液压中缸和马达分析解析
液压泵、液压马达、液压缸工作原理及应用
浅谈液压系统中的液压泵、液压马达、液压缸的工作原理、区别及应用摘要：液压技术是实现现代化传动与控制的关键技术之一，世界各国都对其很重视，液压泵、液压马达以及液压缸作为液压系统中几个关键的元件，他们的工作原理、他们的主要组成以及他们的主要分类、区别都需要了解掌握。
本文分别讲述了液压泵、液压马达和液压缸的工作原理以及分类，同时阐明了它们的区别与联系，以及它们的具体应用，让人们更加清楚明白液压系统。
关键字：液压泵；液压马达；液压缸The hydraulic System of Hydraulic Pumps, Hydraulic Motors, Hydraulic Cylinders The Working Principle and Application of DifferentHU Nian-li (Chongqing Three Gorges University, Chongqing Wanzhou 404000)Abstract: The hydraulic technology is a key modernization drive and control technology, one of very great importance to their countries in the world, hydraulic pumps, hydraulic motors and hydraulic cylinders as the hydraulic system of several key components, how they work, their main The main components and their classification, differences need to know to master. This paper describes the hydraulic pumps, hydraulic motors and hydraulic cylinders of the working principle and classification, and state the differences and relations between them and their specific applications, so that people more aware of the hydraulic system.Key words: hydraulic pump; hydraulic motors; hydraulic cylinder液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传递和控制的一种传动形式，相对于机械传动来说，它是一门新兴的技术。
液压中缸和马达.
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
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
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，
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
液压泵、液压马达与液压缸的工作原理、区别及应用
液压泵、液压马达与液压缸的工作原理、区别及应用-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除液压泵、液压马达与液压缸的工作原理、区别及应用(总7页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除液压泵的原理是为液压传动提供加压液体的一种液压元件，是泵的一种。
是一种能量转换装置，它的功能是把驱动它的动力机(如电动机和内燃机等)的机械能转换成输到系统中去的液体的压力能。
左图为单柱塞泵的工作原理图。
凸轮由电动机带动旋转。
当凸轮推动柱塞向上运动时，柱塞和缸体形成的密封体积减小，油液从密封体积中挤出，经单向阀排到需要的地方去。
当凸轮旋转至曲线的下降部位时，弹簧迫使柱塞向下，形成一定真空度，油箱中的油液在大气压力的作用下进入密封容积。
凸轮使柱塞不断地升降，密封容积周期性地减小和增大，泵就不断吸油和排油。
液压泵的分类1、按流量是否可调节可分为：变量泵和定量泵。
输出流量可以根据需要来调节的称为变量泵，流量不能调节的称为定量泵。
2、按液压系统中常用的泵结构分为：齿轮泵、叶片泵和柱塞泵 3种。
（1）齿轮泵：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。
泵一般设有差压式安全阀作为超载保护，安全阀全回流压力为泵额定排出压力1.5倍。
也可在允许排出压力范围内根据实际需要另行调整。
但是此安全阀不能作减压阀长期工作，需要时可在管路上另行安装。
该泵轴端密封设计为两种形式，一种是机械密封，另一种是填料密封，可根据具体使用情况和用户要求确定左图为外啮合齿轮泵的工作原理图。
壳体、端盖和齿轮的各个齿槽组成了许多密封工作腔。
当齿轮按如图所示的方向旋转时，右侧左侧吸油腔由于相互啮合的齿轮齿轮逐级分开，密封工作腔容积增大，形成部分真空，油箱中的油液被吸进来，将齿槽充满，并随着齿轮旋转，把油液带到右侧压油腔中；右侧因为齿轮在这面啮合，密封工作腔容积缩小，油液便被挤出去——吸油区和压油区是由相互啮合的轮齿以及泵体分开的。
常用液压元件的结构及原理分析(图文讲解)
液压传动的定义
那么，到底什么是液压传动呢？ ?
