液压与气压传动3

1、 第三章第三章 液压马达液压马达 液压缸液压缸液压马达与液压缸液压马达与液压缸第一节第一节 液压马达液压马达一一、液压马达概述液压马达概述 液压马达是将液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置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马达与泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有，但因用途不同结构上有些差别：些差别：马达要求正反转马达要求正反转，其，其结构具有对称性结构具有对称性；而泵；而泵为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施。为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施。液压马达与液压缸液压马达与液压

2、缸（一）液压马达的工作原理（一）液压马达的工作原理结构与双作用式叶结构与双作用式叶片泵相似，只是片泵相似，只是叶叶片径向布置片径向布置；改变马达的改变马达的进出油进出油方向方向，即可，即可改变马改变马达的旋向达的旋向。液压马达与液压缸液压马达与液压缸结构特点结构特点： （1）液压马达由液压马达由压力油驱动压力油驱动：要：要求马达的进油腔求马达的进油腔与排油腔要可靠与排油腔要可靠隔离，且分别连隔离，且分别连通进、排油口。通进、排油口。液压马达与液压缸液压马达与液压缸 （2）液压液压马达要马达要求正反转求正反转：其结：其结构具有对称性；构具有对称性；进出油口相等进出油口相等，有单独的泄油口。有单独

3、的泄油口。液压马达与液压缸液压马达与液压缸 （3）液压液压马达的马达的泄露泄露：除影响马达：除影响马达的容积效率和压力的容积效率和压力值外，还影响马达值外，还影响马达的制动性能。的制动性能。液压马达与液压缸液压马达与液压缸（二）液压马达的特性参数（二）液压马达的特性参数 1、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：大小取决于马达负载，马达进出：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口压力的差值称为马达的压差p。 额定压力额定压力： 能使马达连续正常运转的最高压能使马达连续正常运转的最高压力。力。液压马达与液压缸液压马达与液压缸2、流量与容积效率流量与容积效率其中

4、：其中：qMt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。qqqMtM液压马达与液压缸液压马达与液压缸容积效率容积效率： 马达的理论流量马达的理论流量qMt与实际流量流量与实际流量流量qM之比：之比：MMMMMtMVqqqqqqq1液压马达与液压缸液压马达与液压缸3、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时，输出轴旋转一周所需油液体积。体积。MVMMtVqVqn转速转速n：液压马达与液压缸液压马达与液压缸4、转矩、机械效率和起动机械效率转矩、机械效率和起动机械效率TMt2pVTMt2M

5、MtMmMmpVTTMMtMtMtMtMtMMmTTTTTTT1液压马达与液压缸液压马达与液压缸起动机械效率起动机械效率M0 马达的起动转矩马达的起动转矩TM0与同一压差下的理论转矩与同一压差下的理论转矩TMt之比之比：00MMmMtTT液压马达与液压缸液压马达与液压缸5、功率与总效率功率与总效率MMipqPnTTPMMMo2MmMVMMMpqnT2输入功率输出功率液压马达与液压缸液压马达与液压缸（三）液压马达的分类：（三）液压马达的分类：高速低速500 r/min 500 r/min转速转速液压马达与液压缸液压马达与液压缸（四）液压马达图形符号（四）液压马达图形符号液压马达与液压缸液压马达与

6、液压缸二二、高速液压马达高速液压马达（一）（一）齿轮液压马达齿轮液压马达 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，采用滑动轴承；滑动轴承； 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，不能产生较大的由于密封性能差，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匀性速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。要

7、求不高的设备。液压马达与液压缸液压马达与液压缸（二）（二）叶片液压马达叶片液压马达 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，叶片叶片径向放置，叶片底部设置有燕式弹簧；底部设置有燕式弹簧； 在高低压油腔通入叶在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭片底部的通路上装有梭阀。阀。 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。液压马达

8、与液压缸液压马达与液压缸（三）（三）轴向柱塞液压马达轴向柱塞液压马达 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轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆互逆的。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。转矩越大，转速越低。液压马达与液压缸液压马达与液压缸三、低速液压马达液压马达与液压缸液压马达与液压缸液压马达与液压缸液压马达与液压缸液压马达与液压缸液压马达与液压缸（二）多作用内

9、曲线径向柱塞马达（二）多作用内曲线径向柱塞马达结构组成结构组成（动画）（动画）液压马达与液压缸液压马达与液压缸结构原理结构原理 壳体内环由壳体内环由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、b两个区段；两个区段； 缸体径向均布有缸体径向均布有z 个柱塞孔，个柱塞孔，柱塞球面头部顶在滚轮组横梁柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上，使之在缸体径向槽内滑动上，使之在缸体径向槽内滑动 ；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n 柱塞、滚轮组组成柱塞组件，柱塞、滚轮组组成柱塞组件， 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 个

10、配流窗口，个配流窗口，其中其中x 个窗口对应于个窗口对应于a段，通高压油，段，通高压油，x 个窗口对应于个窗口对应于b段，通回油（段，通回油（xz )；液压马达与液压缸液压马达与液压缸第二节 液压缸Hydraulic cylinder一、液压缸的分类和速度推力特性 液压缸是用油液的压力能来实现直线往复运动的执行元件。 活塞缸按结构形式可分为双杆活塞缸和单杆活塞缸 A、双杆活塞缸液压马达与液压缸液压马达与液压缸 双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出。双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出。 职能符号：液压马达与液压缸液压马达与液压缸 双杆活塞缸有两种安装形式：缸体固定和活塞杆固定液压马达与液压缸液压马达与

