培训讲义三、液压马达 液压缸培训讲义液压马达概述n液压马达是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n马达与泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有 些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵 为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施n马达的分类：nns＞500r/min 为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达，轴向 柱塞马达nns＜ 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）培训讲义液压马达图形符号培训讲义液压马达的特性参数n工作压力与额定压力n工作压力 p 大小取决于马达负载，马达进出口压力 的差值称为马达的压差Δpn额定压力 ps 能使马达连续正常运转的最高压力n流量与容积效率 n输入马达的实际流量 qM＝qMt＋Δq 其中 qMt为理论流量，马达在没有泄漏时， 达到要 求转速所需进口流量n容积效率ηMv＝ qMt / qM＝ 1－ Δq / qM培训讲义n排量与转速 n排量V为ηMV等于1 时输出轴旋转一周所需油液 体积。
n转速 n ＝ qMt/ V ＝ qMηMV / Vn转矩与机械效率 n实际输出转矩 T＝Tt-ΔT n理论输出转矩 Tt＝Δp VηMm/ 2πn机械效率ηMm＝TM/TMtn功率与总效率nηM＝ PMo/ Pmi＝T 2πn/ Δp qM＝ ηMvηM 式中 PMo为马达输出功率，Pmi为马达输入功率 培训讲义齿轮马达n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，采 用滚动轴承； § 为减少转矩脉动，齿 数较泵的齿数多 § 应用 由于密封性能差，容积效率较低，不能产生较 大的转矩，且瞬时转速和转矩随啮合点而变化，因此仅用 于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均 匀性要求不高的设备培训讲义叶片马达n工作原理 § 结构特点 § 进出油口相等，有单 独的泄油口； § 叶片径向放置，叶片 底部设置有燕式弹簧； § 在高低压油腔通入叶 片底部的通路上装有梭 阀 § 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培训讲义轴向柱塞马达n工作原理§ 结构特点 § 轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的。
§ 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，转速越低培训讲义低速大扭矩马达 单作用连杆型径向柱塞马达§ 结构组成（动画）培训讲义n结构原理n呈五星状（或七星状）的壳体内均匀分布着柱塞缸n柱塞与连杆铰接，连杆的另一端与曲轴偏心轮外圆接 触高压油进入部分柱塞缸头部，高压油作用在柱塞 上的作用力对曲轴旋转中心形成转矩另外部分柱塞 缸与回油口相通n曲轴为输出轴n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n排量公式 v =πd 2e z / 2nd 为柱塞直径；e 为曲轴偏心距；z 为柱塞数n应用n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培训讲义低速大扭矩马达 多作用内曲线径向柱塞马达n结构组成（动画）培训讲义n结构原理 n壳体内环由x 个导轨曲面组 成，每个曲面分为a、b两个 区段；n缸体径向均布有z 个柱塞孔 ，柱塞球面头部顶在滚轮组 横梁上，使之在缸体径向槽 内滑动 ；n 柱塞、滚轮组组成柱塞组件， a段导轨对柱塞组件 的法向反力的切向分力对缸体产生转矩；n 配流轴圆周均布2x 个配流窗口，其中x 个窗口对应 于a段，通高压油，x 个窗口对应于b段，通回油（ x≠z )；n 输出轴 ，缸体与输出轴连成一体。
培训讲义n排量公式 v =（πd 2/4）sxyzns 为柱塞行程； x 为作用次数； y 为柱塞排数； z 为每排柱塞数 n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 等机械中培训讲义液压缸培训讲义§ 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 §液压缸的分类n按结构形式分：n活塞缸 又分单杆活塞缸、双杆活塞缸n柱塞缸n摆动缸 又分单叶片摆动缸、双叶片摆动缸n按作用方式分：n单作用液压缸 一个方向的运动依靠液压作用 力实现，另一个方向依靠弹簧力、重力等实现；n双作用液压缸 两个方向的运动都依靠液压作 用力来实现；n复合式缸 活塞缸与活塞缸的组合、活塞缸与 柱塞缸的组合、活塞缸与机械结构的组合等培训讲义双杆活塞缸 § 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。