液压传动（Hydraulics）是以液体为工作介
质，通过驱动装置将原动机的机械能转换为液压 的压力能，然后通过管道、液压控制及调节装置 等，借助执行装置，将液体的压力能转换为机械 能，驱动负载实现直线或回转运动。
液压传动系统的组成
动力元件
传动介质 控制元件 辅助元件
执行元件
液压传动系统的组成
从上图可以看出，液压传动是以液体作为工作介质来进 行工作的，一个完整的液压传动系统由以下几部分组成：
（l）液压泵（动力元件）：是将原动机所输出的机械能 转换成液体压力能的元件，其作用是向液压系统提供压力油， 液压泵是液压系统的心脏。
齿轮泵被广泛地应用于采矿设备、冶金设备、建筑机 械、工程机械和农林机械等各个行业。
齿轮泵按照其啮合形式的不同，有外啮合和内啮合两 种，外啮合齿轮泵应用较广，内啮合齿轮泵则多为辅助泵。
2．2．1 外啮合齿轮泵的结构及工作原理
•外啮合齿轮泵的工作原理； •排量、流量； •外啮合齿轮泵的流量脉动； •外啮合齿轮泵的问题和结构特点。
表5.1 不同的“通”和“位”的滑阀式换向阀 主体部分的结构形式和图形符号
名称
结构原理图
图形符号
二位二通
二位三通
二位四通
三位四通
表5.1中图形符号的含义如下：
• 用方框表示阀的工作位置，有几个方框就表示有几 “位”
• 方框内的箭头表示油路处于接通状态，但箭头方向 不一定表示液流的实际方向
• 方框内符号“┻”或“┳”表示该通路不通 • 方框外部连接的接口数有几个，就表示几“通”
图5.11 普通单向阀
第2章 液压马达与液压缸资料.
2
l
2 2
EJ
当细长比 l/rk≤ψ1ψ21/2时，且ψ1ψ21/2=20~120，临界力：
Fk
fA
2
其中：rk=(J/A)1/2，J—活塞杆横截面惯性1矩，α2— 材rlk料系数
ψ1—材料柔性系数，f—材料强度系数，ψ2—缸支承末端系数
液压理论与维护课程
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。
第二章 液压马达与液压缸
第一节 液压马达 第二节 液压缸
液压理论与维护课程
1
第一节 液压马达
一、液压马达的作用与分类
液压马达是把液体的压力能转换成连续旋转或摆动机械能
的能量转换装置(执行元件)。液压马达按结构可分为齿轮式、 叶片式和柱塞式三大类。
液压马达是液压泵的逆过程，利用压力油推动产生轴转动。
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2
二、液压马达的主要性能参数
１．工作压力和额定压力
２．流量与容积效率ηV 理论流量qvt = qvηV（ qv为输入流量）
３．排量与转速
转速：n= qvt /V=qvηV/V ４．功率
输入功率：Pi=Δpqv (Δp进出口压差） 输出功率：P0=2πnT ５．机械效率ηm=T/Tt 理论转矩：Tt= ΔpV/(2π) 输出转矩：T= ΔpVηm/(2π) ６．总效率： η= ηv ηm
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
液压泵液压缸液压马达的型及参数以及精选文档
液压泵液压缸液压马达的型及参数以及精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-液压、气动一、液压传动1、理解：液压传动是以流体为工作介质进行能量传递的传动方式。
2、组成原件1、把机械能变换为液体（主要是油）能量（主要是压力能）的液压泵2 、调节、控制压力能的液压控制阀3、把压力能转换为机械能的液压执行器（液压马达、液压缸、液压摆动马达）4 、传递压力能和液体本身调整所必需的液压辅件液压系统的形式3、部分元件规格及参数（1）液压泵液压泵是液压系统的动力元件，是靠发动机或电动机驱动，从液压油箱中吸入油液，形成压力油排出，送到执行元件的一种元件。
分类：齿轮泵：体积较小，结构较简单，对油的清洁度要求不严，价格较便宜；但泵轴受不平衡力，磨损严重，泄漏较大。
叶片泵：分为双作用叶片泵和单作用叶片泵。
这种泵流量均匀、运转平稳、噪音小、作压力和容积效率比齿轮泵高、结构比齿轮泵复杂。
柱塞泵：容积效率高、泄漏小、可在高压下工作、大多用於大功率液压系统；但结构复杂，材料和加工精度要求高、价格贵、对油的清洁度要求高。
一般在齿轮泵和叶片泵不能满足要求时才用柱塞泵。
还有一些其他形式的液压泵，如螺杆泵等，但应用不如上述3种普遍。
适用工况和应用举例【KCB/2CY型齿轮油泵】工作原理：2CY、KCB齿轮式输油泵在泵体中装有一对回转齿轮，一个主动，一个被动，依靠两齿轮的相互啮合，把泵内的整个工作腔分两个独立的部分。
A为入吸腔，B为排出腔。
泵运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转，当齿化从啮合到脱开时在吸入侧(A)就形成局部真空，液体被吸入。
被吸入的液体充满齿轮的各个齿谷而带到排出侧(B)，齿轮进入啮合时液体被挤出，形成高压液体并经泵的排出口排出泵外。
KCB/2Y型齿轮油泵型号参数和安装尺寸如下：【KCB/2CY型齿轮油泵】性能参数：【KCB/2CY型齿轮油泵】安装尺寸图：KCB18.3~83.3与2CY1.1~5安装尺寸图KCB200~960与2CY8~150安装尺寸图双联叶片泵型号参数:双联叶片泵（两个单级泵并联组成，有多种规格）型号识别说明液压泵的主要技术参数和计算公式(2)液压马达：是把液体的压力能转换为机械能的装置分类：1、按照额定转速选择：分为高度和低速两大类，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，高速液压马达主要具有转速较高，转动惯性小，便于启动和制动，调速和换向的灵敏度高。
