第四 液压执行元件

1、1 第四章第四章 执行元件执行元件 第一节第一节 往复运动执行元件往复运动执行元件 第二节第二节 旋转运动执行元件旋转运动执行元件 2 在液压传动系统中，液压执行元件是把输入的液压在液压传动系统中，液压执行元件是把输入的液压 能转变为机械能进行输出的能量转换装置。能转变为机械能进行输出的能量转换装置。 液压执行元件分为液压缸和液压马达两种类型，前液压执行元件分为液压缸和液压马达两种类型，前 者是为了实现直线或摆动运动，后者是为了实现旋者是为了实现直线或摆动运动，后者是为了实现旋 转运动。转运动。 气缸和气压马达用压缩空气作为工作介质，工作压气缸和气压马达用压缩空气作为工作介质，工作压 力小，输

2、出力和扭矩较小，但空气不污染环境，且力小，输出力和扭矩较小，但空气不污染环境，且 气压元件反应迅速，动作快，因此在自动化生产中，气压元件反应迅速，动作快，因此在自动化生产中， 尤其是在电子、汽车和食品工业中应用十分广泛尤其是在电子、汽车和食品工业中应用十分广泛 3 第一节第一节 往复执行元件往复执行元件 一、液压缸一、液压缸 （一）分类（一）分类 按结构分：活塞缸、柱塞缸和摆动缸等。按结构分：活塞缸、柱塞缸和摆动缸等。 它们输入为它们输入为压力和流量，压力和流量，输出为输出为力和速度。力和速度。 按作用方式：按作用方式： 分为分为单作用单作用缸和缸和双作用双作用缸两类。缸两类。 单作用式液压缸

3、又分为单作用式液压缸又分为无弹簧式、有弹簧式无弹簧式、有弹簧式。 双作用式液压缸又分为单杆形，双杆形两种。双作用式液压缸又分为单杆形，双杆形两种。 如图所示：如图所示： 4 5 单作用柱塞式液压缸单作用柱塞式液压缸 双作用单活塞杆式液压缸双作用单活塞杆式液压缸 双作用双活塞杆式液压缸双作用双活塞杆式液压缸 双作用伸缩式液压缸双作用伸缩式液压缸 单作用单作用单活塞杆式液压缸单活塞杆式液压缸 6 液压缸与其他机构相匹配时，可完成各种运动。液压缸与其他机构相匹配时，可完成各种运动。 如图所示。如图所示。 7 1、活塞缸活塞缸 有有双杆式双杆式和和单杆式单杆式，其固定方式有，其固定方式有缸体固定和活塞

4、固定缸体固定和活塞固定两种。两种。 （1 1）双杆活塞缸）双杆活塞缸 由图由图4-14-1示可知示可知 当两活塞杆直径相等，如果输入腔液体的压力和流量不变当两活塞杆直径相等，如果输入腔液体的压力和流量不变 时，活塞在两个方向上的速度和推力都相等。时，活塞在两个方向上的速度和推力都相等。 )( 4 )( 4 )()( 22 22 2121 dD q A q v dDppAppF cv cv cmcm 8 L LL LL L v v1 1v v2 2 F F1 1F F2 2 P P1 1P P2 2 q qq q A A1 1 A A2 2 L LL L v v1 1v v2 2 F F1 1

5、F F2 2 缸缸固固定定，活活塞塞移移动动 活活塞塞固固定定，缸缸移移动动 双双 杆杆 活活 塞塞 缸缸 图4-1 动画演示 9 (2)(2)单杆活塞缸单杆活塞缸 由图由图4-24-2示示, , 由于只有活塞的一端有活塞杆，使两由于只有活塞的一端有活塞杆，使两 腔的有效面积不相等，因此在两腔分别腔的有效面积不相等，因此在两腔分别 输入相同的流量，输入相同的流量，活塞的往复运动速度活塞的往复运动速度 也不相等也不相等。 它的安装也有它的安装也有缸筒固定和活塞杆固定缸筒固定和活塞杆固定。 工作台的移动距离为有效行程的两倍。工作台的移动距离为有效行程的两倍。 10 v v1 1F F1 1 P P

6、1 1P P2 2q q P P1 1P P2 2 q q v v2 2F F2 2 无杆腔进油 有杆腔进油 图4-2 动画演示 工进工进 快退快退 11 单杆活塞缸的推力和速度计算式如下：单杆活塞缸的推力和速度计算式如下： )( 4 4 )( 4 )( )( 4 )( 22 2 2 2 1 1 2 2 2 2112212 2 2 2 2122111 dD q A q v D q A q v dpDppApApF dpDppApApF cv cv cv cv cmcm cmcm F1FF2 2 V V1 1VV2 2 12 （3）差动缸）差动缸（图见下页） 单杆活塞缸的左右腔同时接通压力油，称

