液压中缸和马达分析解析

根据液压缸的输出速度和所选定的系统流量计算确定：
dD
D
4q

1.128
q

• 活塞杆直径计算： • 液压缸长度：由最大行程决定 • 液压缸的壁厚：根据结构设计确定。但在工作压力较高或缸径
较大时必须进行强度验算
1
3.1.3 液压缸的结构
• • • • • 缸筒和缸盖 活塞和活塞杆 密封装置 缓冲装置 排气装置
要使活塞往返运动速度相等，即V2=V3，
则
即A1=2A2
D 2d
3.1.2 其它形式的液压缸
• • • • 柱塞式液压缸 伸缩式套筒液压缸 增压缸 齿条活塞缸
㈠柱塞式液压缸
主要特点：
• 单作用液压缸。要双向运 动需成对使用 • 适用于行程较长的场合 • 推力和速度分别为 F=p d 2
4
• 双叶片式摆动马达: • 在径向尺寸和工作压力相同的条件下，分 别是单叶片式摆动马达输出转矩的2倍，但 回转角度要相应减少，双叶片式摆动马达 的回转角度一般小于120°。
液压缸主要尺寸计算
• 液压缸内径计算：
根据负载大小和选定的系统压力计算确定：
D 4F F 103 3.57 102 p p
（４）马达输出平均转矩Ｍ
•液压马达
．图4为轴向柱塞泵和轴向柱塞马达的工作原理图。当缸体 如图示方向旋转时，请判断各油口压力高低，选答案填空格 作液压泵用时 _____ 作油马达用时______ A ａ为高压油口 b为低压油口 B b 为高压油口 a为低压油口 C c 为高压油口 d为低压油口 D d 为高压油口 c为低压油口
一.活塞式液压缸 １．双杆式活塞式液压缸
工作原理：
F ( p1 p2 ) A

4
( D 2 d 2 )( p1 p2 )
q 4q A (D 2 d 2 )
• 特点和应用：
当两活塞杆直径相同、缸两腔的供油压力和流量都相等时，活塞 (或缸体)两个方向的推力和运动速度也都相等，适用于要求往复
结构
单杆活塞式液压缸的结构
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、14—O形密封圈8、12—Y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
㈠缸筒和缸盖的连接
缸筒主要是由钢材制成，缸筒内要经过精细加工，表面粗糙 度Ra<0.08um，以减少密封件的摩擦。 盖板：通常由钢材制成，有前端盖和后端盖，安装在缸筒的 前后两端，
4q 2 d
职能符号：
柱塞式液压缸
㈡伸缩式套筒液压缸
伸缩缸是由两级或多级活塞缸套装而成，又 称多级缸。 伸缩缸中活塞伸出的顺序是从大至小，而空 载缩回的顺序一般是从小至大。
当输入流量相同时，外伸速度逐次增大； 当负载恒定时，液压缸的工作压力逐次增高。 常用于安装空间小而行程要求很长的场合
所示系统，已知 ,求输入油液压力 p.
F , D, d , A1 , A2
液压马达回路
A
B
T
P 液压泵
溢流阀
液压马达与液压泵的区别
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
职能符号：
液压缸伸缩式
伸缩
伸缩式套筒液压缸
㈢增压缸
• 局部区域获得高压
D 2 p 2 p1 ( ) d
• 增压缸只能将高压油输入其它液压缸以获得 大的推力，其本身不能直接作为执行元件
增压缸
㈣ 齿条活塞缸
㈤摆动缸或摆动马达
• 单叶片摆动马达: • 工作压力小于10MPa，摆动角度小于280°。 • 由于径向力不平衡，叶片和壳体、叶片和 挡块之间密封困难，限制了其工作压力的 进一步提高，从而也限制了输出转矩的进 一步提高。
㈣缓冲装置
当活塞快速运动到接近 缸盖时，增大排油阻 力，使液压缸的排油腔 产生足够的缓冲压力， 使活塞减速，从而避免 与缸盖快速相撞
㈤排气装置
3.2 液压马达
液压马达则是液压系统的执行元 件，它把输入油液的压力能转换 为输出轴转动的机械能，用来推 动负载作功
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，差别仅在于液压泵的旋转是由电机所带动，输出的是 液压油；液压马达则是输入液压油，输出的是转矩和转速。因 此，液压马达和液压泵在细部结构上存在一定的差别。
㈡活塞和活塞杆的连接形式
活塞的材料通常用钢或铸铁，也可采用铝合金。活塞和缸筒内壁 间需要密封，而活塞应有一定的导向长度，一般取活塞长度为缸 筒内径的（0.6～1.0）倍。 活塞杆：是由钢材做成实心杆或空心杆，表面经淬火再镀铬处理 并抛光。
㈢密封装置
液压缸的密封装置用以防止油液的泄漏，液压缸的密封主要 是指活塞、活塞杆处的动密封和缸盖等处的静密封。常采用 O形密封圈和Y形密封圈。
2
特点和应用：
供油压力和流量不变时，活塞在两个 方向的运动速度和输出推力皆不相等。
由于A1>A2, 故F1>F2,V1<V2,即活塞杆伸 出时，推力较大，速度较小；活塞杆缩回 时，推力较小，速度较大。因而它适用于 伸出时承受工作载荷，缩回时为空载或轻 载的场合
②液压缸的差动连接
单杆活塞缸的两腔同时通入压力油的油路连 接方式称为差动连接，作差动连接的单杆活塞缸 称为差动液压缸
q 4q 1 2 A1 D
F2 p1 A2 p 2 A1

