液压系统执行元件

1、第四章第四章 液压系统执行机构液压系统执行机构 液压系统执行机构是将液压能转变为机械能的装置。液压系统执行机构是将液压能转变为机械能的装置。一、液压系统执行机构种类一、液压系统执行机构种类 活塞缸活塞缸 工程、冶金工程、冶金 柱塞缸柱塞缸 液压缸液压缸 推拉油缸推拉油缸 其他其他 多级缸多级缸 摆动油缸摆动油缸 叶片式叶片式 液压马达液压马达 齿轮式齿轮式 柱塞式柱塞式 二、执行机构作用二、执行机构作用1 1、推拉缸：实现往复直线、推拉缸：实现往复直线运动，输出力和速度；运动，输出力和速度；2 2、液压马达：实现连续回转，输出扭矩和角速度。、液压马达：实现连续回转，输出扭矩和角速度。3 3、摆

2、动缸：实现往复摆动，输出力矩和角速度；、摆动缸：实现往复摆动，输出力矩和角速度；4 41 1 液压缸液压缸一、单杆活塞缸一、单杆活塞缸1 1、简介：往复运动主体为活塞，是双作用油缸。、简介：往复运动主体为活塞，是双作用油缸。两个吸油口，两个排油口；单出杆。两个吸油口，两个排油口；单出杆。 职能符号：职能符号：2 2、单杆活塞缸特点、单杆活塞缸特点: :1 1） 两腔面积不等两腔面积不等A A1 1AA2 2214DA2224dDA2 2）输入相同的流量，活塞运动速度）输入相同的流量，活塞运动速度油进入大腔，活塞运动速度慢：油进入大腔，活塞运动速度慢：油进入小腔，活塞运动速度快：油进入小腔，活塞

3、运动速度快：2114DqAqvcvcv)(42222dDqAqvcvcv以防有杆腔速度过大，以防有杆腔速度过大，造成冲击。造成冲击。 6 . 121vv一般一般3 3）推力：）推力：两腔分别通入压力油时，两方向推力不等。两腔分别通入压力油时，两方向推力不等。油进大腔，推力大：油进大腔，推力大： 油进小腔，推力小：油进小腔，推力小：cmApApF)(22111cmApApF)(122124 4）差动连接）差动连接 油缸两腔互通并输入压力油的状态。油缸两腔互通并输入压力油的状态。油缸受力状态：油缸受力状态：油缸运动方向：油缸运动方向：使缸杆伸出使缸杆伸出cmcmcmpdpdDpDApApF1212

4、212211134)(44)( 油缸运动速度：油缸运动速度：相当于作用面积为活塞杆面积，差动连接速度快，输出相当于作用面积为活塞杆面积，差动连接速度快，输出力小；力小；13)(AqqvcvcvcvcvAqdqdqv3223445 5）差动连接应用）差动连接应用通过控制阀来改变单杆活塞通过控制阀来改变单杆活塞缸各油口的连接方式，实现三缸各油口的连接方式，实现三种活塞的运动速度；种活塞的运动速度； v1 v1 v2 v2 v3 v3 快进快进( (差动连接差动连接) )一工进一工进( (无杆腔进液体或气体无杆腔进液体或气体) )一快退一快退( (有杆腔进液体或气体有杆腔进液体或气体) )的工作的工

5、作循环。循环。 差动连接不增加油泵流量，差动连接不增加油泵流量，实现快速运动。实现快速运动。二、双出杆油缸二、双出杆油缸职能符号：职能符号：双出杆油缸特点：双出杆油缸特点：1 1、两腔作用面积相等：两腔作用面积相等：2 2、两腔分别输入相同压力油时，两个方向输出力相等：两腔分别输入相同压力油时，两个方向输出力相等：3 3、两腔分别输入相同的流量时，两方向两腔分别输入相同的流量时，两方向 的速度相等；的速度相等；4 4、占地范围：占地范围： 缸固定缸固定 3 3L L； 杆固定杆固定 2 2L L； 适用于输出速度和力对称要求的场合适用于输出速度和力对称要求的场合三、柱塞缸三、柱塞缸 ：往复运动

