学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除

液压传动与气动技术专业基础课Hydraulicandpneumatictechnology任课教师：液压传动与气动技术学习情境三液压马达与液压缸的选用及故障排除目录任务一液压马达的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除能阐述液压马达的工作原理和结构特点；能根据液压马达的性能指标选择液压马达；能分析液压马达的常见故障；能掌握液压缸的工作原理和结构；能计算液压缸的受力和运动速度；能阐述增压缸、伸缩缸等特殊液压缸的基本结构和原理。教学目标学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除磨床工作台液压传动系统分析1液压传动的工作介质2液压传动的工作原理与力学基础3压力损失及流量特性4

液压马达与液压缸的基本工作原理及结构特点；计算液压缸的受力和运动速度；特殊液压缸的基本结构和工作原理教学重点教学难点液压马达与液压缸的基本工作原理；计算液压缸的受力和运动速度。学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除

液压马达的工作原理和结构1液压马达的性能指标及使用注意事项2液压马达常见的故障及排除方法3任务一液压马达的选用及故障排除学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务一液压马达的选用及故障排除

液压缸的作用和分类单作用连杆型径向柱塞液压马达

低速液压马达多作用内曲线径向柱塞液压马达高速液压马达齿轮液压马达叶片液压马达轴向柱塞液压马达

额定转速在500r/min

以上

额定转速在

500r/min

以下学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务一液压马达的选用及故障排除

液压马达的图形符号（a）单向定量液压马达（b）单向变量液压马达（c）双向定量液压马达（d）双向变量液压马达学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务一液压马达的选用及故障排除一、液压马达的工作原理和结构1—斜盘；2—柱塞；3—缸体；4—配油盘。瞬时方位角α为变量，转矩T也随之变化，且脉动。柱塞式液压马达的工作原理

1.液压马达的工作原理学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务一液压马达的选用及故障排除

一、液压马达的工作原理和结构2.液压马达的结构特点1）齿轮式液压马达应用：主要用于高转速、小转矩场合，也作为笨重物体的传动装置，在起重设备中应用比较多，但是在低速及符合变化时稳定性较差。学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除

齿轮液压马达与齿轮泵在结构上基本相同，不同点在于：（1）齿轮泵一般只沿一个方向旋转，其吸油口大，排油口小；齿轮液压马达需沿两个方向旋转，其进、出油口通道对称，孔径相等，而且困油卸荷槽也对称布置。（2）齿轮泵内泄漏都流回吸油口，而齿轮液压马达则将内泄漏单独引出至油箱。（3）为了减小启动摩擦力矩，齿轮液压马达一般采用摩擦系数小的滚动轴承；为了减小转矩脉动，齿轮液压马达的齿数比齿轮泵的齿数要多。任务一液压马达的选用及故障排除学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务一液压马达的选用及故障排除

一、液压马达的工作原理和结构2.液压马达的结构特点2）叶片式液压马达主要用于在转子叶片上的压力差工作。转速由流量决定；一般径向放置，叶片底部一直通压力油。高转速、小转矩和动作要求灵敏或小惯性场合，但泄露大，低速不稳定，调速范围小。学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务一液压马达的选用及故障排除

叶片液压马达的结构与双作用式叶片泵相似，不同之处在于：（1）在转子侧面安装有燕式弹簧，靠预紧弹簧力将叶片推出，可保证叶片液压马达在通入压力油后，高、低压腔不串通，能正常启动。（3）叶片槽采用径向配置及叶片顶端双向倒角，也是为了适应液压马达双向旋转的要求。（2）在与两个油口相连通的油道上，安装两个梭阀（双向单向阀），使叶片槽底始终通压力油，以保证液压马达正反方向转动的要求。学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务一液压马达的选用及故障排除

一、液压马达的工作原理和结构2.液压马达的结构特点3）柱塞式液压马达轴向柱塞式液压马达径向柱塞式液压马达柱塞式液压马达与柱塞泵结构基本相同，工作原理是可逆的，一般柱塞泵都可以用作液压马达。此马达排量较小，输出转矩不大，为高速小转矩液压马达。学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除