第四章液压马达解析
❖ 设第i个柱塞和缸体的垂直中心线夹角为θ,柱塞在缸体中的分 布圆半径为R，则在该柱塞上产生的转矩为
Ti Fy r Fy R sin Fx R tg sin
液压马达产生的转矩应是处于高压腔柱塞产生转矩的总和， 即
T Fx Rtg sin
随着θ角的变化，每个柱塞产生的转矩也发生变化，故液 压马达产生的总转矩也是脉动的，它的脉动情况和讨论液压泵 流量脉动时的情况相似。
三、液压马达的主要性能参数
（一）工作压力和额定压力 1．工作压力: p 液压马达实际工作时输入的压力。 2．额定压力: pn 液压马达在正常工作条件下，按试验标准规定能
第六节 液压及气压马达(Motor) 、 一 液压马达的分类,特点及应用
液压马达和液压泵在原理上可逆，结构上类似，但由于 用途不同，它们在结构上有一定差别。常用的液压马达有 柱塞式、叶片式和齿轮式等。
二、液压马达的工作原理 以斜盘式轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理。
压力油
回油
图4-1轴向柱塞马达工作原理
（a）定量马达 （b）变量马达 （c）双向定量马达 （d）双向变量马达 （e）摆动液 图4-2 液压马达图形符号
四、典型液压马达的结构和工作原理
1．齿轮液压马达
b
h o1
K
p
a
o2 h
图 4-3 齿轮马达工作原理图
2．叶片马达
1
5
2
p
4 3
图 4-4 叶片马达的工作原理
学习要点
1、缸和马达的工作原理、作用及图形符号； 2、缸的运动速度和推力计算； 3、单活塞杆液压缸的差动联接特点及相关计算。
作业：4－6，4－10
液压缸和马达
2.基本参数确定
1）工作负载与液压缸推力： 液压缸的工作负载是指工作 机构在满负荷情况下，以 一定加速度起动时对液压 缸产生的总阻力，即：
FR F1 F f Fg
式中：FR——液压缸的总工作负载； F1——工作机构的负载、自重等对液压 缸产生的作用力（外负载）； Ff——工作机构在满负载下起动时的静 摩擦力； Fg——工作机构满负载起动时的惯性力。
a 法兰连接式 d 拉杆连接式
b 半环连接式 e 焊接连接式
c 螺纹连接式
活塞与活塞杆的典型联接形式
三.液压缸的设计与计算
1.设计内容和设计步骤
液压缸设计的主要内容和步骤如下： 1）选择液压缸的类型和各部分结构形式； 2）确定液压缸的工作参数和结构尺寸； 3）结构强度、刚度的计算和校核； 4）导向、密封、防尘、排气和缓冲等装置 的设计； 5）绘制装配图、零件图、编写设计说明书。
2.马达的工作原理 ①齿轮马达 ②叶片马达 ③轴向柱塞马达
二.马达的主要参数
1.工作压力和额定压力 1)工作压力：马达的 进口实际压力，大小由 负载决定。马达进、出口的压差称为马达的压 差。 2)额定压力：允许使用的最大工作压力。
2.排量和流量
1)排量V：马达每转一圈吸入油的体积。单 位为ml/r。 分为理论排量和实际排量。
液压马达图形符号
§2液压缸（Hydraulic cylinder）
液压缸是系统中的执行元件，将压力能pq
转变为机械能Fυ（或Tω），带动负载做直线 （或小于360度的旋转）运动。
一. 液压缸的种类、工作原理、输出参数
1. 单活塞杆液压缸
输出（推）力F= P1πD2／4 输出速度υ= 4q1／πD2
2
（3）缸筒长度 L
4-液压马达解析
2018/10/15
东昌学院· 机电工程系
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2. 确定液压泵的工作压力 p泵
液压泵的工作压力pB，应满足液压系统中执行机构所 需的最大工作压力p最大，即
pB K p最大
式中: K-考虑到液压泵到执行机构管路中的各种压力 损失的系数(一般取1.1～1.5)。
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理论上，液压马达与液压泵是可以互换的。
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2．液压马达分类
齿轮式
高速马达 油马达 低速马达 以转速高低分： 高速：额定转速高于500r/min的属于高速液压马达。 低速：额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。 从流量（排量）变化分：定量马达 变量马达
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东昌学院· 机电工程系来自25 4.液压泵和液压马达的工作原理是可逆的。理论上(不计损
失),它们的输入量与输出量之间具有同样的数学关系：
2T p q 液压泵 Q q 2
小反映了泵和马达的能力。
pq T 2 液压马达 2Q q
30
液压泵的产品说明书中，标明了每种泵的额定压力值和最 高工作压力值。算出后，应按额定压力值来选择液压泵。 只有在使用中有短暂超载场合，或产品说明书中特殊说明 的范围，才允许按最高压力值来选择液压泵。 额定压力值，是指使用中不应超过的压力值，否则将影响 液压泵的效率和寿命。 液压泵的输出压力决定于工作负载，是一个基本概念。这 里说液压泵产品说明中标明的额定压力值，是从液压泵本 身的密封和寿命要求而言的。与泵输出压力决定于工作负 载是一致的。