7、为差动连接，单杆活塞缸的左右腔同时接通压力油，称为差动连接， 此缸称为差动缸。此缸称为差动缸。 活塞向右运动时，其推力和速度为活塞向右运动时，其推力和速度为 反向运动时（不能是差动连接），反向运动时（不能是差动连接），F F2 2和和v v2 2的公式的公式 同上面所得的关于同上面所得的关于F F2 2 和 和v v2 2的公式。的公式。 如要求如要求v v2 2=v=v3 3时，由上式可得时，由上式可得 2 21 3 2 12113 4 4 )( d q AA q v dpAApF cvcv cmcm d2D 13 v v3 3F F3 3 P P1 1q q q q 动画演示 14 差动缸

8、的应用 工进无杆工进无杆快进差动快进差动 快退有杆快退有杆 动画演示 15 2、柱塞缸、柱塞缸 q q q q 双柱塞 单柱塞 动画演示 16 柱塞缸只能实现单方向运动，反向要靠外力。要想柱塞缸只能实现单方向运动，反向要靠外力。要想 双方向必须成对使用（双方向必须成对使用（图图） 特点特点 柱塞和缸筒内壁不接触，运动时由缸盖上的柱塞和缸筒内壁不接触，运动时由缸盖上的导向套导向套来来 导向。故缸筒内壁可不用精加工，它特别使用于导向。故缸筒内壁可不用精加工，它特别使用于行程较长行程较长 的场合。的场合。 柱塞工作恒受压，为保证压杆稳定，柱塞必须有足够柱塞工作恒受压，为保证压杆稳定，柱塞必须有足够

9、的刚度，故一般柱塞较粗，重量较大。水平安装易单边磨的刚度，故一般柱塞较粗，重量较大。水平安装易单边磨 损，故适于垂直安装。水平安装可做成中空式损，故适于垂直安装。水平安装可做成中空式。 2 2 4 4 d q A q v dppAF cvcv cmcm 其输出的其输出的 力和速度力和速度 17 柱塞缸柱塞缸 详细结构见图详细结构见图4.6 18 3 3 摆动缸摆动缸 A B A B 定子块定子块 缸体缸体 摆动轴摆动轴叶片叶片 单叶片式：最大单叶片式：最大 回转角小于回转角小于360 一般不大于一般不大于280 双叶片式：最大双叶片式：最大 回转角小于回转角小于180 一般不大于一般不大于15

10、0 19 20 增压缸增压缸 二、其它形式的液压缸二、其它形式的液压缸 （一）增压缸（一）增压缸 1 2 1 2 2 3 11 3 3311 p) d D (p d 4 D 4 A Ap p ApAp 由活塞和柱塞缸组由活塞和柱塞缸组 成，它利用活塞和成，它利用活塞和 柱塞有效面积的不柱塞有效面积的不 同使液压系统中局同使液压系统中局 部区域获得高压。部区域获得高压。 动画演示 21 (二二)增力缸增力缸 )d 4 D 2 (p p)dD( 4 D 4 pF 22 222 增力缸增力缸 当单个液压缸推当单个液压缸推 力不足，缸径因力不足，缸径因 空间限制不能加空间限制不能加 大，但轴向长度大，

11、但轴向长度 允许增加时可采允许增加时可采 用用 动画演示 22 （三）多级缸（伸缩缸）（三）多级缸（伸缩缸） 出 油 口 进 油 口 动画演示 活塞面积由大活塞面积由大 变小变小, ,因此推因此推 力由大变小力由大变小, , 速度由小变大速度由小变大 23 24 ( (四四) )齿条活塞缸齿条活塞缸 活塞的往复运动经齿轮齿条机构变成齿轮轴的活塞的往复运动经齿轮齿条机构变成齿轮轴的 往复转动，它多用于自动线、组合机床等的转往复转动，它多用于自动线、组合机床等的转 位或分度机构中位或分度机构中。 动画演示 25 （二）（二） 液压缸的典型机构和组成液压缸的典型机构和组成 1 1、液压缸的典型结构、

12、液压缸的典型结构 1活 塞 杆 2堵 头3托 架4密 封 圈5排 气 孔6导 向 套7密 封 圈8活 塞 9锥 销 10缸 筒11压 板12钢 丝 环13纸 垫 14排 气 孔 15活 塞 杆 16压 盖17密 封 圈18缸 盖19导 向 套20压 板21钢 丝 环22锥 销23纸 垫24缸 盖 25压 盖 ac 动画 演示 空心活塞杆式液压缸结构空心活塞杆式液压缸结构 26 法法 兰兰 式式 结构简单，加工装卸都很方便，连接结构简单，加工装卸都很方便，连接 可靠，法兰端用铸造、镦粗或焊接方可靠，法兰端用铸造、镦粗或焊接方 式，式，大中型液压缸大中型液压缸大都采用此种结构大都采用此种结构。 2