4
D ( p1 p 2 )
2

4
d 2 p2

4
D ( p1 p 2 )
2

4
d 2 p1
退回
q 4q 2 A2 ( D 2 d 2 )
往复运动比
2 D v 2 2 1 D d
第3章 液压缸与液压马达
• 液压缸是液压系统的执行元件，其作用是 把液压能转换输出的机械能，向系统提供 一定力和速度的装置 • 液压马达则是液压系统的执行元件，它把 输入油液的压力能转换为输出轴转动的机 械能，用来推动负载作功
3.1 液压缸
• 作用：压力能——机械能 用于实现直线往复运动
3.1.1液压缸的类型和特点
按作用方式
分类
{
按结构
{
单作用
双作用
{
活塞缸
{
单杆 双杆
柱塞缸
伸缩缸
液压缸及其分类
弹簧复位式液压缸
柱塞式液压缸
单活塞杆式液压缸
双活塞杆式液压缸
伸缩式液压缸
单作用
液压缸及其分类
单活塞杆式液压缸 双活塞杆式液压缸
双作用
伸Leabharlann Baidu式液压缸
液压缸的参数
液压缸缸体固定，液压油从 A口进入作用在活塞上， 产生一推力 F，通过活塞杆以克服负荷 W，活塞以速度υ 向前推进，同时将活塞杆侧内的油液通过B口流回油箱。 相反，如高压油从B口进入，则活塞后退。
pq
Tn
1.容积效率v:
qt V q
qt Vn
q n V V
转速n：
最低稳定转速：爬行
2.机械效率m
转矩:
启动性能
pV Tt 2
T m Tt
2nTt pVn
pV T m 2
Po 2nT 2nT T V mV 3. 总效率： P pq Vn pV i p V 2
F3 p1 A1 p 2 A2

4
D p1
2

4
( D d ) p1
2 2

4
d 2 p1
q 4q 3 2 A1 A2 d
差动连接时实际起有效作用的面积是活塞杆的 横截面积 在输入油液压力和流量相同的条件下，活塞运 动速度较大而推力较小，广泛用于组合机床的液压 动力滑台和其它机械设备的快速运动中
㈠ 液压马达的种类和图形符号
液压马达的种类按其排量能否调节分为： 定量马达 变量马达
按结构形式可分为： 齿轮式、叶片式、柱塞式、螺杆式 按工作特性分：高速马达 低速马达
额定转速高于500r/min 额定转速低于500r/min
液压马达图形符号
㈡ 液压马达主要性能参数
结构参数： 排量Ｖ 工作参数：输入参数 输出参数 效率参数 ｍ3/r p,q T,n = vm
㈢ 液压马达工作原理
T1 Fy a Fy R sin

4
d pRtg sin
2
T
i 1
m

4
d 2 pRtg sin i
一轴向柱塞式液压马达。
• • • • 试补A—A 视图,画出配油盘上的通油窗口。 叙述其工作原理,重点分析一个柱塞的受力情况,说明输 入压力油后马达轴为什么会转动。 设柱塞数为Z,柱塞直径为 d,柱塞在缸体中的分布圆半 径为R,斜盘倾角δ,求转量每排。 设输入油液压力为p回油压力为零,求马达输出的平均转 矩。
运动速度和输出力相同的工况
职能符号：
安装方式
{
缸固定 L=3 l 杆固定 L=2 l
l——活塞有效工作行程。
动画
二．单杆活塞式液压缸
职能符号：

单杆双作用活塞缸

单杆单作用活塞缸
双向液压驱动
单向液压驱动， 回程靠外力。
单杆
正常连接
①正常连接
工作原理：
伸出
F1 p1 A1 p 2 A2