任务一液压马达的选用及故障排除二、液压马达的性能指标及使用注意事项1.性能指标转矩和排量转矩由负载决定排量只取决于密封工作腔几何尺寸，与转速无关。机械效率和启动机械效率输入压力和流量输出转矩和转速启动性能、带载气动摩擦系数、润滑油膜转速和低速稳定性转速取供油量和马达自身排量存在泄漏。在过低速度时，出现爬行，稳定性差，低速大转矩稳定性比高速小转矩好。调速范围负载从低速到高速，要求马达能在较大的速度范围工作变速机构调速范围：

i=nmax/nmin学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务一液压马达的选用及故障排除

在使用和维护液压马达时应注意以下事项：

液压马达通常允许在短时间内以超过额定压力20%～50%的压力工作，但瞬时最高压力不能和最高转速同时出现。对液压马达的回油路背压有一定限制，且在背压较大时，必须设置泄漏油管。1

一般情况下，不应使液压马达的最大转矩和最高转速同时出现。实际转速不应低于液压马达的最低转速，否则将出现爬行现象。当系统要求的转速较低，而低速液压马达在转速、转矩等性能参数不易满足工作要求时，可采用高速液压马达并增设减速机构。

安装液压马达的底座、支架必须具有足够的刚性。安装时要注意检查液压马达输出轴与工作机构传动轴的同轴度是否满足要求，否则将加剧液压马达的磨损，增加泄漏，降低容积效率，并严重影响使用寿命。23液压马达的使用与维护学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务一液压马达的选用及故障排除

液压马达在使用中应注意油液的种类和粘度；油液使用中的温度；系统滤油精度等均应符合产品样本的规定。液压马达运转前注意事项：

液压马达使用前必须在壳体内灌满清洁液压油，使各运动副表面得到润滑，以防咬死或烧伤。检查系统中是否有卸荷回路，并调整溢流阀的压力设定值。

在无负载状态下以不同的转速运转一段时间（

分钟）进行排气。油箱中有泡沫，系统中有噪声，以及液压马达或液压缸有滞进（颤动）等现象都证明系统中有空气。

建议在系统中临时接入一个过滤精度较高的过滤器，在无负载状态下运行30分钟，以便清除系统中的脏物。45学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除

任务一液压马达的选用及故障排除液压马达运转前注意事项：只有当系统充分洗净和完全排气，才能给液压马达逐渐增加负载。为了提高液压马达的寿命，通常在低负载下运转一段时间（如1小时），同时检查系统的动作、外泄、噪声等，如果一切正常，就可正常工作。

通常第一次加的油，应在运转较短的时间（如

个月或更短）内进行更换；以后定期检查油液污染程度，每1～2年换一次油；定期检查和清洗过滤器；定期检查油箱油面高度。5

这些措施都能有效地提高液压马达的寿命。此外，液压马达在使用中若发现其入口处有压力不正常的颤动、冲击声或外泄严重，以及系统压力突然升高，应停车及时检查，以防液压马达损坏。学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除

任务一液压马达的选用及故障排除

2.使用注意事项液压马达的泄油腔不允许有压力。（1）液压马达在驱动大惯性负载时，不能简单地用关闭换向阀的方法使其停止。（2）在启动液压马达时，若液压油黏度过低则会使整个液压马达的润滑性下降；黏度过高则会使液压马达有些部位得不到有效润滑。（3）由于液压马达总存在一定的泄漏，因此用关闭液压马达的进、出油口来保持制动状态是不可靠的。长时间保持制动状态，需另行设置防转动的制动器。（4）学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除

任务一液压马达的选用及故障排除三、液压马达的常见故障及排除方法学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除

液压缸的工作原理和结构1液压缸常见的故障及排除方法2任务二液压缸的选用及故障排除学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除

