第3章液压执行元件

•排量公式 v =πd 2e z / 2 单作用连杆型径向柱塞马达工作原理 –d 为柱塞直径； –e 为曲轴偏心距； –z 为柱塞数。
应用 单作用连杆型径向柱塞马达工作原理 单作用连杆型径向柱塞马达应用
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
二、液压马达的特性参数
起动性能
马达的起动性能主要用起动扭矩T0和起动机械效率η来描述。
起动机械效率低，起动扭矩就小，马达的起动性能就差。
制动性能
马达的制动性能与容积效率有直接关系。若容积效率低，泄 漏大，马达的制动性能就差。
最低稳定转速
最低稳定转速是指液压马达在额定负载下，不出现爬行现象的 最低转速。实际应用中，一般最低稳定转速越小越好，这样可扩 大马达的调速范围。
▪ 配流盘为对称结构。
▪ 应用 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，产生的转矩越大，转 速越低。
低速大扭矩马达 单作用连杆型径向柱塞马达 单作用连杆型径向柱塞式液压马达
▪ 结构组成
–呈五星状（或七星状）的壳体内 均匀分布着柱塞缸。
–柱塞与连杆铰接，连杆的另一端 与曲轴偏心轮外圆接触。曲轴为输 出轴。
（3）叶片沿转子体径向布置，进、出油口大小相同，叶 片顶部呈对称圆弧形，以适应正、反转要求。
▪ 应用 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、转速高、机械性能要 求不严格的场合。
3）轴向柱塞马达
工作原理
轴向柱塞马达
▪ 结构特点
▪ 轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的。
F
q
式中D和d分别为活和活塞杆直径。
活塞的运动速度 v 为
D d
用静压支承或静压平衡后最低转速可达3 r/min。
目前，这种马达的额定工作压力为21MPa，最高工 作压力达31.5MPa。
第二节 液压缸
一、液压缸的分类 液压缸分类
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。
单杆活塞液压缸
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1、按液压缸的运动方式分
单作用液压缸 双杆活塞液压缸
双杆活塞缸的速度推力特性
F
p 4
D2 d 2
m , v
qv A
4qv D2 d 2
2、单杆活塞液压缸
单杆活塞液压缸
▪单杆活塞缸只有一端带活塞杆，它也有缸
筒固定和活塞杆固定两种安装方式，两种 方式的运动部件移动范围均为活塞有效行 程的两倍。
单杆活塞缸速度推力特性
▪单杆活塞液压缸往
复运动的速度不等。
往返速比 λv＝ v2 / v1＝1/［1－（d /D）2 ］
3、液压缸的差动连接（差动液压缸）
当压力油同时供给单杆活差塞动液压液缸 压缸的两腔时，由于无杆腔 的总作用力较大，活塞以一定速度向有杆腔方向运动。这种工况
称为差动连接。差动连接的液压缸常被称为“差动液压缸”。
p1 p2
推力液压缸 双作用液压缸
组合液压缸
动力液压缸
单叶片摆动液压缸
摆动液压缸 双叶片摆动液压缸
2、按液压缸结构形式分 活塞式液压缸 单活塞杆式
动力液压缸 柱塞式液压缸 双活塞杆式
叶片式液压缸
二、常用液压缸的结构、工作原理及其特性
1、双杆式活塞液压缸 双杆活塞液压缸
双杆活塞液压缸的两 端都有活塞杆伸出。两活 塞杆直径通常相等，活塞 两端有效面积相同。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。
▪ 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 。
如果供油压力和流量不变，活塞往复运动时两个方向 的作用力和速度均相等。适用于往返速度相等且推力 不大的场合，如用来驱动外圆磨床的工作台。
ns＞500r/min 为高速液压马达：齿轮马达， 叶片马达，轴向柱塞马达 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）
2、液压马达与液压泵结构特点：
液压马达结构特点
（1）液压泵吸油口尺寸大于出油口，液压马达则相同。 （ 2 ）液压泵在结构上保证具有自吸能力，液压马达没 有这一要求。 （ 3 ）液压马达需要正、反转，内部结构上具有对称性， 液压泵一般是单方向旋转，内部结构不对称。 （ 4 ）液压马达的轴承结构形式及其润滑方式需保证在 较大范围内都能正常工作，液压泵没有这一要求。 （ 5 ）液压马达应有较大的起动扭矩。
一般所用的叶片马达 都是双作用式的叶片 马达。
高压 窗口
高压 窗口
工作原理：通入压力油产生扭矩使转子（带动负载）转动的。
叶片马达结构特点：
（1）采用弹簧预紧叶片，将叶片贴紧在定子内表面，防 叶片马达的结构特点
止起动时高、低压腔互相串通，保证马达有足够的起动扭 矩输出；
（2）设置压力油道转换装置（梭阀），保证马达正、反 转变换进、出油口时，叶片底部总是通高压油，以保证叶 片与定子紧密接触；
调速范围
i=nmax/nmin
2、液压马达的符号
液压马达的符号
单向定量 液压马达
单向变量 液压马达
双向定量 双向变量 液压马达 液压马达
三、各类液压马达 1）叶片式液压马达的工作原理
叶片马达分为单作用 和双作用式两大类。 前者可以调节转子的 偏心来改变排量而制 成变量马达，后者只 能是定量的。
–曲轴的一端通过十字接头与配流 轴相连。
–配流轴上“隔墙”两侧分别为进 油腔和排油腔。
• 工作原理
高压油进入马达的进油 腔后，经壳体上的油 道进入部分柱塞缸头 部，高压油作用在柱 塞上的作用力通过连 杆传递到曲轴的偏心 轮上，对曲轴旋转中 心形成转矩。
另外部分柱塞缸与回 油口相通。
– 配流轴随曲轴同步 旋转，各柱塞缸依 次与高压进油和低 压回油相通（配流 套不转），保证曲 轴连续旋转。
液压传动
第三章 液压执行元件
第一节 液压马达
液压能 p, Q
液压马达
机械能 n, Mn
一、液压马达的分类及特点
液压马达的工作原理正好与液压泵的工作原理相反。
液压泵和液压马达具有可逆性。从原理上讲，任何一台
液压泵都可以作为液压马达使用。但实际上马达与泵的 结构稍微有些差别。
1、液压马达的分类
液压马达的分类