13、、液压缸的组成、液压缸的组成 （1）缸筒和缸盖）缸筒和缸盖 2缸筒 1缸盖 27 半半 环环 式式 连接工艺好，连接可靠，结构紧凑，装连接工艺好，连接可靠，结构紧凑，装 拆较方便，半环槽对缸筒强度有所削弱，拆较方便，半环槽对缸筒强度有所削弱， 需加厚筒壁。常用于需加厚筒壁。常用于无缝钢管无缝钢管与端盖的与端盖的 连接连接 3压板 2缸筒 4半环 1缸盖 b) 28 螺螺 纹纹 式式 由外、内螺纹。特点是重量轻、外径小、结由外、内螺纹。特点是重量轻、外径小、结 构紧凑。但缸筒端部结构较复杂，外径加工构紧凑。但缸筒端部结构较复杂，外径加工 时要求保证内外径同轴，装卸需要专用工具，时要求保证内外径同

14、轴，装卸需要专用工具， 旋端盖时易损坏密封圈。一般用于旋端盖时易损坏密封圈。一般用于小型液压小型液压 缸缸。 1缸盖 5防松螺母 2缸筒 c) 29 拉拉 杆杆 式式 通用性好，缸筒加工方便，装拆方便，但端盖通用性好，缸筒加工方便，装拆方便，但端盖 体积大，重量也较大体积大，重量也较大, ,拉杆受力后会拉伸变形，拉杆受力后会拉伸变形， 影响端部密封，只适宜于影响端部密封，只适宜于长度不大的中低压缸。长度不大的中低压缸。 6拉杆 2缸筒 1缸盖 d) 30 焊焊 接接 式式 外形尺寸较小，结构简单，但焊接时外形尺寸较小，结构简单，但焊接时 易引起杆筒变形。主要用于易引起杆筒变形。主要用于柱塞式液

15、柱塞式液 压缸压缸。 2缸筒 1缸盖 e) 31 缸筒缸筒 材料材料 缸筒一般采用镗削、铰孔、滚压或珩磨等精密缸筒一般采用镗削、铰孔、滚压或珩磨等精密 加工工艺制造。表面粗糙度加工工艺制造。表面粗糙度Ra为为0.1-0.4m,为为 防腐蚀筒内需镀铬防腐蚀筒内需镀铬。 P10MPaP20MPa 铸铁铸铁无缝钢管无缝钢管铸钢或锻钢铸钢或锻钢 32 （2）活塞和活塞杆 1弹簧卡圈 2轴套 4半环 5压板6活塞 7活塞杆 半环式连接半环式连接 半环式半环式 连接强度高，结构复杂。高压和震连接强度高，结构复杂。高压和震 动较大时采用。动较大时采用。 33 3螺母 7活塞杆 6活塞 螺纹式连接螺纹式连接

16、活塞与活塞杆采用螺纹连接活塞与活塞杆采用螺纹连接在机床中较为常在机床中较为常 见，结构简单，装拆方便，但一般需备有见，结构简单，装拆方便，但一般需备有螺纹螺纹 防松装置。防松装置。 34 锥销式锥销式加工容易，装配简单，但承载能力小，用在加工容易，装配简单，但承载能力小，用在 轻载下。轻载下。 活塞和活塞杆活塞和活塞杆 做成一体做成一体 结构简单可靠，但加工比较困难，尤其是活结构简单可靠，但加工比较困难，尤其是活 塞直径大，活塞杆较长时更是如此。塞直径大，活塞杆较长时更是如此。 材料材料 活塞在缸筒内作往复运动，必须具有一定的活塞在缸筒内作往复运动，必须具有一定的强强 度和耐磨性度和耐磨性，一

17、般用球磨铸铁制作。，一般用球磨铸铁制作。 活塞杆必须具有足够的活塞杆必须具有足够的强度和刚度强度和刚度，一般用钢料，一般用钢料， 为了增加耐磨性，表面常镀铬。为了增加耐磨性，表面常镀铬。 35 （3 3）密封装置）密封装置 应 用 场 合 活 塞 与 缸 筒 盖 与 缸 筒 活 塞 与 活 塞 杆 活 塞 杆 与 后 缸 盖 之 间 减少外泄漏减少外泄漏 和内泄漏和内泄漏 对密封件的要求对密封件的要求 具有良好的密封性，并随着压力的增加能自动提高其具有良好的密封性，并随着压力的增加能自动提高其 密封性能，摩擦阻力小，密封件耐油性、抗腐蚀性、密封性能，摩擦阻力小，密封件耐油性、抗腐蚀性、 耐磨性

