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1、第四章 液压系统执行机构 液压系统执行机构是将液压能转变为机械能的装置。一、液压系统执行机构种类 活塞缸 工程、冶金 柱塞缸 液压缸 推拉油缸 其他 多级缸 摆动油缸 叶片式 液压马达 齿轮式 柱塞式 北京科技大学二、执行机构作用1、推拉缸：实现往复直线运动，输出力和速度；北京科技大学2、液压马达：实现连续回转，输出扭矩和角速度。北京科技大学3、摆动缸：实现往复摆动，输出力矩和角速度；北京科技大学41 液压缸一、单杆活塞缸1、简介：往复运动主体为活塞，是双作用油缸。两个吸油口，两个排油口；单出杆。 职能符号：北京科技大学北京科技大学2、单杆活塞缸特点:1） 两腔面积不等A1A2北京科技大学2）
2、输入相同的流量，活塞运动速度油进入大腔，活塞运动速度慢：油进入小腔，活塞运动速度快：以防有杆腔速度过大，造成冲击。 一般北京科技大学3）推力：两腔分别通入压力油时，两方向推力不等。油进大腔，推力大： 油进小腔，推力小：北京科技大学4）差动连接 油缸两腔互通并输入压力油的状态。北京科技大学油缸受力状态：油缸运动方向：使缸杆伸出北京科技大学油缸运动速度：相当于作用面积为活塞杆面积，差动连接速度快，输出力小；北京科技大学5）差动连接应用通过控制阀来改变单杆活塞缸各油口的连接方式，实现三种活塞的运动速度； v1 v2 v3 快进(差动连接)一工进(无杆腔进液体或气体)一快退(有杆腔进液体或气体)的工作
3、循环。 差动连接不增加油泵流量，实现快速运动。北京科技大学二、双出杆油缸职能符号：北京科技大学北京科技大学双出杆油缸特点：1、两腔作用面积相等：2、两腔分别输入相同压力油时，两个方向输出力相等：3、两腔分别输入相同的流量时，两方向的速度相等；4、占地范围： 缸固定 3L； 杆固定 2L； 适用于输出速度和力对称要求的场合北京科技大学三、柱塞缸 ：往复运动的主件为柱塞；回程靠重力或其他缸；适用于：缸长度/缸内径6，导向部分较短的场合；如：脱模油缸、压下油缸；北京科技大学北京科技大学四、摆动油缸北京科技大学在相同流量和压力的条件下：单叶片：摆角大W，输出力矩小M；摆角范围：300度；双叶片：摆角小
4、W/2，输出力矩大2M；摆角范围：150度；北京科技大学五、其他油缸： 1、多级缸：油缸杆、缸体合一，形成多级伸缩，空间小，距离大；北京科技大学2）增压缸：增加局部压力，减少油马达的压力，输出流量变小；北京科技大学3、齿条缸：将往复平动变为转动。北京科技大学液压缸种类北京科技大学42 油缸的一般构造一、液压缸结构北京科技大学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、14O形密封圈8、12Y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缸底北京科技大学二、缸筒组件缸筒材料：普通低合金结构钢：15MnV; 碳素钢：20、35、45
5、; 不锈钢：Cr18Ni9通常标准尺寸的热轧、冷拔采用无缝钢管；对大件可采用铸钢、锻钢；北京科技大学缸筒、端盖、及其连接件；北京科技大学三、活塞组件：1、元件：活塞、活塞杆、导向套、密封等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、14O形密封圈8、12Y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缸底北京科技大学2、连接方式：整体、焊接、螺纹连接、卡件连接； 要求：保证两连接件的同心度；北京科技大学3、活塞导向结构：北京科技大学五、密封作用：保证持系统介质不泄漏， 确保 系统正常工作；要求：防止内外泄漏，提高工作效率，保护工
6、作环境；间隙密封防止进气，保证运动平稳性；防止污物和灰尘，对密封元件的 磨损和对系统的损坏； 北京科技大学密封种类：密封圈种类较多，根据不同的密封要求，选用不同的形状的密封圈，常用的密封圈有：1、O型密封圈2、U型密封圈3、V型密封圈4、Y型密封圈密封形式：间隙密封、密封圈密封运动形式：往复运动和旋转密封密封材料：金属 铜、铝、橡胶：各种类型，高温，常温； 尼龙：聚四 氟乙烯：北京科技大学六、缓冲装置避免活塞撞击端盖，产生冲击和噪音，影响工作的平稳性，消除冲击负荷损坏机件。缓冲形式：1）节流可调试：开始有缓冲作用，后逐渐减弱、变慢，适当调节节流口，可以达到缓冲的效果。2）节流可变式：在活塞上开
