液壓與氣壓傳動 第5版 課件 第三章 液壓馬達(dá)與液壓缸

液壓與氣壓傳動流體動力與控制工程系講課教師：劉銀水12液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，其將液體壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。液壓馬達(dá)與液壓泵具有互逆性，且均是依靠密閉容腔的容積大小變化而工作。3液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述1、工作原理以葉片液壓馬達(dá)為例進(jìn)行說明。密閉容腔內(nèi)運動部件受力產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩；進(jìn)油口和出油口可以互換，從而改變旋轉(zhuǎn)方向。4液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述2、液壓馬達(dá)與液壓泵結(jié)構(gòu)區(qū)別啟動前，要求進(jìn)油腔與排油腔可靠地隔離，且分別連通進(jìn)、排油口。液壓馬達(dá)能夠正反轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)上具有對稱性，具有單獨的外泄油口。泄漏不僅影響液壓馬達(dá)的容積效率和壓力值，還會影響液壓馬達(dá)的制動性能。5液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述3、液壓馬達(dá)的性能參數(shù)⑴工作壓力與額定壓力液壓馬達(dá)輸入油液的實際壓力稱為馬達(dá)的工作壓力，其大小取決于馬達(dá)的負(fù)載；馬達(dá)進(jìn)口壓力與出口壓力的差值稱為馬達(dá)的壓力差；按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，能使馬達(dá)連續(xù)正常運轉(zhuǎn)的最高壓力稱為馬達(dá)的額定壓力。6液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述3、液壓馬達(dá)的性能參數(shù)⑵流量與容積效率馬達(dá)沒有泄漏時，達(dá)到要求轉(zhuǎn)速所需要的進(jìn)口流量，稱為理論流量，qMt；馬達(dá)存在間隙，會產(chǎn)生泄露流量Δq；考慮泄漏流量時，馬達(dá)入口處流量稱為馬達(dá)的實際流量，qM。7液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述3、液壓馬達(dá)的性能參數(shù)⑶排量與轉(zhuǎn)速沒有泄漏情況下（容積效率等于1），馬達(dá)輸出軸旋轉(zhuǎn)一周所需要油液的體積，稱為馬達(dá)的排量。馬達(dá)排量由其幾何結(jié)構(gòu)決定，排量可變稱為變量馬達(dá)，排量不可變稱為定量馬達(dá)。馬達(dá)轉(zhuǎn)速由輸入流量、容積效率、排量共同決定：8液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述3、液壓馬達(dá)的性能參數(shù)⑷轉(zhuǎn)矩、機(jī)械效率、啟動機(jī)械效率不考慮馬達(dá)泄漏、機(jī)械摩擦，馬達(dá)理論上輸出的轉(zhuǎn)矩稱為理論轉(zhuǎn)矩：由各種摩擦產(chǎn)生的扭矩稱為損失扭矩，ΔT；9液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述3、液壓馬達(dá)的性能參數(shù)⑷轉(zhuǎn)矩、機(jī)械效率、啟動機(jī)械效率馬達(dá)輸出軸工作過程中輸出的扭矩稱為實際輸出扭矩：實際輸出扭矩與理論扭矩之比稱為馬達(dá)的機(jī)械效率；10液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述3、液壓馬達(dá)的性能參數(shù)⑷轉(zhuǎn)矩、機(jī)械效率、啟動機(jī)械效率由于靜止?fàn)顟B(tài)下摩擦系數(shù)大，其起動轉(zhuǎn)矩小于實際輸出轉(zhuǎn)矩，因此其起動性能可用起動機(jī)械效率表示：11液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述3、液壓馬達(dá)的性能參數(shù)⑸功率與總效率輸入功率：輸出功率：總效率：12液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述3、液壓馬達(dá)的性能參數(shù)⑹制動性能制動性能的評價：馬達(dá)在額定轉(zhuǎn)矩下其進(jìn)出口被切斷時的馬達(dá)軸的滑動值，rad/s。13液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述4、液壓馬達(dá)的分類齒輪馬達(dá)葉片馬達(dá)螺桿馬達(dá)柱塞馬達(dá)運動構(gòu)件形狀定量馬達(dá)變量馬達(dá)排量是否可變14液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述4、液壓馬達(dá)的分類高速馬達(dá)（轉(zhuǎn)速高于500r/min)

