液压与气压传动 第3章 液压马达与液压缸
第三章 液压马达与液压缸 3.1 液压执行元件概述 3.2 液压马达 Hydraulic Motor 3.3 液压缸 Hydraulic Cylinder 1 本章要求 n了解液压执行元件的概念 n了解液压马达的工作原理、主要参数、主要 类型及其适用的场合 n了解液压缸的工作原理、结构、主要参数、 主要类型及其适用的场合 n会简单进行液压缸的力、速度以及结构参数 之间的计算 2 o液压执行元件（Hydraulic actuator/ executive component） 3.1 液压执行元件概述 液压执行元件 液压能机械能 力 位移 速度 加速度 线位移 角位移 o液压执行元件分类 n液压马达 n液压缸 3 第三章 液压马达与液压缸 3.1 液压执行元件概述 3.2 液压马达 Hydraulic Motor 3.3 液压缸 Hydraulic Cylinder 4 3.2 液压马达 Hydraulic Motor 液压泵液压马达 5 3.2 液压马达 Hydraulic Motor o 液压马达与液压泵 n液压马达是使负载作连续旋转的执行元件，其 内部构造与液压泵类似，差别仅在于： Ø液压泵的旋转是由电机所带动，输出的是压力油； Ø液压马达则是输入液压油，输出的是转矩和转速。 n液压马达和液压泵在细部结构上存在一定的差 别。 6 液压泵与液压马达 从原理上讲，液压泵与液压马达可以互换，但结构有差异 1、泵的进油口比出油口大，马达的进、出油口相同 2、结构上要求泵有自吸能力 3、马达要正反转，结构具有对称性；泵单方向转，不要对称 4、要求马达的结构及润滑，能保证在宽速度范围内正常工作 5、液压马达应有较大的起动扭矩和较小的脉动 7 液压马达回路 AB PT 溢流阀 液压泵 液压马达 8 油缸油泵油马达，工作原理属一家： 能量转换共同点，均靠容积来变化， 出油容积必缩小，进油容积则扩大。 油泵输出压力油，出油当然是高压， 缸和马达与泵反，出油自然是低压。 工作压差看负载，负载含义要记下： 油泵不仅看外载，管路阻力也得加， 缸和马达带负载，压差只是克服它。 流量大小看速度，再看排量小与大， 单位位移需油量，排量含义就是它。 液压缸、液压泵、液压马达的共性 9 一、液压马达的分类和工作原理 分类： l 按速度分类： l 按结构分类： 齿轮式、叶片式、柱塞式等其它形式 10 马达的分类马达的分类 11 n高速液压马达的基本形式有齿轮式、螺杆式、叶片式 和轴向柱塞式等。 n高速液压马达的主要特点是转速高、转动惯量小，便于启动 和制动。通常高速液压马达输出转矩不大（仅几十N.m到几百 N.m），所以又称为高速小转矩马达。 n 低速液压马达的基本形式是径向柱塞式。 n低速液压马达的主要特点是排量大、体积大、转速低（可达 每分钟几转甚至零点几转）、输出转矩大（可达几千N.m到几 万N.m）,所以又称为低速大转矩液压马达。 12 o 液压马达的图形符号 13 14 齿轮马达的特点应用 n齿轮马达具有体积小，重量轻，结构简单， 工艺性好，对污染不敏感，耐冲击，惯性小 等优点。 n因此，在矿山、工程机械及农业机械上广泛 使用。 n但由于压力油作用在液压马达齿轮上的作用 面积小，所以输出转矩较小，一般都用于高 转速低转矩的情况下。 15 16 17 18 19 马达没有泄漏时，使马达输出轴旋转一周所需要 油液的体积，单位L/r 20 21 22 23 重要的是明确输 入和输出 24 25 26 27 28 径向柱塞式液压马达 29 30 31 32 33 34 35 第三章 液压马达与液压缸 3.1 液压执行元件概述 3.2 液压马达 Hydraulic Motor 3.3 液压缸 Hydraulic Cylinder 36 3.3 液压缸 一、液压缸概述 二、液压缸的典型结构 三、液压缸的设计和计算 37 38 液压缸是使负载作直线运动的执行元件。 1、液压缸分类 n 按结构特点分：活塞缸、柱塞缸、摆动缸。 n 按作用方式：分为单作用式液压缸和双作用式液压缸两类。 l 单作用式液压缸又分为无弹簧式、附弹簧式、柱塞式三种，如 图3-1所示。 l 双作用式液压缸又分为单杆形，双杆形两种，如图32所示。 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 5、摆动式液压缸The limited angle rotary actuator n摆动式液压缸是输出扭矩并实现往复运动的 执行元件，也称摆动式液压马达。 n有单叶片和双叶片两种形式。图中定子块固 定在缸体上，而叶片和转子连接在一起。根 据进油方向，叶片将带动转子作往复摆动。 62 5、摆动式液压缸The limited angle rotary actuator 63 摆动式液压马达 64 65 摆动式液压缸结构 66 如图所示，若输入液压油的流量为Q和 摆动轴输出的角速度之间的关系为： Q=/4(D2-d2)b.n=(b/8)(D2-d2) 所以 8Q/b(D2-d2) 式中 n摆动轴的转速(n= /2)； b叶片宽度； D、d见图。 67 68 69 伸缩缸的应用液压电梯 70 71 72 73 二、液压缸的典型结构 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 三、液压缸的设计和计算 n 液压缸的设计和计算是在对整个液压系统 进行工况分析，计算了最大负载力，先定了 工作压力的基础上进行的，因此： n 首先要根据使用要求确定结构类型， n 再按照负载情况，运动要求决定液压缸的主要 结构尺寸； n 最后进行结构设计。 93 液压缸主要尺寸的确定 1、工作压力的选取 根据液压缸的实际工况，计算出外负载大小 ，然后参考下表选取适当的工作力。 94 2、活塞杆直径d与缸筒内径D的计算 受拉时： d=(0.3-0.5)D 受压时： d=(0.5-0.55)D (p1160x105Pa 时，Py=1.25Pn ； ()缸筒材料许用应力。()=b/n。 96 4、活塞杆的计算 直径强度校核：d4F/()1/2 d活塞杆直径；F液压缸的负载； ()活塞杆材料许用应力，()=b/n。 97 5、液压缸缸筒长度的确定 缸筒长度根据所需最大工作行程而定。活 塞杆长度根据缸筒长度而定。对于工作行程 受压的活塞杆，当活塞杆长度与活塞杆直径 之比大于15时，应按材料力学有关公式对活 塞进行压杆稳定性验算。 98 99