6、的主件为柱塞；往复运动的主件为柱塞；回程靠重力或其他缸；回程靠重力或其他缸；适用于：缸长度适用于：缸长度/ /缸内径缸内径66，导向部分较短的场合；导向部分较短的场合；如：脱模油缸、压下油缸；如：脱模油缸、压下油缸；四、摆动油缸四、摆动油缸在相同流量和压力的条件下：在相同流量和压力的条件下：单叶片：摆角大单叶片：摆角大W W，输出力矩小输出力矩小M M；摆角范围：摆角范围：300300度；度；双叶片：摆角小双叶片：摆角小W W/2/2，输出力矩大输出力矩大2 2M M；摆角范围：摆角范围：150150度；度；五、其他油缸：五、其他油缸： 1 1、多级缸：油缸杆、缸体合一，形成多级伸缩，空间小，

7、多级缸：油缸杆、缸体合一，形成多级伸缩，空间小，距离大；距离大；2 2）增压缸：增加局部压力，减少油马达的压力，）增压缸：增加局部压力，减少油马达的压力，输出流量变小；输出流量变小；1212pAAp 3 3、齿条缸：将往复平动变为转动。齿条缸：将往复平动变为转动。液压缸种类4 42 2 油缸的一般构造油缸的一般构造一、一、液压缸结构双作用单活塞杆液压缸1耳环2螺母3防尘圈4、17弹簧挡圈5套6、15卡键7、14O形密封圈8、12Y形密封圈9缸盖兼导向套10缸筒11活塞13耐磨环16卡键帽18活塞杆19衬套20缸底二、缸筒组件二、缸筒组件缸筒材料：普通低合金结构钢：缸筒材料：普通低合金结构钢：1

8、515MnVMnV; ; 碳素钢：碳素钢：2020、3535、45; 45; 不锈钢：不锈钢：Cr18Ni9Cr18Ni9通常标准尺寸的热轧、冷拔采用无缝钢管；通常标准尺寸的热轧、冷拔采用无缝钢管；对大件可采用铸钢、锻钢；对大件可采用铸钢、锻钢；缸筒、端盖、及其连接件；缸筒、端盖、及其连接件；三、活塞组件：三、活塞组件：1 1、元件：活塞、活塞杆、导向套、密封等、元件：活塞、活塞杆、导向套、密封等双作用单活塞杆液压缸1耳环2螺母3防尘圈4、17弹簧挡圈5套6、15卡键7、14O形密封圈8、12Y形密封圈9缸盖兼导向套10缸筒11活塞13耐磨环16卡键帽18活塞杆19衬套20缸底2 2、连接方式

9、：整体、焊接、螺纹连接、卡件连接；、连接方式：整体、焊接、螺纹连接、卡件连接； 要求：保证两连接件的同心度；要求：保证两连接件的同心度；3 3、活塞导向结构：、活塞导向结构：五、密封五、密封作用：保证持系统介作用：保证持系统介质不泄漏，质不泄漏， 确保确保 系系统正常工作；统正常工作；要求：防止内外泄漏，要求：防止内外泄漏，提高工作效率，保护提高工作效率，保护工作环境；工作环境；间隙密封防止进气，间隙密封防止进气，保证运动平稳性；保证运动平稳性；防止污物和灰尘，对防止污物和灰尘，对密封元件的密封元件的 磨损和对磨损和对系统的损坏；系统的损坏； 密封种类：密封种类：密封圈种类较多，根据不同的密封

10、要求，选用不同的密封圈种类较多，根据不同的密封要求，选用不同的形状的密封圈，常用的密封圈有：形状的密封圈，常用的密封圈有：1 1、O O型密封圈型密封圈2 2、U U型密封圈型密封圈3 3、V V型密封圈型密封圈4 4、Y Y型密封圈型密封圈密封形式：间隙密封、密封圈密封密封形式：间隙密封、密封圈密封运动形式：往复运动和旋转密封运动形式：往复运动和旋转密封密封材料：金属密封材料：金属 铜、铝铜、铝、橡胶：各种类型，高温，常橡胶：各种类型，高温，常温；温； 尼龙：聚四尼龙：聚四 氟乙烯：氟乙烯：六、缓冲装置六、缓冲装置避免活塞撞击端盖，产生冲击和噪音，影响避免活塞撞击端盖，产生冲击和噪音，影响工

