第04章液压执行装置概要课件.ppt

1、第第04章章-液压执行装置概要液压执行装置概要Page 24.1.1 液压马达液压马达4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点(6)液压马达必须具有较大的启动扭矩。(5)液压泵在结构上需保证具有自吸能力(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(1)液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求。(2)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。(2)为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。(3)液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作，需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，就不易形成润滑膜。(4)叶片泵若将

2、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，以便马达能正常启动。(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。(5)而液压马达就没有这一要求。Page 34.1.1 液压马达液压马达4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点Page 44.1.1 液压马达液压马达4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点Page 54.1.1 液压马达液压马达4.1.1.1 液压马达的性能参数液压马达的性能参数4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点1排量、流量和容积效率iq

3、nV根据液压动力元件的工作原理可知，马达转速根据液压动力元件的工作原理可知，马达转速n n、理论流量、理论流量 与与排量排量V V之间具有下列关系之间具有下列关系iqPage 64.1.1 液压马达液压马达4.1.1.1 液压马达的性能参数液压马达的性能参数4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点1排量、流量和容积效率式中 理论流量，m3/s；n转速，r/min；V排量，m3/s。为了满足转速要求，马达实际输入流量q大于理论输入流量，则有iqiqqq q泄漏流量ivi1(1)qqqq所以得到实际流量ivqqPage 74.1.1 液压马达液压马达4.1.1.1 液压马达的性能参

4、数液压马达的性能参数4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点2液压马达输出的理论转矩设液压马达进、出油口之间的压力差为设液压马达进、出油口之间的压力差为p，输入液压马达的流量为，输入液压马达的流量为q，液压马达输出的理论转矩为，液压马达输出的理论转矩为Tt，角速度为，角速度为w w。如果不计损失，液压。如果不计损失，液压马达输入的液压功率应当全部转化为液压马达输出的机械功率，即马达输入的液压功率应当全部转化为液压马达输出的机械功率，即tPT2nt2PVTp马达进、出口马达进、出口S之间的压力差之间的压力差液压马达的理论转矩为Page 84.1.1 液压马达液压马达4.1.1.1

5、 液压马达的性能参数液压马达的性能参数4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点3液压马达的机械效率tmTT液压马达的机械效率，液压马达的机械效率，%。mPage 94.1.1 液压马达液压马达4.1.1.1 液压马达的性能参数液压马达的性能参数4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点4液压马达的启动机械效率momotTTPage 104.1.1 液压马达液压马达4.1.1.1 液压马达的性能参数液压马达的性能参数4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点5液压马达的转速itqnVnt理论转速，r/min。由于液压马达内部有泄漏，并不是所有进入马达的

6、液体都推动液由于液压马达内部有泄漏，并不是所有进入马达的液体都推动液压马达做功，一小部分因泄漏损失掉了，所以液压马达的实际转速压马达做功，一小部分因泄漏损失掉了，所以液压马达的实际转速要比理论转速低一些。要比理论转速低一些。tvnnvPage 114.1.1 液压马达液压马达4.1.1.1 液压马达的性能参数液压马达的性能参数4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点6最低稳定转速Page 124.1.1 液压马达液压马达4.1.1.2 液压马达的工作原理液压马达的工作原理4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点1叶片马达叶片液压马达的工作原理图18叶片Page

7、134.1.1 液压马达液压马达4.1.1.2 液压马达的工作原理液压马达的工作原理4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点1叶片马达1221112()2()()2RrTRr BpB RRp式中：B叶片宽度；R1，R2定子长半径；r转子半径；p马达的进口压力。Page 144.1.1 液压马达液压马达4.1.1.2 液压马达的工作原理液压马达的工作原理4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点1叶片马达221212()TTTB RRp22122()iqBn RR22122()iqnB RR液压马达的理论流量()；q液压马达的实际流量，即进口流量。ivqqiqPag

8、e 154.1.1 液压马达液压马达4.1.1.2 液压马达的工作原理液压马达的工作原理4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点2轴向柱塞马达斜盘式轴向柱塞马达的工作原理图Page 164.1.1 液压马达液压马达4.1.1.2 液压马达的工作原理液压马达的工作原理4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点2轴向柱塞马达tanFpA斜盘的倾斜角度，()。设有一柱塞与缸体的垂直中心线成 角，则该柱塞使缸体产生的扭矩T为sintan sinTFrFRpARR柱塞在缸体中的分布圆半径，m。液压马达的实际输出的总扭矩可用下式计算2mpVTp式中 液压马达进、出口油液压力差

9、，N/m2；V 液压马达理论排量，m3/r；液压马达机械效率。mPage 174.1.2 液压缸液压缸4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点液压缸按其结构形式不同分为：液压缸按其结构形式不同分为：Page 184.1.2 液压缸液压缸4.1.2.1 活塞式液压缸活塞式液压缸4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点筒固定式的双杆式活塞缸活塞杆固定式双杆式活塞缸双杆活塞缸的推力F和速度v为221212()()()4DdppFA pp224()qqADd 式中式中 A A活塞的有效工作面积。活塞的有效工作面积。Page 194.1.2 液压缸液压缸4.1.2.1 活