葉片馬達(dá)、齒輪馬達(dá)、螺桿馬達(dá)、軸向柱塞馬達(dá)低速馬達(dá)（轉(zhuǎn)速低于500r/min)

單連桿型徑向柱塞馬達(dá)、多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)工作特性15液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)概述5、液壓馬達(dá)的圖形符號16液壓馬達(dá)二、高速液壓馬達(dá)1、齒輪液壓馬達(dá)⑴工作原理動畫演示1動畫演示217液壓馬達(dá)二、高速液壓馬達(dá)1、齒輪液壓馬達(dá)⑵結(jié)構(gòu)特點（與齒輪泵比）結(jié)構(gòu)對稱，泄漏油需經(jīng)單獨的外泄油口引出殼體外；為了減少起動摩擦轉(zhuǎn)矩，馬達(dá)軸必須采用滾動軸承；為了減小輸出轉(zhuǎn)矩的脈動，齒數(shù)一般較多。18液壓馬達(dá)二、高速液壓馬達(dá)2、葉片液壓馬達(dá)⑴工作原理(動畫演示)⑵結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)對稱，采用雙作用式；采用燕式彈簧，保證馬達(dá)起動前，葉片可靠地緊貼定子的內(nèi)表面；采用梭閥，保證葉片馬達(dá)正、反轉(zhuǎn)時，葉片根部始終通高壓油。19液壓馬達(dá)二、高速液壓馬達(dá)2、葉片液壓馬達(dá)⑴工作原理⑵結(jié)構(gòu)特點20液壓馬達(dá)二、高速液壓馬達(dá)3、軸向柱塞液壓馬達(dá)⑴工作原理（動畫演示）21液壓馬達(dá)二、高速液壓馬達(dá)3、軸向柱塞液壓馬達(dá)⑵結(jié)構(gòu)特點配流盤是對稱結(jié)構(gòu)，進(jìn)、出油口可互換，從而改變旋轉(zhuǎn)方向；改變斜盤傾角大小，可以改變馬達(dá)的排量，從而可以馬達(dá)的輸出扭矩和轉(zhuǎn)速；改變斜盤的傾角方向，可以馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向。22液壓馬達(dá)三、低速液壓馬達(dá)1、單作用連桿型徑向柱塞馬達(dá)⑴工作原理（動畫演示）23液壓馬達(dá)三、低速液壓馬達(dá)1、單作用連桿型徑向柱塞馬達(dá)⑵結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠；體積和重量較大；存在較大的轉(zhuǎn)矩脈動，低速穩(wěn)定性差，近年來逐漸得到改善。24液壓馬達(dá)三、低速液壓馬達(dá)2、多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)⑴工作原理（動畫演示）25液壓馬達(dá)三、低速液壓馬達(dá)2、多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)⑵結(jié)構(gòu)特點理論上可獲得無脈動的輸出扭矩；液壓徑向力平衡，振動小，效率高；排量大，可獲得較低的輸出速度。液壓與氣壓傳動流體動力與控制工程系講課教師：劉銀水26液壓缸液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，其將液體壓力能轉(zhuǎn)換為直線運動或擺動的機(jī)械能。結(jié)構(gòu)特點活塞式柱塞式回轉(zhuǎn)式作用方式單作用：一個方向由液壓驅(qū)動，另一個方向由彈簧力或重力完成。雙作用：兩個方向均有液壓力完成。27液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性由活塞來實現(xiàn)液壓能向機(jī)械能轉(zhuǎn)換?？煞譃殡p活塞桿式和單活塞桿式兩種結(jié)構(gòu)形式，其安裝又有缸筒固定和活塞桿固定兩種方式。281、活塞式液壓缸液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性1、活塞式液壓缸⑴雙活塞桿液壓缸29液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性1、活塞式液壓缸⑴雙活塞桿液壓缸30液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性1、活塞式液壓缸⑴雙活塞桿液壓缸雙活塞桿液壓缸的兩活塞桿直徑相等，若輸入流量和壓力不變時，其往返運動速度和推力相等?！@種液壓缸常用于要求往返運動速度或推力相同的場合31液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性1、活塞式液壓缸⑵單活塞桿液壓缸32液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性1、活塞式液壓缸⑵單活塞桿液壓缸單活塞桿液壓缸左、右兩腔有效面積和不等，當(dāng)進(jìn)油腔壓力、回油腔壓力、流量不變時，其左、右兩個方向的推力和速度不相同。33液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性1、活塞式液壓缸⑵單活塞桿液壓缸無桿腔進(jìn)油34液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性1、活塞式液壓缸⑵單活塞桿液壓缸有桿腔進(jìn)油35液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性1、活塞式液壓缸⑵單活塞桿液壓缸36液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性1、活塞式液壓缸⑵單活塞桿液壓缸差動連接等效37液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性1、活塞式液壓缸⑵單活塞桿液壓缸差動連接38液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性1、活塞式液壓缸⑵單活塞桿液壓缸單桿活塞缸進(jìn)油方式39液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性402、柱塞液壓缸液壓缸一、常用液壓缸及其速度推力特性2、柱塞液壓缸柱塞與缸筒無配合關(guān)系，缸筒內(nèi)孔不需精加工，只是柱塞與缸蓋上的導(dǎo)向套有配合關(guān)系；為減輕重量，減少彎曲變形，柱塞常做成空心；柱塞缸只能作單作用缸，要求往復(fù)運動時，需成對使用。41液壓缸二、其它形式液壓缸1、伸縮液壓缸雙作用伸縮缸