11、作的平稳性，消除冲击负荷损坏机件。工作的平稳性，消除冲击负荷损坏机件。缓冲形式：缓冲形式：1 1）节流可调试：开始有缓冲作用，后逐渐）节流可调试：开始有缓冲作用，后逐渐减弱、变慢，适当调节节流口，可以达到缓减弱、变慢，适当调节节流口，可以达到缓冲的效果。冲的效果。2 2）节流可变式：在活塞上开轴向三角形沟）节流可变式：在活塞上开轴向三角形沟槽，在缓冲过程中，节流口由大变小，缓冲槽，在缓冲过程中，节流口由大变小，缓冲作用均匀，冲击压力小。作用均匀，冲击压力小。七、排气装置七、排气装置油缸最高部位存有油缸最高部位存有气体，影响工作平气体，影响工作平稳性，产生震动和稳性，产生震动和爬行。还可产生气爬

12、行。还可产生气蚀。蚀。一般油缸油管在油一般油缸油管在油缸上部，便于排气；缸上部，便于排气；对要求较高的液压对要求较高的液压缸，采用排气阀：缸，采用排气阀：注意排气针的自位注意排气针的自位性。性。一、液压马达特点：一、液压马达特点：1 1、液压马达的工作压力高，驱动负载大；、液压马达的工作压力高，驱动负载大；2 2、 液压马达，尤其是低速大扭矩马达，均可直接驱液压马达，尤其是低速大扭矩马达，均可直接驱动负载。液压马达力密度大，在同等功率输出情况下，动负载。液压马达力密度大，在同等功率输出情况下，其重量、尺寸仅为直流电马达的其重量、尺寸仅为直流电马达的5 52020，相对质量，相对质量很轻，所以转

13、动惯量小，启动、制动、反向运转快速很轻，所以转动惯量小，启动、制动、反向运转快速性及低速稳定性好，并可方便地实施无级调速；性及低速稳定性好，并可方便地实施无级调速；3 3、承受静负载；、承受静负载；4 4、调速范围广，无级调速。、调速范围广，无级调速。5 5、效率较低，能量损失大。、效率较低，能量损失大。4 45 5 液压马达液压马达单向定量马达双向定量马达单向变量马达 双向变量马达二、液压马达职能符号二、液压马达职能符号三、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、 额定压力额定压力p p：指油马达在使用中推荐的最高使用压指油马达在使用中推荐的最高使用压力；正常工作时的力

14、；正常工作时的 最大压力；最大压力；2 2、 最高压力：最高压力： 马达的极限压力，极限承载能力；马达的极限压力，极限承载能力；3 3、 排量排量 V V：马达每转一转，或一个工作循环可变化马达每转一转，或一个工作循环可变化的容积，理论值。的容积，理论值。4 4、 理论流量理论流量qt qt ：马达排量和转速的乘积马达排量和转速的乘积。 5 5、流量损耗、流量损耗qq：由于泄漏引起流量的损失，与压力成由于泄漏引起流量的损失，与压力成正比；实际流量正比；实际流量qnqn 与理论流量与理论流量qt qt 之差。之差。nVqt6 6、 实际流量实际流量qnqn ：输入马达的流量。输入马达的流量。 V

15、 -V -排量；排量；n -n -马达转速；马达转速；vv- - 泄漏系数；泄漏系数；7 7、理论转速、理论转速8 8、实际转速、实际转速 mvnnVqVqnttmvtVqn1 1、 理论输出转矩理论输出转矩T t T t ：2 2、 机械效率机械效率mm mm ：3 3、实际输出转实际输出转矩矩T t T t ：2pVTtttmmTTTmmtpVT2四、马达的转矩、功率：四、马达的转矩、功率：4 4、 输入功率输入功率Pi Pi ：转动马达的所需功率。转动马达的所需功率。5 5、 输出功率输出功率Po Po ：马达的进出口压力差马达的进出口压力差( (Pa)Pa)和实际和实际流量流量( (m