10、塞式液压缸活塞式液压缸4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点单杆式活塞缸2212211122()4pp Dp dFp Ap A2212121221()4pp Dp dFp Ap A1214qqAD 22224()qqADd 21211()vvdvD由于A1A2，所以F1F2，v1v2如把两个方向上的输出速度v2和v1的比值称为速度比，记作 Page 204.1.2 液压缸液压缸4.1.2.1 活塞式液压缸活塞式液压缸4.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点单杆式活塞缸2212211122()4pp Dp dFp Ap A2212121221()4pp Dp d

11、Fp Ap A1214qqAD 22224()qqADd 由于A1A2，所以F1F2，v1v2如把两个方向上的输出速度v2和v1的比值称为速度比，记作 21211()vvdvD1(-)/vvdD在已知D和 时，可确定d值。Page 214.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点差动缸差动连接时活塞推力 和运动速度 为3F3213112()4p dFp AA进入无杆腔的流量2223332()444DDdqqvqvqVd22244()qqDdd则由上式得：2Dd既：4.1.2 液压缸液压缸4.1.2.1 活塞式液压缸活塞式液压缸Page 224.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机

12、构的类型和特点4.1.2 液压缸液压缸4.1.2.2 柱塞缸柱塞缸柱塞缸结构简图24p dFpA124qqvAdPage 234.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点4.1.2 液压缸液压缸4.1.2.3 其他液压缸其他液压缸单作用增压缸(1)增压液压缸当输入活塞缸的液体压力为，活塞直径为D，柱塞直径为d时，柱塞缸中输出的液体压力为高压，其值为1p2211()DppKpd式中 K增压比，代表其增压程度22DKd双作用增压缸Page 244.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点4.1.2 液压缸液压缸4.1.2.3 其他液压缸其他液压缸(2)伸缩缸单作用式伸缩缸双

13、作用式伸缩缸随着工作级数变大，外伸缸筒直径越来越小，工作油液压力随之升高，工作速度变快。其值为2114iFpD124iqvD式中式中 ii级活塞缸。级活塞缸。Page 254.1 液压执行机构的类型和特点液压执行机构的类型和特点4.1.2 液压缸液压缸4.1.2.3 其他液压缸其他液压缸(3)齿轮缸齿轮缸Page 264.2 液压缸的典型结构和组成液压缸的典型结构和组成4.2.1 液压缸的典型结构举例液压缸的典型结构举例1耳环；耳环；2螺母；螺母；3防尘圈；防尘圈；4、17弹簧挡圈；弹簧挡圈；5套；套；6、15卡键；卡键；7、14O形密封圈；形密封圈；8、12Y形密封圈；形密封圈；9缸盖兼导向

14、套；缸盖兼导向套；10缸筒；缸筒；11活塞；活塞；13耐磨环；耐磨环；16卡键帽；卡键帽；18活塞杆；活塞杆；19尼龙衬套；尼龙衬套；20缸底缸底双作用单活塞杆液压缸Page 274.2 液压缸的典型结构和组成液压缸的典型结构和组成4.2.1 液压缸的典型结构举例液压缸的典型结构举例空心双活塞杆式液压缸的结构1、15活塞杆；活塞杆；2堵头；堵头；3托架；托架；4、17V形密封圈；形密封圈；5、14排气孔；排气孔；6、19导向套；导向套；7O形密封圈；形密封圈；8活塞；活塞；9、22锥销；锥销；10缸体；缸体；11、20压板；压板；12、21钢丝环；钢丝环；13、23纸垫；纸垫；16、25压盖；

15、压盖；18、24缸盖缸盖Page 284.2 液压缸的典型结构和组成液压缸的典型结构和组成4.2.2 液压缸缸体组件液压缸缸体组件(a)法兰连接式；法兰连接式；(b)半环连接式；半环连接式；(c)螺纹连接式；螺纹连接式；(d)拉杆连接式；拉杆连接式；(e)焊接连接式焊接连接式1缸盖；缸盖；2缸筒；缸筒；3压板；压板；4半环；半环；5防松螺帽；防松螺帽；6拉杆拉杆缸筒和缸盖结构Page 294.2 液压缸的典型结构和组成液压缸的典型结构和组成4.2.3 活塞和活塞杆组件活塞和活塞杆组件(a)螺母连接 (b)卡环式连接(c)卡环式连接 (d)径向销式连接常见的活塞组件结构形式 1活塞杆；活塞杆；2

16、螺母；螺母；3活塞；活塞；(b)1弹簧卡圈；弹簧卡圈；2轴套；轴套；3半圆环；半圆环；4活塞；活塞；5活塞杆；活塞杆；(c)1活塞杆；活塞杆；2密封圈座；密封圈座；3活塞；活塞；4半圆环；半圆环；(d)1锥销；锥销；2活塞；活塞；3活塞杆活塞杆Page 304.2 液压缸的典型结构和组成液压缸的典型结构和组成4.2.4 密封装置密封装置(a)间隙密封；间隙密封；(b)摩擦环密封；摩擦环密封；(c)O形圈密封；形圈密封；(d)V形圈密封形圈密封密封装置Page 314.2 液压缸的典型结构和组成液压缸的典型结构和组成4.2.5 缓冲装置缓冲装置液压缸的缓冲装置1节流阀节流阀Page 324.2