它由兩個或多個活塞式缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞桿是后一級活塞缸的缸筒。各級活塞依次伸出可獲得很長的行程，當(dāng)依次縮回時缸的軸向尺寸很??；除雙作用伸縮液壓缸外，還有單作用伸縮液壓缸，它與雙作用不同點是回程靠外力，而雙作用靠液壓作用力。42單作用伸縮缸液壓缸二、其它形式液壓缸2、齒條活塞液壓缸

齒條活塞缸是活塞缸與齒輪齒條機(jī)構(gòu)組成的復(fù)合式缸。它將活塞的直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的旋轉(zhuǎn)運動，用在機(jī)床的進(jìn)刀機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)位、液壓機(jī)械手等。43液壓缸二、其它形式液壓缸3、增壓缸（動畫演示）增壓缸是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸，但它不是能量轉(zhuǎn)換裝置，只是一個增壓器件；增壓能力是在降低有效流量的基礎(chǔ)上得到的；增壓缸作為中間環(huán)節(jié)，用在低壓系統(tǒng)要求有局部高壓油路的場合。44液壓缸二、其它形式液壓缸454、增速缸（動畫演示）增速缸也是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸，活塞缸的活塞內(nèi)腔是柱塞缸的缸筒。當(dāng)液壓油進(jìn)入柱塞缸時，活塞將快速運動（活塞缸大腔必須補油）；當(dāng)液壓油同時進(jìn)入柱塞缸和活塞缸時，活塞慢速運動。增速缸用于快速運動回路，在不增加泵的流量的前提下，使執(zhí)行元件獲得盡可能大的工作速度。液壓缸二、其它形式液壓缸5、擺動式液壓缸當(dāng)通入液壓油，它的主軸能輸出小于360°的擺動運動的缸稱為擺動式液壓缸。常用于輔助裝置，如送料和轉(zhuǎn)位裝置、液壓機(jī)械手及間歇進(jìn)給機(jī)構(gòu)。動畫演示46液壓缸三、液壓缸的技術(shù)特點1、緩沖裝置47液壓缸三、液壓缸的技術(shù)特點2、排氣裝置48液壓缸