18、好、使用寿命长。使用温度范围广，制造简单，耐磨性好、使用寿命长。使用温度范围广，制造简单， 装拆方便。装拆方便。 36 a)间隙密封 其尺寸为其尺寸为0.5mmX0.5mm，槽间距为，槽间距为(34)mm， 这些环形槽的作用有两方面，一是提高间隙密封的效果；这些环形槽的作用有两方面，一是提高间隙密封的效果； 另一是阻止活塞轴线的偏移，使活塞的轴心线与缸筒的另一是阻止活塞轴线的偏移，使活塞的轴心线与缸筒的 轴心线相同，减少泄漏。轴心线相同，减少泄漏。 它的结构简单，摩擦阻力小，可耐高温，但泄漏大，加它的结构简单，摩擦阻力小，可耐高温，但泄漏大，加 工要求高，磨损后无法恢复原有能力，只有在尺寸较小

19、、工要求高，磨损后无法恢复原有能力，只有在尺寸较小、 压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用压力较低、相对运动速度较高的缸筒和活塞间使用。 37 b)摩擦环密封 它依靠套在活塞上的摩擦环它依靠套在活塞上的摩擦环(尼龙或其他高分子尼龙或其他高分子 材料制成材料制成)在在O形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而形密封圈弹力作用下贴紧缸壁而 防止泄漏。防止泄漏。 这种材料效果较好，摩擦阻力较小且稳定，可耐这种材料效果较好，摩擦阻力较小且稳定，可耐 高温，磨损后有自动补偿能力，但加工要求高，高温，磨损后有自动补偿能力，但加工要求高， 装拆较不便，适用于缸筒和活塞之间的密封。装拆较不便，适用于缸筒和活塞之间

20、的密封。 38 c)O型圈密封d)V型圈密封 密封圈密封圈(O形圈、形圈、Y形圈、形圈、V形圈等形圈等)密封密封 ，它利用橡胶或塑，它利用橡胶或塑 料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来料的弹性使各种截面的环形圈贴紧在静、动配合面之间来 防止泄漏。防止泄漏。 它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可它结构简单，制造方便，磨损后有自动补偿能力，性能可 靠，在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞靠，在缸筒和活塞之间、缸盖和活塞杆之间、活塞和活塞 杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。杆之间、缸筒和缸盖之间都能使用。 39 应用：应用： 1）O形密封圈的安装形密封圈的安装 O

21、形密封圈一般安装在外圆或内圆上截面为矩形的沟槽内起形密封圈一般安装在外圆或内圆上截面为矩形的沟槽内起 密封作用。如图所示。密封作用。如图所示。 O形密封圈良好的密封性在很大程度上取决于形密封圈良好的密封性在很大程度上取决于O形密封圈尺寸形密封圈尺寸 与沟槽尺寸的匹配的正确性，世界各国都有较严格的规定。与沟槽尺寸的匹配的正确性，世界各国都有较严格的规定。 可按可按拉伸量和压缩率拉伸量和压缩率选取。如表所示。选取。如表所示。 40 41 当被密封的工作压力较大时，当被密封的工作压力较大时， O O形密封圈会因产生弹性变形密封圈会因产生弹性变 形而被挤压，引起密封圈破坏。为了避免这种情况发生，形而被

22、挤压，引起密封圈破坏。为了避免这种情况发生， 通常当动密封工作压力超过通常当动密封工作压力超过10MPa10MPa或静密封工作压力大于或静密封工作压力大于 32MPa32MPa时，应在时，应在O O形密封圈低压侧安置挡圈；若双向交替受形密封圈低压侧安置挡圈；若双向交替受 介质压力，则应于密封圈两侧各加一个挡圈。如图所示。介质压力，则应于密封圈两侧各加一个挡圈。如图所示。 42 2） Y形密封圈形密封圈 安装安装Y形密封圈时，唇口一定要对着压力高形密封圈时，唇口一定要对着压力高 的一侧，才能起密封作用。的一侧，才能起密封作用。 43 44 对于工作压力大于对于工作压力大于16Mpa16Mpa的的

23、Y Y形密封圈，为保证其使用形密封圈，为保证其使用 寿命，防止密封圈的根部被挤入配合间隙，应在密封寿命，防止密封圈的根部被挤入配合间隙，应在密封 根部处安装挡圈，如图所示根部处安装挡圈，如图所示。 45 为了防止为了防止Y Y形密封圈在往复运动过程中出现翻转、扭曲形密封圈在往复运动过程中出现翻转、扭曲 等现象，即保持其稳定性，可在等现象，即保持其稳定性，可在Y Y形密封圈的唇口处设形密封圈的唇口处设 置支承环，如图所示。置支承环，如图所示。 46 3 3） V V形密封圈形密封圈 安装安装V V形密封圈时，同样必须将密封圈的凹口面形密封圈时，同样必须将密封圈的凹口面 向工作介质的高压一侧，如图