16、3/s)m3/s)之积；马达的进出口压力差之积；马达的进出口压力差( (Pa)Pa)常用常用 ( (MPaMPa) )和理论流量和理论流量( (m3/s)m3/s)之积；之积；nTPo2pqPi1 1、 容积效率容积效率 mvmv ：马达的理论流量和实际流量之比；马达的理论流量和实际流量之比；由于马达的泄漏造成的能量损失。由于马达的泄漏造成的能量损失。2 2、 机械效率机械效率mm mm ：转动马达的实际输出扭矩与理论扭转动马达的实际输出扭矩与理论扭矩之比。由于马达的机械摩擦造成的能量损失。矩之比。由于马达的机械摩擦造成的能量损失。3 3、 总效率总效率p p ：实际输出功率比驱动功率。实际输

17、出功率比驱动功率。nntvqqqq1vppmiopPPttmmTTT五、马达的效率：五、马达的效率：六、马达六、马达的特性曲的特性曲线：线：七、液压马达工作原理七、液压马达工作原理 1 1、轴向柱塞液压马达工作原理：、轴向柱塞液压马达工作原理：2 2、 齿轮式液压马达齿轮式液压马达 齿轮式液压马达有低压、中压和高压等种类，齿轮式液压马达有低压、中压和高压等种类，也有单独的或双联式的结构形式。也有单独的或双联式的结构形式。齿轮式液压马达适用于负载转矩不大、速度平稳齿轮式液压马达适用于负载转矩不大、速度平稳性要求不高、噪声限制不大的场合，性要求不高、噪声限制不大的场合，例如钻床、风扇传动等。例如钻

18、床、风扇传动等。3 3、叶片、叶片液压马液压马达结构：达结构：叶片式液压马达叶片式液压马达 叶片式液压马达的转速最高可达叶片式液压马达的转速最高可达2 000r2 000rminmin，最低一般不低于最低一般不低于100r100rminmin。机械特性较软，即负载增加时，转速将迅速降低，机械特性较软，即负载增加时，转速将迅速降低，故宜用于低转矩、高转速的场合。故宜用于低转矩、高转速的场合。优点是运转均匀优点是运转均匀脉动小，常用于磨床回转工作台的驱动，外圆和内脉动小，常用于磨床回转工作台的驱动，外圆和内圆磨床的工件驱动，以及木材加工机床的主运动和圆磨床的工件驱动，以及木材加工机床的主运动和进给

19、运动等。进给运动等。 (1) (1)液压马达需要正反转，在内部结构上必须具有液压马达需要正反转，在内部结构上必须具有对称性，而液压泵常是单方向旋转运行，为提高效率，对称性，而液压泵常是单方向旋转运行，为提高效率，大都是非对称的。大都是非对称的。齿轮泵常采用不对称式卸荷槽结构，齿轮马达则须使用齿轮泵常采用不对称式卸荷槽结构，齿轮马达则须使用对称式对称式; ;叶片泵的叶片槽在转子上常具有一安放倾角，叶片马达叶片泵的叶片槽在转子上常具有一安放倾角，叶片马达的叶片槽则必须径向布置，若倾斜布置的话，反转时即的叶片槽则必须径向布置，若倾斜布置的话，反转时即会折断叶片；会折断叶片；轴向柱塞泵的配流盘为减除气穴现象与噪音，常采用不轴向柱塞泵的配流盘为减除气穴现象与噪音，常采用不对称结构，而轴向柱塞马达必须采用对称结构等。对称结构，而轴向柱塞马达必须采用对称结构等。 九、液压马达与泵的区别九、液压马达与泵的区别(2)(2)液压马达在确定轴承的结构形式及其润滑方式时，应液压马达在确定轴承的结构