形成密封空间。由于叶片作用面积不同，产生一扭矩(相 对于转子轴)，从而输出力矩。
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。
第四章液压缸与液压马达
液压马达分类
液压马达按其额定转速分为：高速和 低速两大类，的输出转矩不大(仅几十到 几百N· m)，所以又称为高速小转矩液压马 达，低速液压马达的基本型式是径向柱塞 式，输出转矩较大(可达几千到几万N· m)， 所以又称为低速大转矩液压马达。 液压马达按其结构主要分为齿轮式、 叶片式和柱塞式。
3．液压马达的性能参数
R1
m
第四章液压缸与液压马达
第二节：液压马达
液压马达：也是一种能量转换装置， 它把输入的油液压力能转换成机械能。 从能量转换的观点来看，液压泵 与液压马达是可逆工作的液压元件， 向任何一种液压泵输入工作液体，都 可使其变成液压马达工况；反之，当 液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时， 也可变为液压泵工况。
由于存在着以下差别，使得液压马达和液压泵在 结构上比较相似，但不能可逆工作。 ①液压马达一般需正反转，内部结构上应有对称 性，而液压泵一般是单向旋转，没有这一要求。 ②液压马达要在很宽转速范围内工作，采用液动 或静压轴承。若采用动压轴承，马达低速时不 易形成润滑油膜。 ③叶片泵依靠离心力贴紧定子内表面形成密闭工 作容积，而叶片马达需靠叶片根部弹簧使叶片 贴紧定子内表面才能正常起动。 ④另外，液压泵强调自吸能力，而液压马达则不 要；液压马达需要较大起动转矩，即马达由静 止状态起动时其轴上所能输出的转矩，通常大 于同一工作压差时正常运行时的转矩，为使起 动转矩尽可能接近运行时的转矩，要求马达转 矩的脉动小，内部摩擦小。
柱塞缸是一种单 作用液压缸,柱塞 与工作部件连接, 缸筒固定在机体 上,当压力油进入 缸筒时, 推动柱 塞带动运动部件 向右运动,但反向 退回时必须靠其 它外力或自重驱 动。柱塞缸通常 成对反向布置使 用
柱塞式液压缸特点： （１）它是一种单作用式液压缸，靠 液压力只能实现一个方向的运动，柱 塞回程要靠其它外力或柱塞的自重； （２）柱塞只靠缸套支承而不与缸套 接触，这样缸套极易加工，故适于做 长行程液压缸； （３）工作时柱塞总受压，因而它必须 有足够的刚度； （４）柱塞重量往往较大，水平放置时 容易因自重而下垂，造成密封件和导向 单边磨损，故其垂直使用更有利。
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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。
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
• 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
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
液压马达回路
A
B
T
P 液压泵溢流阀液Fra bibliotek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
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。
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
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
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
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
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，
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。
（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
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
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。
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
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
伸缩式液压缸
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
所示系统，已知 ,求输入油液压力 p.
F , D, d , A1 , A2
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