24、所示。向工作介质的高压一侧，如图所示。 应根据工作压力合理选择应根据工作压力合理选择V V形密封圈的组合个数形密封圈的组合个数 及压环、支承环和调整垫片的材质，见表。及压环、支承环和调整垫片的材质，见表。 47 48 V V形密封装置中，压环上的形密封装置中，压环上的V V形槽角度形槽角度，应与，应与V V 形密封圈完全形密封圈完全 吻合。吻合。压环与密封副压环与密封副偶合面的间隙大小应严格控制，以防止偶合面的间隙大小应严格控制，以防止V V 形密封圈的唇边在工作介质压力作用下。被挤入间隙而造成形密封圈的唇边在工作介质压力作用下。被挤入间隙而造成 唇边撕裂。合理的间隙值见表。唇边撕裂。合理的间

25、隙值见表。 支承环与孔及轴面之间的间隙值一般为支承环与孔及轴面之间的间隙值一般为0.25 0.4mm 49 4 4） 油油 封封 油封是油封是旋转轴旋转轴用密封装置，按其结构可分为用密封装置，按其结构可分为骨架式和无骨骨架式和无骨 架式架式两类。如图所示为骨架式。两类。如图所示为骨架式。 11橡胶油封体；橡胶油封体； 22金属加强环；金属加强环； 33自紧螺旋弹簧自紧螺旋弹簧。 油封的内径油封的内径d d比被密封的轴比被密封的轴 径径略小略小，油封装在轴上对轴，油封装在轴上对轴 产生一定的抱紧力。产生一定的抱紧力。 50 （4 4）缓冲装置）缓冲装置 使活塞组件在使活塞组件在 行程终端处减行程

26、终端处减 速，防止或减速，防止或减 小活塞对缸盖小活塞对缸盖 的撞击的撞击 缓冲原理缓冲原理是利用活塞或缸筒在其走到行程终端时，是利用活塞或缸筒在其走到行程终端时， 在活塞和缸筒之间封住一部分油液，强迫它从小在活塞和缸筒之间封住一部分油液，强迫它从小 孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部孔或细缝中挤出，以产生很大的阻力，使工作部 件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞件受到制动，逐渐减慢运动速度，达到避免活塞 和缸盖相互撞击的目的和缸盖相互撞击的目的 51 c)多孔口式 d)锥形凸台式 e)梯形凸台式 f)可变节流口式 介绍 表5-1 a) 单孔口式 b)环形缝隙式 52 Pp Ap

27、 lc Pc Ac m 1针型节流阀 2单向阀 v v 1轴 向 节 流 槽 图5-12 53 (5)排气装置 a)排气阀 b)排气塞 排气孔以导出 油腔内积聚的 空气时用 介绍 54 液压系统往往混入空气，使系统工作不稳定，液压系统往往混入空气，使系统工作不稳定， 产生振动、噪声及工作部件爬行和前冲等现象，产生振动、噪声及工作部件爬行和前冲等现象， 严重时会使系统不能正常工作，因此严重时会使系统不能正常工作，因此设计时设计时必必 须考虑排气须考虑排气。 一般在液压系统一般在液压系统安装安装时或时或停止工作后又重新停止工作后又重新 启动启动时，必须把液压系统中的空气排出去。时，必须把液压系统中

28、的空气排出去。 对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气 装置，而是将油口布置在缸两端的装置，而是将油口布置在缸两端的最高处最高处，使，使 空气随油液排出油箱。空气随油液排出油箱。 对于速度稳定性要求较高的液压缸或大型液压对于速度稳定性要求较高的液压缸或大型液压 缸，常在液压缸的两侧的最高位置处设置专门缸，常在液压缸的两侧的最高位置处设置专门 排气装置，如排气阀，排气塞等。排气装置，如排气阀，排气塞等。 当松开排气塞螺钉后，让液压缸全行程空载当松开排气塞螺钉后，让液压缸全行程空载 往复若干次，带有气体的油液就会排出。然后往复若干次，带有气体的油液就会排出。然

