第3章 液压执行元件PPT课件
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第3章 液压执行元件
3.1
液压缸
3.2
液压缸的典型结构和组成
3.3
液压马达
3.1 液压缸
3.1.1 液压缸的类型及特点
分类 单作用液压缸 双作用液压缸 组合液压缸 摆动液压缸
表3-1 常见液压缸的种类及特点
名称 柱塞式液压缸 单活塞杆液压缸 双活塞杆液压缸 伸缩液压缸 单活塞杆液压缸
符号
说明 柱塞仅单向运动，返回行程是利用自重或负荷将柱塞推 回 活塞仅单向运动，返回行程是利用自重或负荷将活塞推 回 活塞的两侧都装有活塞杆，只能向活塞一侧供给压力油， 返回行程通常利用弹簧力、重力或外力 以短缸获得长行程。用液压油由大到小逐节推出，靠外 力由小到大逐节缩回
小的高压缸获得髙压油源 活塞往复运动经装在一起的齿条驱动齿轮获得往复回转
运动 输出轴直接输出扭矩，其往复回转的角度小于360°，也
称摆动马达
3.1.2 活塞式液压缸
1．双杆式活塞缸
图3-1 双杆式活塞缸
图3-2 双杆式活塞缸的安装方式
FA (p 1p2)4(D 2d2)(p 1p2)（3-1）
3.3 液压马达
3.3.1 液压马达的特点及分类
1．液压马达的特点
（1）液压马达一般需要正反转，所以在 内部结构上应具有对称性，而液压泵一 般是单方向旋转的，没有这一要求。
（2）为了减小吸油阻力和径向力，一般液 压泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液压 马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以 没有上述要求。
图3-6 柱塞缸结构图
1—缸筒；2—柱塞；3—导向套；4—密封圈；5—压盖
图3-7 柱塞缸成对反向布置示意图
F pA P d2
4
υ q 4q A d2
（3-12） （3-13）
3.1.4 其他液压缸
1．增压液压缸
图3-8 增压缸
2．伸缩缸
图3-9 伸缩缸
3．齿轮缸
图3-10 齿轮缸
4．摆动式液压缸
（3）液压马达要求能在很宽的转速范围 内正常工作，因此，应采用液动轴承或 静压轴承。因为当马达速度很低时，若 采用动压轴承，不易形成润滑膜。
（4）叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转 而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内 表面，起封油作用，形成工作容积。若将 其当马达用，必须在液压马达的叶片根部 装上弹簧，以保证叶片始终贴紧定子内表 面，以便马达正常启动。
υ
q A
4q
(D2 d2 )
（3-2）
2．单杆式活塞缸
图3-3 单杆式活塞缸
图3-4 单杆式活塞缸工作原理
3．差动液压缸
图3-5 差动液压缸
4q 4q
(D2 d2) d2
（3-11）
即：D = 2d
实现差动连接，并按D = 2d 设计缸径和 杆径的油缸称为差动液压缸。
3.1.3 柱塞式液压缸
图3-11 摆动缸
3.2 液压缸的典型结构和组成 3.2.1 液压缸的典型结构
图3-12 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
nM
qMt VM
（3-17）
M υq qM M t qMq M qM1 qqM M（3-18）
nM
qM VM
Mυ
（3-19）
4．转矩和机械效率
TMt
pM VM
2
（3-20）
M mT TM M t TM tT M tTM1 TT M M t （3-21）
TMTMtMmpM 2VMMm （3-22）
图3-13 空心双活塞杆式液压缸的结构
1—活塞杆；2—堵头；3—托架；4、17—V形密封圈；5、14—排气孔；6、19—导向套； 7—O形密封圈；8—活塞；9、22—锥销；10—缸体；11、20—压板；12、21—钢丝环；
13、23—纸垫；15—活塞杆；16、25—压盖；18、24—缸盖
3.2.2 液压缸的组成
5．功率和总效率
PMi pMqM
PMo 2nMTM
（3-23） （3-24）