液压缸的作用和分类任务二液压缸的选用及故障排除作用：压力能-机械能

用于实现直线往复运动活塞缸单杆双杆柱塞缸摆动缸分类单作用：液体只控制缸一腔单向运动

双作用：液体控制缸两腔体实现双向运动

按作用方式按结构学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除

一、液压缸的工作原理和结构双杆活塞式液压缸实物图结构特点：两侧有效工作面积一样。动画1.活塞式液压缸的工作原理和结构1）双杆活塞式液压缸的工作原理和结构学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

M7120A型平面磨床工作台实心双杆活塞式液压缸的三维轴测图1—活塞杆；2—导向套；3—左端盖；4—缸体；5—活塞；6—右端盖；7—支架。1）双杆活塞式液压缸的工作原理和结构学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

①②③④⑤缓冲装置密封装置排气装置活塞组件缸体组件液压缸1）双杆活塞式液压缸的工作原理和结构学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

液压缸密封圈及其安装位置1）双杆活塞式液压缸的工作原理和结构学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

1）双杆活塞式液压缸的工作原理和结构带可调缓冲装置的液压缸学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

液压缸缓冲过程及剖面结构图1）双杆活塞式液压缸的工作原理和结构学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

2）单杆活塞式液压缸的工作原理和结构①双作用单杆活塞式液压缸职能符号单杆单作用活塞缸单杆双作用活塞缸双向液压驱动单向液压驱动，回程靠外力。动画②单作用单杆活塞式液压缸学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

简单连接式。速度、推力计算。差动连接式液压缸①双作用单杆活塞式液压缸学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

简单连接式特点：1）两腔面积不等，A1

>A2

2)

压力相同时，推力不等；流量相同时，速度不等，即：不

具有等推力等速度特性速度、推力计算v1=q/A1=4q/πD2F1=p1A1-p2A2

=π[D2p1-(D2-d2)p2]/4无杆腔进油时:v2=q/A2=4q/π(D2-d2)F2=p1A2-p2A1=π[(D2-d2)p1-D2p2]/4

有杆腔进油时:学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

单活塞杆液压缸简单连接比较∵A1>A2

∴v1<v2F1>F2

故：活塞杆伸出时，推力较大，速度较小

活塞杆缩回时，推力较小，速度较大因而：活塞杆伸出时，适用于重载慢速活塞杆缩回时，适用于轻载快速单活塞杆液压缸简单连接结论活塞杆直径越小，两个方向速度差值越小。固定方式和工作过程皆与双杆活塞液压缸相同。运动行程皆为两倍的活塞或缸体的有效行程。学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

②差动连接式液压缸差动连接单杆活塞液压缸两腔同时通入流体时，利用两端面积差进行工作的连接形式。差动连接特点在不增加流量的前提下，实现快速运动，但是产生推力小。学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

差动连接速度、推力计算

∵v3A1=q

+v3A2

∴v3=q/A1-A2=4q/πd2

故要使

v2=v3，D=√2dF3=p1（A1-A2）

=πd2p1/4

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③单杆活塞液压缸的应用单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循环：（差动连接）（无杆腔进油）（有杆腔进油）快进

→

工进

→快退

v3、F3v1、F1

v2、F2动画演示学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

双作用单杆活塞式液压缸剖面结构及实物图动画学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

弹簧复位单作用单杆活塞式液压缸结构示意图应用：液压力在单个方向上的做功场合学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

单杆柱塞式液压缸柱塞式液压缸的三维轴测图2.柱塞式液压缸的工作原理和结构1—缸体；2—柱塞；3—导向套；4—钢球a—进油口学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

单页片式摆动液压缸：主要由叶片、缸体、输出轴等组成摆角小于280°。机床送料装置，间歇进给，回转夹具，工业机器人手臂手腕回转，工程机械的回转机构等液压系统。3.摆动式液压缸的工作原理和结构动画学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

齿轮齿条式摆动液压缸剖面结构图3.摆动式液压缸的工作原理和结构学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除

2）伸缩式液压缸3）串联式液压缸

1）增压式液压缸4.其他类型的液压缸学习情境三液压马达和液压缸的选用及故障排除任务二液压缸的选用及故障排除