17、液压缸的典型结构和组成液压缸的典型结构和组成4.2.6 排气装置排气装置放气装置1缸盖；缸盖；2放气小孔；放气小孔；3缸体；缸体；4活塞杆活塞杆Page 334.3 液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定液压缸的设计内容和步骤如下Page 344.3 液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定4.3.1 液压缸内径和活塞杆直径的确定液压缸内径和活塞杆直径的确定Page 354.3 液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定4.3.1 液压缸内径和活塞杆直径的确定液压缸内径和活塞杆直径的确定4.3.1.1 缸筒内径缸筒内径D1以无杆腔作工作腔时以无杆腔作工作腔时max14FDp2以有杆腔作工作腔时

18、以有杆腔作工作腔时2max14FDdp式中式中 p1液压缸工作腔的工液压缸工作腔的工作压力，可根据机床类型或负作压力，可根据机床类型或负载的大小来确定；载的大小来确定；Fmax最大作用负载。最大作用负载。Page 364.3 液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定4.3.1 液压缸内径和活塞杆直径的确定液压缸内径和活塞杆直径的确定4.3.1.2 活塞杆直径活塞杆直径d1vvD一般为受拉力作用时，d=0.30.5D。受压力作用时p15MPa时，d=(0.50.55)D5MPap17MPa时，d=(0.60.7)DP17MPa时，d=0.7DPage 374.3 液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺

19、寸的确定4.3.1 液压缸内径和活塞杆直径的确定液压缸内径和活塞杆直径的确定4.3.1.4 最小导向长度的确定最小导向长度的确定油缸的导向长度K隔套202LDH式中式中 L液压缸最大工作行程，液压缸最大工作行程，m；D缸筒内径，缸筒内径，m。Page 384.3 液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定4.3.1 液压缸内径和活塞杆直径的确定液压缸内径和活塞杆直径的确定4.3.1.4 最小导向长度的确定最小导向长度的确定2ABCHPage 394.3 液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定4.3.2 液压缸壁厚的确定液压缸壁厚的确定 2tp D式中 D缸筒内径；pt缸筒试验压力，当缸的额定压

20、力pn16MPa时，取pt=1.5pn，pn为缸生产时的试验压力；当pn16MPa时，取pt=1.25pn；缸筒材料的许用应力；=b/n，b为材料的抗拉强度，n为安全系数，一般取n=5。当D/10时为厚壁，壁厚按下式进行校核 0.4121.3ttpDpPage 404.3 液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定4.3.2 液压缸壁厚的确定液压缸壁厚的确定4.3.2.1 活塞杆直径校核活塞杆直径校核4 Fd 式中式中 F活塞杆上的作用力；活塞杆上的作用力；活塞杆材料的许用应力，活塞杆材料的许用应力，=b/1.4。Page 414.3 液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定4.3.2 液压缸壁

21、厚的确定液压缸壁厚的确定4.3.2.2 液压缸盖固定螺栓直径校核液压缸盖固定螺栓直径校核5.2 kFdZ式中式中 F液压缸负载；液压缸负载；Z固定螺栓个数；固定螺栓个数；k螺纹拧紧系数，螺纹拧紧系数，k=1.121.5；=s/(1.22.5)s材料的屈服极限。材料的屈服极限。Page 42思考题思考题1叶片泵与叶片马达能互相代替使用吗？试分析它们的结构差别。2为什么排量是马达的重要参数？它有何意义？3某径向柱塞马达的平均输出扭矩T=250Nm，工作压力p=10MPa，最小角速度min=2(2/60)rad/s，最大角速度max=300(2/60)rad/s，容积效率v=0.94。试求所需最小流

22、量和最大流量。4某液压马达排量V=80/(2)mL/rad，负载扭矩T=50Nm时，测得其机械效率为0.85。将此马达作泵使用，在工作压力p=4.62MPa时，其机械损失扭矩与上述液压马达工况相同，求此时泵的机械效率。5某泵当负载压力p=8MPa时，输出流量为96L/min，而负载压力p=10MPa时，输出流量为94L/min。用此泵带动一排量V=80/(2)mL/rad的液压马达。当负载扭矩T=120Nm时，液压马达机械效率为0.94，其转速为1 100r/min。试求此时液压马达的容积效率。Page 43思考题思考题6如图所示，两结构尺寸相同的液压缸，A1100cm2，A280cm2，p10.9MPa，q112L/min。若不计摩擦损失和泄漏，试问：(1)两缸负载相同(F1=F2)时，两缸的负载和速度各为多少？(2)缸1不受负载，缸2能承受多少负载？(3)缸2不受负载，缸1能承受多少负载？Thank You世界触手可及世界触手可及携手共进，齐创精品工程携手共进，齐创精品工程