液压缸和液压马达的认识与使用PPT

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第三章+液压马达与液压缸

第三章液压马达与液压缸
液压马达
将液体压力能转换为机械能的装置，输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。
液压缸
与马达一样，也是将液压能转变为机械能的装置，它将液压能转变为直线运动或摆动的机械能。
第一节液压马达
液压马达的概述高速液压马达
齿轮马达叶片马达轴向柱塞马达
第一节液压马达（3）低速马达
排量公式 v =πd 2e z / 2 d 为柱塞直径；e 为曲轴偏心距；z 为柱塞数。
特点结构简单，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（可驱动车轮或卷筒），但体积重量较大，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3 r/min。
第一节液压马达（1）概述
功率与总效率
输入功率Pmi Pmi ＝ Δp qM
输出功率PMo PMo ＝ T 2πn
总效率 ηM＝ PMo/ Pmi＝ηMvηM
第一节液压马达（1）概述
液压马达图形符号
第一节液压马达（1）概述
液压马达的分类和选用
选择液压马达的原则与选择液压泵的原则基本相同。在选择液压马达时，首先要确定其类型，然后按系统所要求的压力、负载、转速的大小确定其规格型号。一般来说，当负载扭矩小时，可选用齿轮式、叶片式和轴向柱塞式液压马达。如负载扭矩大且转速较低时，宜选用低速大扭矩液压马达。
宽的场合。
台）等设备中。
适合于负载速度大、有变速要求、负载扭矩较小、低速平稳性要求高，即中高速小扭矩的场合。
适用于起重机、绞车、铲车、内燃机车、数控机床等设备。
低
速大扭矩马
径向马
达

液压泵和液压马达原理和使用(PPT课件)

第二章液压泵和液压马达 3-1 液压泵和马达的分类及工作原理 3-2 齿轮泵和齿轮马达 3-3 柱塞泵和柱塞式液压马达
3-4 低速大转矩液压马达
附：液压泵的工作特点
§3-1液压泵和液压马达的基本工作原理一、液压泵的基本工作原理二、液压泵的主要性能参数三、液压马达的主要性能参数
四、液压泵和液压马达的类型
返回
三、液压马达的主要性能参数
1、流量、排量和转速
设定马达的排量为q，转速为n，泄露量ΔQ 则流量Q为： Q=nq+ΔQ
容积效率 mv=理论流量/实际流量
=nq/Q=nq/(nq+ΔQ) 或 n=(Q/q)· mv 可见，q和是mv决定液压马达转速的主要参数。
2、扭矩
理论输出扭矩 MT=pq/2π
实际输出扭矩 MM=MT-ΔM
因机械效率 Mm=MM/MT=1-ΔM/MT 故 MM=MT.Mm=(pq/2π).Mm 可见液压马达的排量q是决定其输出扭矩的主要参数。有时采用液压马达得每弧度排量DM=q/2π来代替其每转排量q作为主要参数，这样有： =2πn=Q.mv/DM 及 MM=pDMMm
3、总功率
液压马达总功率：
ηM=2πMMn/pQ=mvMm
可见，容积效率和机械效率是液压泵和马达的重要性能指标。因总功率为它们二者的乘积，故液压传提高泵和马达的效率有其重要意义。
返回
四、液压泵和液压马达的类型
按结构分：柱塞式、叶片式和齿轮式按排量分：定量和变量按调节方式分：手动式和自动式，自动
式又分限压式、恒功率式、恒压式和恒
流式等。按自吸能力分：自吸式合非自吸式
液压泵和液压马达的图形符号
定量泵
变量泵
定量马达变量马达双向变量泵双向变量马达

液压缸液压马达课件.

