壓缸輸出的力和速度方向相反，且有107【例5】圖示差動(dòng)液壓缸，已知輸入流量q=25L/min，壓力p=5MPa。如果d=5cm，D=8cm，試求活塞移動(dòng)的速度及可以輸出的最大推力。（忽略液壓缸泄漏及摩擦損失）Ddpq【例5】圖示差動(dòng)液壓缸，已知輸入流量q=25L/min，108解：

活塞移動(dòng)的速度

最大推力解：109【例6】圖示柱塞缸，柱塞固定而缸體運(yùn)動(dòng)，壓力油從空心柱塞中流入。已知：進(jìn)油壓力p

=

3MPa，流量q

=

25L/min，柱塞外徑d

=

200mm，內(nèi)孔d0

=

100mm，試求缸體運(yùn)動(dòng)速度v和產(chǎn)生的推力

F?！纠?】圖示柱塞缸，柱塞固定而缸體運(yùn)動(dòng)，壓力油從110解：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)，流入缸體的液體體積量，應(yīng)等于柱塞外伸使缸體有效容積的增大量，故有：缸體運(yùn)動(dòng)速度

解：111柱塞缸產(chǎn)生的推力柱塞缸產(chǎn)生的推力112【例7】圖示為兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同且串聯(lián)的液壓缸。設(shè)無(wú)桿腔面積A1=100cm2，有桿腔面積A2=80cm2，缸