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1、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：nns500r/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
2、为马达的压差p。n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 qMqMtq 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Mv qMt / qM 1 q / qM培训讲义n排量与转速 n排量V为MV等于1 时输出轴旋转一周所需油液 体积。n转速 n qMt/ V qMMV / Vn转矩与机械效率 n实际输出转矩 TTt-T n理论输出转矩 Ttp VMm/ 2n机械效率MmTM/TMtn功率与总效率nM PMo/ PmiT 2n/ p qM MvM 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
3、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
4、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
5、证曲轴连续旋转。n排量公式 v =d 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
6、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（ xz )；n 输出轴 ，缸体与输出轴连成一体。培训讲义n排量公式 v =（d 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
7、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 qv /（D 2 d 2） 缸在左右两个方向上输出的速度相等，v为缸的容积效率。nF A（p1 p2）m（D 2d 2）（p1 p
8、2）m /4缸在左右两个方向上输出的推力相等，m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 qv /A1 4 qv /D 2 向右运动推力 F1 （A1p1 A2p2）m n向左运动速度 v2 qv /A2 4 qv /（D 2 d 2） 向左运动推力 F2 （A2 p1 A1p2）m n往返速比 v v2 / v11/1（d /D）2 式中v为缸的容积效率，m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
9、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 /（A1A2）4 q /d 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（A1A2）m 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 qv /A 4 qv /d 2n柱
10、塞推力 F pAmp（d 2 / 4 ）mn 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
11、 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 TMp（/ 8）D 2 D imn输出角速度 8 qv / D 2 D i 式中 p 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 KD 2/d 2 小柱塞缸输出的压力 pb paKmn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
12、。 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300n输出转矩 T（R22R12）pmb / 2 n输出角速度 2qv / 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