单活塞杆液压缸简单连接式
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
无杆腔进油时
v1 = q/A1 = 4q/πD2 F1 = p1A1 - p2A2 =π[D2 p1 - (D2-d2)p2/4
有杆腔进油时
v2 = q/A2 = 4q/π(D2-d2) F2 = p1A2- p2A1 =π[ (D2-d2) p1-D2 p2]/4
摆动液压缸
又称为摆动式液压马达或回转液压缸
作用：将液压油的压力能转变成摆动运动的机械能
摆动液压缸
组成：缸体、定子块、叶片、传动轴等
分类
单叶片式——摆角可达330°
双叶片式——摆角最大150°

摆动液压缸工作原理
当缸的一个油口进压力油，另一油口回油时，叶片在压力油作用下往一个方向摆动，带动轴偏转一定角度小于 3600，当进回油口互换时，马达反转。
第3章液压与气压执行元件
第3章液压缸
功用：将液压泵供给的液压能转换为机械能而对负载作功，实现直线往复运动或旋转运动。
液压缸的类型及特点
按结构形式活塞缸 >往复直线运动柱塞缸摆动缸往复摆动
液压缸的类型及特点
按作用方式
单作用式：液体或气体只控制缸一腔单向运动
双作用式：液体或气体控制缸两腔实现双向运动
缸体与端盖的连接
法兰连接半环连接螺纹连接拉杆连接焊接连接
缸体与端盖的连接
∵ 工作压力、缸体材料、工作条件不同 ∴ 连接形式很多，铸铁缸体，外形尺寸大
缸体与端盖的连接形式
法兰连接：高压，需焊接法兰盘，较杂。内半环 —结构简单、紧凑、装卸半环连接 < 方便（但因缸体上开了环行槽，强度削弱）外半环内螺纹螺纹连接< > 重量轻，外径小，但端部复杂，外螺纹装卸不便，需专用工具

机械工程学第05章液压泵液压马达和液压缸PPT课件

设活塞与活塞杆的直径分别为D和d 。
当无杆腔进油、工作台向左运动时，速度、推力分别为
1 = q /A1 =4q /πD 2
F1 =pA1 = pπD2 /4
当有杆腔进油、工作台向右运动时，速度、推力分别为
2 = q /A2 =4q /π(D 2-d 2 )
F 2 =pA2 = pπ(D2 -d 2 ) /4
假设系统的能量损失很小可以忽略不计，则得泵的输出功率：
Po=F =pA
因
A = q
故
Po = pq
图5-11 液压泵输出功率的计算
(2) 泵的配套电动机功率
式中
P = Po / pq / P ——配套电动机的功率(W)； Po——液压泵的工作压力(Pa)； q ——液压泵的流量(m3/s)；
——液压泵的总效率。通常，各种泵的值皆可由实验
(2) 优缺点优点是结构紧凑，径向尺寸小，能在高压和高转速下工作，并具有较高的容积效率；缺点是结构复杂，价格昂贵。
图5-9 轴向柱塞泵的工作原理 1－配流盘 2－缸体 3－柱塞 4－斜盘
图5-10 滑履结构 1－缸体 2－柱塞 3－滑履 4－斜盘
五、泵用电动机功率的计算
（1) 泵的输出功率 (见图5-11)
给出：齿轮泵＝0.6～0.8；叶片泵＝0.75～0.85；柱塞泵
＝0.75～0.9O。
第二节液压马达
1. 液压马达的类型有齿轮式、叶片式和柱塞式三种。 2. 叶片式液压马达的工作原理与优缺点 (1) 工作原理见图5-12 (2) 优缺点优点是体积较小，动作灵敏；缺点是泄漏较大，效率较低。
图5-4 双作用式叶片泵的工作原理 1－定子 2－转子 3 －叶片 4 －泵体
图5-5 双联叶片泵和双级叶片泵的符号示意 a) 双联叶片泵 b) 双级叶片泵