7、轴向三角形沟槽，在缓冲过程中，节流口由大变小，缓冲作用均匀，冲击压力小。北京科技大学北京科技大学七、排气装置油缸最高部位存有气体，影响工作平稳性，产生震动和爬行。还可产生气蚀。一般油缸油管在油缸上部，便于排气；对要求较高的液压缸，采用排气阀：注意排气针的自位性。北京科技大学一、液压马达特点：1、液压马达的工作压力高，驱动负载大；2、 液压马达，尤其是低速大扭矩马达，均可直接驱动负载。液压马达力密度大，在同等功率输出情况下，其重量、尺寸仅为直流电马达的520，相对质量很轻，所以转动惯量小，启动、制动、反向运转快速性及低速稳定性好，并可方便地实施无级调速；3、承受静负载；4、调速范围广，无级调速。
8、5、效率较低，能量损失大。45 液压马达北京科技大学二、液压马达职能符号北京科技大学三、 液压马达的主要性能参数：1、 额定压力p：指油马达在使用中推荐的最高使用压力；正常工作时的 最大压力；2、 最高压力： 马达的极限压力，极限承载能力；3、 排量 V：马达每转一转，或一个工作循环可变化的容积，理论值。4、 理论流量qt ：马达排量和转速的乘积。 5、流量损耗q：由于泄漏引起流量的损失，与压力成正比；实际流量qn 与理论流量qt 之差。北京科技大学6、 实际流量qn ：输入马达的流量。 V -排量；n -马达转速；v- 泄漏系数；7、理论转速8、实际转速 北京科技大学1、 理论输出转矩T t
9、 ：2、 机械效率mm ：3、实际输出转矩T t ：四、马达的转矩、功率：北京科技大学4、 输入功率Pi ：转动马达的所需功率。5、 输出功率Po ：马达的进出口压力差(Pa)和实际流量(m3/s)之积；马达的进出口压力差(Pa)常用 (MPa)和理论流量(m3/s)之积；北京科技大学1、 容积效率 mv ：马达的理论流量和实际流量之比；由于马达的泄漏造成的能量损失。2、 机械效率mm ：转动马达的实际输出扭矩与理论扭矩之比。由于马达的机械摩擦造成的能量损失。3、 总效率p ：实际输出功率比驱动功率。五、马达的效率：北京科技大学六、马达的特性曲线：北京科技大学七、液压马达工作原理 1、轴向柱塞
10、液压马达工作原理：北京科技大学2、 齿轮式液压马达 齿轮式液压马达有低压、中压和高压等种类，也有单独的或双联式的结构形式。齿轮式液压马达适用于负载转矩不大、速度平稳性要求不高、噪声限制不大的场合，例如钻床、风扇传动等。北京科技大学3、叶片液压马达结构：北京科技大学北京科技大学叶片式液压马达 叶片式液压马达的转速最高可达2 000rmin，最低一般不低于100rmin。机械特性较软，即负载增加时，转速将迅速降低，故宜用于低转矩、高转速的场合。优点是运转均匀脉动小，常用于磨床回转工作台的驱动，外圆和内圆磨床的工件驱动，以及木材加工机床的主运动和进给运动等。北京科技大学 (1)液压马达需要正反转，在
11、内部结构上必须具有对称性，而液压泵常是单方向旋转运行，为提高效率，大都是非对称的。齿轮泵常采用不对称式卸荷槽结构，齿轮马达则须使用对称式;叶片泵的叶片槽在转子上常具有一安放倾角，叶片马达的叶片槽则必须径向布置，若倾斜布置的话，反转时即会折断叶片；轴向柱塞泵的配流盘为减除气穴现象与噪音，常采用不对称结构，而轴向柱塞马达必须采用对称结构等。 九、液压马达与泵的区别北京科技大学(2)液压马达在确定轴承的结构形式及其润滑方式时，应保证在很宽的速度范围内都能正常地工作,应采用滚动轴承或静压轴承。液压泵常运行在某一高速区，不存在这一苛刻的要求。(3)液压马达为提高启动扭矩，要求扭矩的脉动小，结构内部摩擦力小。齿轮马达的齿数就不能如齿轮泵那样少，轴向间隙补偿时的预压紧力也比泵小得多，以减少摩擦阻力而增大起动扭矩。北京科技大学(4)液压马达没有自吸能力的要求;泵则必须保证这一基本功能，因此，像点接触轴向柱塞式液压马达(其柱塞底部没有弹簧)则不能作泵用。(5)叶片泵依靠转子旋转时，将叶片抛出的离心力使叶片贴紧定子起封油作用，形成工作容腔。若当液压马达使用，则因起动时没有力量使叶片贴紧定子，无法封闭工作容腔，马达无法启动，叶片马达中必须有燕形摇摆弹簧或螺旋弹簧等叶片压紧机构。北京科技大学北京科技大学