29、后 再拧紧排气塞螺钉，液压缸可正常工作。再拧紧排气塞螺钉，液压缸可正常工作。 55 应用 1、液压缸工作出现漏油现象的原因？、液压缸工作出现漏油现象的原因？ 答：答：1）原因：）原因： （1）密封圈磨损、破裂或使用压缩后产生永久性变形；）密封圈磨损、破裂或使用压缩后产生永久性变形； （2）缸筒与缸盖之间出现外泄漏；）缸筒与缸盖之间出现外泄漏； （3）由于振动使液压缸进油管口连接处松动，产生泄）由于振动使液压缸进油管口连接处松动，产生泄 漏；漏； 2）解决办法：）解决办法： （1）更换密封圈；（）更换密封圈；（2）清理接触处的毛刺，重新紧）清理接触处的毛刺，重新紧 固；固； （3）重新紧固）重新

30、紧固 56 2、液压缸工作时为什么会出现爬行现象？如何排、液压缸工作时为什么会出现爬行现象？如何排 除？除？ 答：答：1）缸内有空气侵入）缸内有空气侵入 ； 应增设排气装置或者使液压缸应增设排气装置或者使液压缸 以最大行程快速运动，强迫排除空气。以最大行程快速运动，强迫排除空气。 2）液压缸的端盖处密封圈压得太紧或太松；）液压缸的端盖处密封圈压得太紧或太松； 应调整密封应调整密封 圈使之有适当的松紧度，保证活塞杆能用手来回平稳地拉圈使之有适当的松紧度，保证活塞杆能用手来回平稳地拉 动而无泄漏。动而无泄漏。 3）活塞与活塞杆同轴度不好；）活塞与活塞杆同轴度不好； 应校正、调整。应校正、调整。 4

31、）液压缸安装后与导轨不平行；）液压缸安装后与导轨不平行； 应进行调整或重新安装。应进行调整或重新安装。 5）活塞杆弯曲；）活塞杆弯曲； 应较直活塞杆。应较直活塞杆。 57 6）活塞杆刚性差；）活塞杆刚性差； 加大活塞杆直径。加大活塞杆直径。 7）液压缸运动零件之间间隙过大；）液压缸运动零件之间间隙过大； 应减少配合间应减少配合间 隙。隙。 8）缸内腐蚀、拉毛；应去掉锈蚀和毛刺，严重时）缸内腐蚀、拉毛；应去掉锈蚀和毛刺，严重时 应镗磨。应镗磨。 9）双出杆活塞缸的活塞杆两端螺母拼得太紧，使）双出杆活塞缸的活塞杆两端螺母拼得太紧，使 其同心不良；其同心不良； 应略松螺母，使活塞出于自然状态。应略松

32、螺母，使活塞出于自然状态。 58 3、安装液压缸通常应注意哪些事项？、安装液压缸通常应注意哪些事项？ 答：答：1）液压缸的基座必须有足够的刚度，否则加压时缸）液压缸的基座必须有足够的刚度，否则加压时缸 筒弓形向上翘，使活塞杆弯曲；筒弓形向上翘，使活塞杆弯曲； 2）缸的轴向两端不能固定死。由于缸内受液压力和热膨）缸的轴向两端不能固定死。由于缸内受液压力和热膨 胀等因素的作用，有轴向伸缩。若缸两端固定死，将导致胀等因素的作用，有轴向伸缩。若缸两端固定死，将导致 缸各部分变形。缸各部分变形。 3）拆装液压缸时严禁用锤敲打缸筒和活塞表面，如果缸）拆装液压缸时严禁用锤敲打缸筒和活塞表面，如果缸 孔和活塞

33、表面有损伤，不允许用砂纸打磨，要用细油石精孔和活塞表面有损伤，不允许用砂纸打磨，要用细油石精 心研磨。导向套和活塞杆的间隙要符合要求。心研磨。导向套和活塞杆的间隙要符合要求。 4）拆装液压缸时，严防损伤活塞杆顶端的螺纹、缸口螺）拆装液压缸时，严防损伤活塞杆顶端的螺纹、缸口螺 纹和活塞缸表面。更应注意不能硬性地将活塞从缸筒内打纹和活塞缸表面。更应注意不能硬性地将活塞从缸筒内打 出出 。 59 液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出输出 转矩和转速，是液压系统的执行元件。转矩和转速，是液压系统的执行元件。 马达与泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上

34、马达与泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上 有些差别：马达要求正反转，有些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性其结构具有对称性。 马达的分类：马达的分类： ns500r/min 为高速液压马达：齿轮马达，叶片为高速液压马达：齿轮马达，叶片 马达，轴向柱塞马达马达，轴向柱塞马达 ns 500r/min 为低速液压马达：径向柱塞马达为低速液压马达：径向柱塞马达 第二节第二节 旋转运动执行元件旋转运动执行元件 一、液压马达的分类、特点及应用一、液压马达的分类、特点及应用 60 液压马达图形符号液压马达图形符号 61 二、液压马达的工作原理二、液压马达的工作原理 如图如图4-314-31中，当压力