MP P M M o i 2 pM nM qT M Mp 2 M n V M M M T n υ M MpT M 2M V MM υM m M υ （3-25）
单边有杆，两 向液压驱动，两向推力和速度不等
双活塞杆液压缸
双向有杆，双向液压驱动，可实现等速往复运动
伸缩液压缸 弹簧复位液压缸 串联液压缸
增压缸（增压器）
齿条传动淮 压缸
双向液压驱动，伸出由大到小逐步推出，由小到大逐节 缩回
单向液压驱动（单作用），由弹簧力复位 用于缸的直径受限制，而长度不受限制处，获得大的推 力 由有效工作面积较大的低压缸驱动，使有效工作面积较
3.3.2 液压马达的工作原理
1．叶片马达
图3-20 叶片马达的工作原理图
2．轴向柱塞马达
图3-21 斜盘式轴向柱塞马达的工作原理图
3.3.3 液压马达的职能符号
图3-22 液压马达的职能符号
3.3.4 液压马达的性能参数
1．工作压力和额定压力
马达入口油液的实际压力称为马达 的工作压力pM，马达入口压力和出口压 力的差值称为马达的工作压差ΔpM。
1．缸筒和缸盖
图3-14 缸筒和缸盖结构
1—缸盖；2—缸筒；3—压板；4—半环；5—防松螺帽；6—拉杆
2．活塞与活塞杆
图3-15 活塞杆头部结构形式ຫໍສະໝຸດ Baidu
3．密封装置
图3-17 密封装置
4．缓冲装置
图3-18 液压缸的缓冲装置
5．放气装置
图3-19 放气装置
1—缸盖；2—放气小孔；3—缸体；4—活塞杆
（5）液压泵在结构上需保证具有自吸能力， 而液压马达就没有这一要求。
（6）液压马达必须具有较大的启动扭矩。
2．液压马达的分类
（1）结构类型划分，液压马达按可以分为 齿轮式、叶片式、柱塞式和其他型式。
（2）按液压马达的额定转速分为高速液压 马达和低速液压马达两大类。
额定转速高于500r/min的属于高速 液压马达，额定转速低于500r/min的属 于低速液压马达。
通常近似认为马达的工作压力pM就 等于工作压差ΔpM。
2．流量和排量
马达密封容腔容积变化所需要的流 量称为马达的理论流量qMt，马达入口处 所需的流量称为马达的实际流量qM。
实际流量和理论流量之差即为马达 的泄漏量ΔqM。
3．转速和容积效率
马达的输出转速nM等于马达的理论 流量qMt与排量VM。的比值，即
3.1
液压缸
3.2
液压缸的典型结构和组成
3.3
液压马达
3.1 液压缸
3.1.1 液压缸的类型及特点
分类 单作用液压缸 双作用液压缸 组合液压缸 摆动液压缸
表3-1 常见液压缸的种类及特点
名称 柱塞式液压缸 单活塞杆液压缸 双活塞杆液压缸 伸缩液压缸 单活塞杆液压缸
符号
说明 柱塞仅单向运动，返回行程是利用自重或负荷将柱塞推 回 活塞仅单向运动，返回行程是利用自重或负荷将活塞推 回 活塞的两侧都装有活塞杆，只能向活塞一侧供给压力油， 返回行程通常利用弹簧力、重力或外力 以短缸获得长行程。用液压油由大到小逐节推出，靠外 力由小到大逐节缩回
小的高压缸获得髙压油源 活塞往复运动经装在一起的齿条驱动齿轮获得往复回转
运动 输出轴直接输出扭矩，其往复回转的角度小于360°，也
称摆动马达
3.1.2 活塞式液压缸
1．双杆式活塞缸
图3-1 双杆式活塞缸
图3-2 双杆式活塞缸的安装方式
FA (p 1p2)4(D 2d2)(p 1p2)（3-1）
3.3 液压马达
3.3.1 液压马达的特点及分类
1．液压马达的特点
（1）液压马达一般需要正反转，所以在 内部结构上应具有对称性，而液压泵一 般是单方向旋转的，没有这一要求。
（2）为了减小吸油阻力和径向力，一般液 压泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液压 马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以 没有上述要求。
图3-6 柱塞缸结构图
1—缸筒；2—柱塞；3—导向套；4—密封圈；5—压盖
图3-7 柱塞缸成对反向布置示意图
F pA P d2
4
υ q 4q A d2
（3-12） （3-13）
3.1.4 其他液压缸
1．增压液压缸
图3-8 增压缸
2．伸缩缸
图3-9 伸缩缸
3．齿轮缸
图3-10 齿轮缸
4．摆动式液压缸
（3）液压马达要求能在很宽的转速范围 内正常工作，因此，应采用液动轴承或 静压轴承。因为当马达速度很低时，若 采用动压轴承，不易形成润滑膜。