《液压马达》课件

专业维修
对于复杂的故障或需要专业知识的维修，建议寻求专业维修人员的帮助。
资料备份
保留液压马达的相关资料和图纸，以便在需要时进行查阅和参考。
THANKS
感谢观看
考虑液压马达的维护成本，包括密封件、润滑油等配件的更换周期和价格。
油品质量
性能稳定性
选择能够提供高质量液压油的供应商，以保证液压马达的正常运行和延长使用寿命。
选择性能稳定、对压力波动不敏感的液压马达品牌和型号，以保证设备的可靠性和稳定性。
05
液压马达的维护与保养
使用注意事项
启动前检查
确保液压马达在启动前已经彻底检查，包括油位、密封件和连接件等
旋转不灵活
检查液压马达的润滑情况，清理污垢，更换损坏的密封件。
性能下降
检查液压马达的油液是否清洁，更换油液，清理吸油、压油口的滤网。
保养与维修建议
定期检查
按照制造商推荐的保养周期进行定期检查，包括油位、密封件、连接件等。
维修记录
建立液压马达的维修记录，记录每次维修和更换的部件，方便跟踪和管理。
。
避免超载
避免液压马达在超出设计负载的情况下运行，
以防损坏。
保持清洁
保持液压系统内部和外部的清洁，防止杂物和
污垢进入。
定期更换油液
按照制造商推荐的油液更换周期进行更换，以保证油液质量和性能。
常见故障及排除方法
噪音过大
检查液压马达的轴承、齿轮等是否正常，必要时进行更换。
泄漏
检查液压马达的密封件是否完好，更换损坏的密封件，紧固连接件。
对油品要求高
液压马达对使用的油品质量要求较高，如果使用低质量的液压油可能导致磨损和故障。

第3章液压马达和液压缸

PO = pq
机械工程学院
《液压与气动》电子课件第三章液压马达和液压缸
结论
液压传动系统液体所具有的功率，即液压功率等于压力和流量的乘积若忽略能量损失，则PO = PI 即Pt = pqt = pVn = ωTt = 2πnTt
∵ 实际上有能量损失 ∴ PO < PI
机械工程学院
《液压与气动》电子课件第三章液压马达和液压缸
结论：总效率等于容积效率与机械效率之乘积。
机械工程学院
《液压与气动》电子课件第三章液压马达和液压缸
3.1.2 高速液压马达外啮合齿轮液压马达工作原理
机械工程学院
《液压与气动》电子课件第三章液压马达和液压缸
齿轮马达
工作原理
▪ 结构特点
▪ 进出油口相等，有
单独的泄油口；
▪ 为减少摩擦力矩，
机械工程学院
3.2.1 活塞缸
活
单杆活塞缸
塞
缸
双杆… …
《液压与气动》电子课件第三章液压马达和液压缸
机械工程学院
液压缸的典型结构和组成
《液压与气动》电子课件第三章液压马达和液压缸
导向套
活塞杆
缸筒
活塞
缸底
密封圈
耳环防尘圈缸盖
支承环密封圈
机械工程学院
《液压与气动》电子课件第三章液压马达和液压缸
机械工程学院
推力与速度计算
F 1 v1
A1
A2
A1
F 2 v2
A2
《液压与气动》电子课件第三章液压马达和液压缸
F 3 v3
A1
A2
D d D d D d
p1
p2
q

第二章液压马达与液压缸

[σ]—缸筒材料需用应力， [σ]= σb/1.4 3）缸盖固定螺栓ds的校核 5.2kF
ds
z
17
[σ]—缸筒材料需用应力， [σ]= σs/(1.22~2.5) k—螺钉拧紧系数，k=1.12~1.5
液压理论与维护课程
（4）稳定性校核
轴向受压负载 F≤Fk/n 安全系数：n=2~4
Fk
fA
2
ψ 1—材料柔性系数，f—材料强度系数，ψ 2—缸支承末端系数
18
（5）液压缸缓冲计算
缓冲计算主要是估计缸内最大冲击压力，校核缸壁厚和制动距离。缓冲时背压腔产生液压能：E1=pcAclc 部件机械能：E2=ppAclc+mv02/2-Fflc
E2 根据能量守恒得平均缓冲压力： pc Ac l c
液压理论与维护课程
7
差动缸：两腔同时接通压力油，目的提高推进速度，这种连接成为差动连接。
推力：F3 p1 ( A1 A2 )ηm

4
p1d ηm
2
A1v3 q A2 v3 4qv 速度：v3 2 d
为了使往返速度相等，则： D
液压理论与维护课程

2d
8
2. 柱塞缸
单柱塞缸只能单向运动，反向要靠外力推动（如弹簧、重力等），一般用于行程较长，缸筒内壁可不必精加工。
液压理论与维护课程
12
4. 活塞组件 5. 缓冲与排气装置
液压理论与维护课程
13
三、设计计算
1. 液压缸的设计计算
根据任务要求确定液压缸的结构形式，再根据负载、速度、行程等要求确定其主要尺寸，并进行强度、稳定性、缓冲等验算。
（1）注意问题