35、油输入时，处在高压腔中的柱塞中，当压力油输入时，处在高压腔中的柱塞2 2被顶被顶 出，压在斜盘出，压在斜盘1 1上。设斜盘作用在柱塞的反作用力为上。设斜盘作用在柱塞的反作用力为F FN N， F FN N 可分解为两个分力，轴向分力可分解为两个分力，轴向分力F F则和作用在柱塞上的液压作则和作用在柱塞上的液压作 用力相平衡，另一个分力用力相平衡，另一个分力F FT T使缸体使缸体3 3产生转矩。产生转矩。 a 1斜盘 F FN FT T r 2柱塞 3缸体 Ft 62 R R为柱塞在缸体中的分布圆半径。而液压马达为柱塞在缸体中的分布圆半径。而液压马达 发出的转矩应是处于高压柱塞产生转矩的总和发

36、出的转矩应是处于高压柱塞产生转矩的总和 一个柱塞产生的垂直于轴向的分力为：一个柱塞产生的垂直于轴向的分力为： 一个柱塞产生的转矩为：一个柱塞产生的转矩为： tan 4 tanF 2 pdF t sintan 4 sinT 2 in pRdRFrF Ttt 63 64 三、三、液压马达的主要性能参数液压马达的主要性能参数 1 1、工作压力和额定压力、工作压力和额定压力 工作压力工作压力是指马达实际工作时的压力。是指马达实际工作时的压力。 额定压力额定压力是指马达在正常工作条件下，按试验标准是指马达在正常工作条件下，按试验标准 规定能连续运转的最高压力。规定能连续运转的最高压力。 2 2、排量、排

37、量 和理论流量和理论流量 排量排量是指在无泄漏情况下马达每转一转由其密封容腔几何尺是指在无泄漏情况下马达每转一转由其密封容腔几何尺 寸变化计算而得到的液体体积。常用单位寸变化计算而得到的液体体积。常用单位ml/rml/r 理论流量理论流量是指在无泄漏情况下，达到要求转速所需输入油是指在无泄漏情况下，达到要求转速所需输入油 液的流量。液的流量。 65 3 3、效率和功率效率和功率 容积效率容积效率 由于有泄漏损失由于有泄漏损失q ql l，液压马达，液压马达实际输入实际输入的流量的流量 大于理论流量，因此理论流量大于理论流量，因此理论流量qt 与实际流量与实际流量q的比值称为的比值称为 容积效率

38、容积效率( m mv v ) )。 q q q qq q q qq q q q ll t l lt tt mv 1 1 1 t l t lt t mm T T T TT T T 1 机械效率机械效率 由于有摩擦损失，液压马达由于有摩擦损失，液压马达实际输出实际输出转矩转矩T T小小 于理论转矩于理论转矩T Tt t，实际转矩与理论转矩之比为机械效率，实际转矩与理论转矩之比为机械效率 。 66 马达的总效率马达的总效率为： mmmvmvmm t t mv t mmt i o m pq T q p T pq T p p 马达的输入功率马达的输入功率P Pi i为为 P Pi i=pq=pq 马达的

39、输出功率马达的输出功率P Po o为为 P Po o=2nT=2nT 67 四、转矩和转速四、转矩和转速 液压马达能产生的液压马达能产生的理论转矩理论转矩TtTt为：为： 设Pi= Po = pqt= 2 nTt 液压马达能产生液压马达能产生实际转矩实际转矩为为 液压马达实际输入的流量为液压马达实际输入的流量为q q时时 ，液压马达的液压马达的转速转速为为 2 pV Tt mm pVT 2 1 V q n mv 68 齿轮马达齿轮马达 工作原理工作原理 结构特点结构特点 进出油口相等，有单独进出油口相等，有单独 的泄油口；的泄油口； 为减少摩擦力矩，采用为减少摩擦力矩，采用 滚动轴承；滚动轴承

40、； 为减少转矩脉动，齿数为减少转矩脉动，齿数 较泵的齿数多。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 于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均 匀性要求不高的设备。匀性要求不高的设备。 69 叶片马达叶片马达 工作原理工作原理 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； 叶片径向放置叶片径向放置，叶片，叶片 底部设置有燕式弹簧；底部

41、设置有燕式弹簧； 应用应用 转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换 向。但泄漏大，低速时不够稳定。适用于转矩小、转速向。但泄漏大，低速时不够稳定。适用于转矩小、转速 高、机械性能要求不严格的场合。高、机械性能要求不严格的场合。 70 轴向柱塞马达轴向柱塞马达 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。斜盘倾角越达的转矩，而且影响它的转速