（4）叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转 而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内 表面，起封油作用，形成工作容积。若将 其当马达用，必须在液压马达的叶片根部 装上弹簧，以保证叶片始终贴紧定子内表 面，以便马达正常启动。
υ
q A
4q
(D2 d2 )
（3-2）
2．单杆式活塞缸
图3-3 单杆式活塞缸
图3-4 单杆式活塞缸工作原理
3．差动液压缸
图3-5 差动液压缸
4q 4q
(D2 d2) d2
（3-11）
即：D = 2d
实现差动连接，并按D = 2d 设计缸径和 杆径的油缸称为差动液压缸。
3.1.3 柱塞式液压缸
图3-11 摆动缸
3.2 液压缸的典型结构和组成 3.2.1 液压缸的典型结构
图3-12 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
nM
qMt VM
（3-17）
M υq qM M t qMq M qM1 qqM M（3-18）
nM
qM VM
Mυ
（3-19）
4．转矩和机械效率
TMt
pM VM
2
（3-20）
M mT TM M t TM tT M tTM1 TT M M t （3-21）
TMTMtMmpM 2VMMm （3-22）
图3-13 空心双活塞杆式液压缸的结构
1—活塞杆；2—堵头；3—托架；4、17—V形密封圈；5、14—排气孔；6、19—导向套； 7—O形密封圈；8—活塞；9、22—锥销；10—缸体；11、20—压板；12、21—钢丝环；
13、23—纸垫；15—活塞杆；16、25—压盖；18、24—缸盖
3.2.2 液压缸的组成
5．功率和总效率
PMi pMqM
PMo 2nMTM
（3-23） （3-24）
MP P M M o i 2 pM nM qT M Mp 2 M n V M M M T n υ M MpT M 2M V MM υM m M υ （3-25）
单边有杆，两 向液压驱动，两向推力和速度不等
双活塞杆液压缸
双向有杆，双向液压驱动，可实现等速往复运动
伸缩液压缸 弹簧复位液压缸 串联液压缸
增压缸（增压器）
齿条传动淮 压缸
双向液压驱动，伸出由大到小逐步推出，由小到大逐节 缩回
单向液压驱动（单作用），由弹簧力复位 用于缸的直径受限制，而长度不受限制处，获得大的推 力 由有效工作面积较大的低压缸驱动，使有效工作面积较
3.3.2 液压马达的工作原理
1．叶片马达
图3-20 叶片马达的工作原理图
2．轴向柱塞马达
图3-21 斜盘式轴向柱塞马达的工作原理图
3.3.3 液压马达的职能符号
图3-22 液压马达的职能符号
3.3.4 液压马达的性能参数
1．工作压力和额定压力
马达入口油液的实际压力称为马达 的工作压力pM，马达入口压力和出口压 力的差值称为马达的工作压差ΔpM。
1．缸筒和缸盖
图3-14 缸筒和缸盖结构
1—缸盖；2—缸筒；3—压板；4—半环；5—防松螺帽；6—拉杆
2．活塞与活塞杆
图3-15 活塞杆头部结构形式ຫໍສະໝຸດ Baidu
3．密封装置
图3-17 密封装置
4．缓冲装置
图3-18 液压缸的缓冲装置
5．放气装置
图3-19 放气装置
1—缸盖；2—放气小孔；3—缸体；4—活塞杆
（5）液压泵在结构上需保证具有自吸能力， 而液压马达就没有这一要求。
（6）液压马达必须具有较大的启动扭矩。
2．液压马达的分类
（1）结构类型划分，液压马达按可以分为 齿轮式、叶片式、柱塞式和其他型式。
（2）按液压马达的额定转速分为高速液压 马达和低速液压马达两大类。
额定转速高于500r/min的属于高速 液压马达，额定转速低于500r/min的属 于低速液压马达。
通常近似认为马达的工作压力pM就 等于工作压差ΔpM。
2．流量和排量
马达密封容腔容积变化所需要的流 量称为马达的理论流量qMt，马达入口处 所需的流量称为马达的实际流量qM。
实际流量和理论流量之差即为马达 的泄漏量ΔqM。
3．转速和容积效率
马达的输出转速nM等于马达的理论 流量qMt与排量VM。的比值，即