11、液压缸 当双杆活塞缸两端活塞杆直径相等，且分别当双杆活塞缸两端活塞杆直径相等，且分别向左、右腔输入相同的压力和流量时，向左、右腔输入相同的压力和流量时，液压缸液压缸左、右两个方向上输出的推力左、右两个方向上输出的推力F和速度和速度v相等相等。22121222()()()44()mmVVFA ppDdppqqvADd液压马达与液压缸液压马达与液压缸2.2.单杆活塞缸单杆活塞缸活塞的一端带有活塞杆的液压缸为单杆活塞缸活塞的一端带有活塞杆的液压缸为单杆活塞缸职能符号：职能符号：液压马达与液压缸液压马达与液压缸液压马达与液压缸液压马达与液压缸1）无杆腔进油，活塞上所产生的推力）无杆腔进油，活塞上所产生

12、的推力F1：1121222122()()4mmFp Ap App Dp d2114VVqqvAD111214mmFp ApD当当p20活塞杆的速度为活塞杆的速度为液压马达与液压缸液压马达与液压缸2)当有杆腔进油时，活塞上所产生的推力当有杆腔进油时，活塞上所产生的推力F2：1212222211()()4mmFp Ap App Dpd122221(4mmFp ADdp22224()VVqqvADd22111 () vvdvD液压马达与液压缸液压马达与液压缸3) 差动连接：差动连接： （动画） 单杆活塞缸的左右腔同时接通压力油，称为差动连接，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

13、动液压缸。此缸称为差动液压缸。231121()4mmdFp AAp223322()444VVqDdvqqvDD324Vqvd2Dd液压马达与液压缸液压马达与液压缸231121()4mmdFpAAp122221(4mmFp ADpd111214mmFp ApD由此可知，差动连接时的推力F3 比非差动连接时的推力F1 要小。液压马达与液压缸液压马达与液压缸324Vqvd22224()VVqqvADd2114VVqqvAD可见，差动连接时的速度v3 比非差动连接时的速度v1 要快。液压马达与液压缸液压马达与液压缸对于两种安装形式，工作台的移动范围均为活塞杆有效行程L的二倍。单杆活塞缸也有两种安装形式

14、：缸体固定和活塞杆固定。液压马达与液压缸液压马达与液压缸(二二)柱塞液压缸柱塞液压缸: 单柱塞缸单柱塞缸（见动画）职能符号：职能符号：液压马达与液压缸液压马达与液压缸2244mVVFpdqqvAd液压马达与液压缸液压马达与液压缸双柱塞缸双柱塞缸双柱塞缸可实现工双柱塞缸可实现工作台的往复运动作台的往复运动（见动画）液压马达与液压缸液压马达与液压缸二、其它形式液压缸二、其它形式液压缸1. 伸缩液压缸：伸缩液压缸：适用于工程机械。适用于工程机械。由多个活塞缸由多个活塞缸套装而成套装而成，且且前级缸的活塞前级缸的活塞杆是后级缸的杆是后级缸的缸筒缸筒。液压马达与液压缸液压马达与液压缸双作用伸缩液压缸双作

15、用伸缩液压缸（见动画）（见动画）液压马达与液压缸液压马达与液压缸单作用伸缩液压缸单作用伸缩液压缸它与双作用不同点是回程它与双作用不同点是回程靠外力，而双作用靠液压靠外力，而双作用靠液压作用力。作用力。 当通入压力油时，活塞由大到小依次伸出；缩回当通入压力油时，活塞由大到小依次伸出；缩回 时，活塞则由小到大依次收回。各级压力和速度可按时，活塞则由小到大依次收回。各级压力和速度可按活塞缸的有关公式计算。活塞缸的有关公式计算。 特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。（见动画）（见动画）液压马达与液压缸液压马达与液压缸特点： 1）由于各级缸活塞面积不等，所

16、以各级活塞的运动速度、推力亦不相等； 2）互相套装，行程可以很长，收缩起来又很短。液压马达与液压缸液压马达与液压缸2. 齿条活塞液压缸齿条活塞液压缸242iMDTpD28iqD D由两个活塞缸和一套齿由两个活塞缸和一套齿条齿轮传动装置组成的条齿轮传动装置组成的液压液压机械联合传动机机械联合传动机构，可实现周期性的往构，可实现周期性的往复摆动。复摆动。（动画）液压马达与液压缸液压马达与液压缸齿轮齿条活塞液压缸齿轮齿条活塞液压缸液压马达与液压缸液压马达与液压缸3.增压缸增压缸(增压器增压器)2()BAADppp Kd（动画）液压马达与液压缸液压马达与液压缸4、增速缸、增速缸 增速缸也是活塞缸与柱塞

17、缸组成的复合缸，活塞缸的活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筒上。塞杆内腔是柱塞缸的缸筒，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（活塞缸大腔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缸时，活必须补油）；当液压油同时进入柱塞缸和活塞缸时，活塞慢速运动。塞慢速运动。 增速缸动画增速缸动画n 增速缸用于快速运动回路，增速缸用于快速运动回路，在不增加泵的流量的前提下，使在不增加泵的流量的前提下，使执行元件获得尽可能大的工作速执行元件获得尽可能大的工作速度。度。液压马达与液压缸

18、液压马达与液压缸三、摆动液压马达三、摆动液压马达液压马达与液压缸液压马达与液压缸1 1）单叶片摆动缸：）单叶片摆动缸： 其摆动角其摆动角3003000 0R2 R1 （见动画）液压马达与液压缸液压马达与液压缸2 2、双叶片摆动缸、双叶片摆动缸压力油从左上方和右下方两个油口同时进入，两个叶片在压力油作用下使叶片轴作顺时针方向摆动，回油从右上方和左下方两个油口流出，其摆动角小于1500 在相同结构尺寸下，转矩增大一倍，且径向力平衡。（见动画）液压马达与液压缸液压马达与液压缸液压缸结构 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