42、和转向。斜盘倾角越 大，产生的转矩越大，转速越低。大，产生的转矩越大，转速越低。 71 低速大转矩液压马达低速大转矩液压马达 低速液压马达的输出转矩通常都较大低速液压马达的输出转矩通常都较大(可达数千至数可达数千至数 万牛万牛米米)，所以又称为低速大转矩液压马达。，所以又称为低速大转矩液压马达。 低速大转矩液压马达的主要特点：低速大转矩液压马达的主要特点： 转矩大，低速稳定性好转矩大，低速稳定性好(一般可在一般可在10 rmin以下平以下平 稳运转，有的可低到稳运转，有的可低到0.5 rmin以下以下)，因此，因此可以直可以直 接与工作机构连接接与工作机构连接(如直接驱动车轮或绞车轴如直接驱动

43、车轮或绞车轴)，不，不 需要减速装置，使传动结构大为简化。需要减速装置，使传动结构大为简化。 低速大转矩液压马达广泛用于工程、运输、建筑和低速大转矩液压马达广泛用于工程、运输、建筑和 船舶等机械船舶等机械(如行走机械、卷扬机、搅拌机如行走机械、卷扬机、搅拌机)上。上。 72 低速大转矩液压马达的基本结构是低速大转矩液压马达的基本结构是径向柱塞式径向柱塞式， 通常分为两种类型，通常分为两种类型，即单作用曲轴型和多作用内曲线型即单作用曲轴型和多作用内曲线型。 1单作单作 用曲轴用曲轴 连杆径连杆径 向柱塞向柱塞 式液压式液压 马达马达 73 结构组成结构组成 74 75 结构原理结构原理 呈五星状

44、（或七星状）的壳体内均匀分布着柱塞呈五星状（或七星状）的壳体内均匀分布着柱塞 缸。缸。 柱塞与连杆铰接，连杆的另一端与曲轴偏心轮外柱塞与连杆铰接，连杆的另一端与曲轴偏心轮外 圆接触。高压油进入部分柱塞缸头部，高压油作圆接触。高压油进入部分柱塞缸头部，高压油作 用在柱塞上的作用力对曲轴旋转中心形成转矩。用在柱塞上的作用力对曲轴旋转中心形成转矩。 另外部分柱塞缸与回油口相通。另外部分柱塞缸与回油口相通。 应用应用 结构简单，工作可靠，可以是壳体固定曲轴旋转，结构简单，工作可靠，可以是壳体固定曲轴旋转， 也可以是曲轴固定壳体旋转。也可以是曲轴固定壳体旋转。 体积重量较大，转矩脉动，低速稳定性较差。采

45、体积重量较大，转矩脉动，低速稳定性较差。采 用静压支承或静压平衡后最低转速可达用静压支承或静压平衡后最低转速可达3 r/min。 76 低速大扭矩马达低速大扭矩马达 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 77 结构原理结构原理 壳体内环由壳体内环由x 个导轨曲个导轨曲 面组成，每个曲面分为面组成，每个曲面分为a、 b两个区段；两个区段； 缸体径向均布有缸体径向均布有z 个柱个柱 塞孔，柱塞球面头部顶塞孔，柱塞球面头部顶 在滚轮组横梁上，使之在滚轮组横梁上，使之 在缸体径向槽内滑动在缸体径向槽内滑动 ； 应用应用 这种马达的转速范围为这种马达的转速范围为0100 r

46、min。适用于负载转。适用于负载转 矩很大，转速低，平稳性要求高的场合。例如，挖矩很大，转速低，平稳性要求高的场合。例如，挖 掘机、拖拉机、起重机、采煤机牵引部件等。掘机、拖拉机、起重机、采煤机牵引部件等。 78 79 液压马达常见故障及其排除液压马达常见故障及其排除 现象现象原因原因方法方法 转速低，转速低， 输出功输出功 率不足率不足 液压泵输出油量或液压泵输出油量或 压力不足压力不足 查明原因根据情况采查明原因根据情况采 取相应措施取相应措施 液压马达内部泄漏液压马达内部泄漏 严重严重 查明泄漏原因和部位，查明泄漏原因和部位， 采取密封措施采取密封措施 液压马达外部泄漏液压马达外部泄漏 严重严重 加强密封加强密封 液压马达零件磨损液压马达零件磨损 严重严重 更换磨损零件更换磨损零件 液压油粘度不适当液压油粘度不适当按要求选用粘度合适按要求选用粘度合适 的液压油的液压油 80 噪声大噪声大进油口堵塞进油口堵塞排出污物排出污物 进油口漏气进油口漏气拧紧接头拧紧接头 油液不清洁，空气混入油液不清洁，空气混入加强过滤，排出气体加强过滤，排出气体 液压马达安装不良液压马达安装不良重新安装重新安装 液压马达零件磨损液