液压缸和马达

输出（拉）力 F=p1π（D2-d2）／4
输出速度υ= 4q1／π（D2-d2）
液压缸的输出力F和输出速度υ：对运动元件进行受力分析，列出力平衡方程，得出输出力F的公式。液压缸运动时，进油腔容积变大，变大的容积等于进入该腔油的体积；回油腔容积变小，变小的容积等于排出油的体积。由此得出输出速度公式。
二.液压缸的典型结构（结构设计） 1.缸的组成部分缸（体）筒组件，活塞（杆）组件，密封元件，缓冲装置，排气装置等。
液压缸典型结构
双作用单活塞杆液压缸结构 l .缸底；2 .卡键；3、5、9、11.密封圈；4.活塞；6.缸筒；7.活塞杆；8.导向套；10.缸盖；12.防尘圈；13.耳轴
缸体与缸底的典型联接形式
Байду номын сангаас第三章
液压马达和液压缸 Hydraulic motor and Cylinder
§1液压马达（Hydraulic motor）
一.概述 1.马达的功能及在系统中的作用马达在液压系统中属于执行元件，它将压力能（pq）转变为机械能（Tω），带动负载做旋转运动。 Tω→泵（pq）→控制元件（ pq ）→马达（ Tω ）→负载
2
（3）缸筒长度 L
液压缸的缸筒长度L由最大工作行程长度决定，缸筒的长度一般最好不超过其内径的20倍。
（4）最小导向长度 H
当活塞杆全部外伸时，从活塞支承面中点到导向套滑动面中点的距离称为最小导向长度H。
最小导向长度计算
L D H 20 2
3.液压缸的结构计算和校核
对液压缸的缸筒壁厚δ、活塞杆直径d和缸盖固定螺栓的直径，在高压系统中必须进行强度校核。 1）缸筒壁厚δ的计算和校核当δ/D≤0.08 时，称为薄壁缸筒，一般为无缝钢管，壁厚按材料力学薄壁圆筒公式计算：

液压马达和液压缸课件讲解

6、制动性能
液压马达额定转矩下马达的进出油口被切断时的马达轴的滑动值来评价马达的制动性能。滑动值小，制动性能好。
液压马达的分类
按工作特性分类（1）额定转速ns＞500r/min 为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达（2）额定转速ns＜ 500r/min 为低速液压马达：径向柱塞马达（单作用连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱塞马达）按排量能否改变分类定量马达和变量马达液压马达一般双向旋转，也可以用于单向旋转
双杆活塞缸
双杆活塞缸活塞两侧都有活塞杆伸出，根据安装方
式不同又分为活塞杆固定式和缸筒固定式两种。
符号：
当缸筒固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的三倍；
当活塞杆固定时，运动部件移动范围是活塞有效行程的两倍。
双杆活塞缸的速度推力特性
v ＝ q / A ＝ 4 qηv /π（D 2－ d 2）缸在左右两个方向上输出的速度相等，ηv为缸的容积效率。 F ＝ A（p1－ p2）ηm＝π（D 2－d 2）（p1－ p2）ηm /4 缸在左右两个方向上输出的推力相等，ηm为缸的机械效率。
齿条活塞缸的速度推力特性
输出转矩 TM＝Δp（π/ 8）D 2 D iηm 输出角速度 ω＝8 qηv / πD 2 D i 式中 Δp 为缸左右两腔压力差，D 为活塞直径，D i为齿轮分度圆直径。
增压缸

增压缸是活塞缸与柱塞缸组成的复合缸，但它不是能量转换装置，只是一个增压器件。
排量公式 v =（πd 2/4）sxyz
s 为柱塞行程； x 为作用次数； y 为柱塞排数； z 为每排柱塞数。应用转矩脉动小，径向力平衡，启动转矩大，能在低速下稳定运转，普遍用于工程、建筑、起重运输、煤矿、船舶、农业等机械中。一般不需要减速装置即可直接驱动工作机械。