培训讲义n双杆活塞缸的速度推力特性nv ＝ 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nF ＝ 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§ 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 培训讲义单杆活塞缸n单杆活塞缸速度推力特性n向右运动速度 v1 ＝ qηv /A1＝ 4 qηv /πD 2 向右运动推力 F1＝ （A1p1 － A2p2）ηm n向左运动速度 v2 ＝ qηv /A2＝ 4 qηv /π（D 2－ d 2） 向左运动推力 F2 ＝（A2 p1 － A1p2）ηm n往返速比 λv＝ v2 / v1＝1/［1－（d /D）2 ］式中ηv为缸的容积效率，ηm为缸的机械效率§ 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。
培训讲义§ 单杆活塞缸差动连接的速度推力特性§运动速度 v3＝（q ＋ q‘）/ A1＝（q ＋A2v3）/ A1整理得：v3＝ q /（A1－A2）＝4 q /πd 2 如果要求 差动缸向右运动速度v3＝非差动连接向左运动速度 v2 则 D =2 1/2 d §活塞推力 F3＝ p1（A1－A2）ηm§ 单活塞杆缸两腔同时 通压力油，称为差动连 接差动连接的缸只能 一个方向运动图示为 向右运动培训讲义柱塞缸n柱塞缸只能作单作用缸，要求往复运动时，需成对使用n柱塞缸能承受一定的径向力n柱塞缸的速度推力特性n柱塞运动速度 v ＝ qηv /A＝ 4 qηv /πd 2n柱塞推力 F＝ pAηm＝p（πd 2 / 4 ）ηmn 柱塞缸的特点n 柱塞与缸筒无 配合关系，缸筒 内孔不需精加工 ，只是柱塞与缸 盖上的导向套有 配合关系n 为减轻重量， 减少弯曲变形， 柱塞常做成空心 培训讲义伸缩液压缸n当通入压力油时，活塞由大到小依次伸出；缩回时，活塞则由小到大 依次收回各级压力和速度可按活塞缸的有关公式计算。
n特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置§ 它由两个或多个活塞式 缸套装而成，前一级活塞 缸的活塞杆是后一级活塞 缸的缸筒各级活塞依次 伸出可获得很长的行程， 当依次缩回时缸的轴向尺 寸很小 § 除双作用伸缩液压缸外 ，还有单作用伸缩液压缸 ，它与双作用不同点是回 程靠外力，而双作用靠液 压作用力培训讲义齿条活塞缸n齿条活塞缸的速度推力特性n输出转矩 TM＝Δp（π/ 8）D 2 D iηmn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§ 齿条活塞缸是活塞 缸与齿轮齿条机构组 成的复合式缸它将 活塞的直线往复运动 转变为齿轮的旋转运 动，用在机床的进刀 机构、回转工作台转 位、液压机械手等培训讲义增压缸n增压比为大活塞与小柱塞的面积比 K＝D 2/d 2 小柱塞缸输出的压力 pb＝ paKηmn增压能力是在降低有效流量的基础上得到的n增压缸作为中间环节，用在低压系统要求有局部高压 油路的场合§ 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。
§ 增压缸动画培训讲义增速缸n增速缸用于快速运动回路，在不增加泵的流量的前提 下，使执行元件获得尽可能大的工作速度n 增速缸也是活塞缸与柱塞缸组 成的复合缸，活塞缸的活塞内腔 是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活 塞缸的缸筒上当液压油进入柱 塞缸时，活塞将快速运动（活塞 缸大腔必须补油）；当液压油同 时进入柱塞缸和活塞缸时，活塞 慢速运动n 增速缸动画培训讲义摆动式液压缸n单叶片式 摆动角度较大，可达300°n输出转矩 T＝（R22－R12）Δpηmb / 2 n输出角速度 ω＝2qηv / b（R22－ R12） § 双叶片式 摆动角 度一般小于150° 但在相同条件下，输 出转矩是单叶片摆动 缸的两倍，输出角速 度是单叶片缸的一半 § 当通入液压油，它的主轴 能输出小于360°的摆动运动 的缸称为摆动式液压缸常 用于辅助装置，如送料和转 位装置、液压机械手及间歇 进给机构 § 摆动缸动画 培训讲义液压缸的典型结构n液压缸安装连接形式：脚架式，耳环式，铰轴式§ 缸体组件 包括缸 筒、缸盖、缸底等 零件 § 活塞组件 包括活 塞与活塞杆等零件 。
§ 密封装置 有活塞 与缸筒、活塞杆与 缸盖的密封 § 缓冲装置 § 排气装置。