1、 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三第四章 液壓執行元件一、功用：一、功用：將液壓泵供給的液壓能轉變為機械能輸出，驅動工作機構做功。二、包括：二、包括：1、液壓馬達（油馬達） 液壓馬達是實現旋轉運動，輸出機械能的形式是扭矩和轉速；2、液壓缸（油缸） 液壓缸是實現往復直線運動（或往復擺動），輸出機械能的形式是力和速度（或扭矩和角速度）。 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三4.1 液壓馬達 液壓馬達和液壓泵在結構上基本相同，也是靠密封容積的變化進行工作的。常見的液馬達也有齒輪式齒

2、輪式、葉片式葉片式和和柱塞式柱塞式等幾種主要形式；從轉速轉矩范圍分,可有高速小扭矩馬達和低速大扭矩馬達之分。一般來說，額定轉速高于500r/min的馬達屬于高速馬達，額定轉速低于500r/min的馬達屬于低速馬達。 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三4.1.1 液壓馬達的工作原理 馬達和泵在工作原理上是互逆的，當向泵輸入壓力油時，其軸輸出轉速和轉矩就成為馬達。1 1、齒輪液壓馬達、齒輪液壓馬達 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三2、葉片馬達、葉片馬達 液壓與氣壓傳動 重慶科技

3、學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三3、柱塞馬達、柱塞馬達 當壓力油輸入液壓馬達時，處于壓力腔的柱塞被頂出，壓在斜盤上，斜盤對柱塞產生反力，該力可分解為軸向分力和垂直于軸向的分力。其中，垂直于軸向的分力使缸體產生轉矩。 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三4.1.2液壓馬達的主要性能參數1、工作壓力、工作壓力 指其實際輸入液體的壓力，其大小取決于馬達的負載。2、排量、排量V 指液壓馬達每轉一周，由其密封容腔有

4、效體積變化而排出的液體體積。 排量是馬達工作能量的重要標志，同功率下，高速小扭矩馬達排量小，低速大扭矩馬達排量大。 排量可調節的馬達稱為變量馬達，不可調節的稱為定量馬達。 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三3、轉速、轉速1）理論轉速 2）實際轉速4、轉矩、轉矩1）理論轉矩 2）實際轉矩mmmlVqnmvmmmvmlmVqnn2mmlpVTmvmmvmlmpVTT2 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三5、功率、功率實際輸入的液壓功率：實際輸出的機械功率：6、效率、效率mpqP輸

5、入mmTnP2輸出 因馬達實際存在泄漏，由實際流量 計算轉速 n 時，應考慮馬達的容積效率 。當液壓馬達的泄漏流量為 ，馬達的理論流量為 ，則液壓馬達的容積效率為： vlqltqqqqqqqltv1tftmTTTT1機械效率 tq 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三4.1.3 液壓馬達的工作特點馬達應能正、反運轉，因此，就要求液壓馬達在設計時具有結構上的對稱性。當液壓馬達的慣性負載大、轉速高，并要求急速制動或反轉時，會產生較高的液壓沖擊，應在系統中設置必要的安全閥或緩沖閥。由于內部泄漏不可避免，因此將馬達的排油口關閉而進行制動時，仍會

6、有緩慣的滑轉，所以，需要長時間精確制動時，應另行設置防止滑轉的制動器。 某些型式的液壓馬達必須在回油口具有足夠的背壓才能保證正常工作。 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三4.1.4 液壓馬達的選用1）選用原則2）使用須知 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三液壓泵和液壓馬達比較一、功能上：1、液壓泵（動力元件）： 機械能 液壓能2、液壓馬達（執行元件）： 液壓能 機械能 二、結構原理上： 同類型的液壓泵和液壓馬達在結構原理上相類似，但也存在區別： 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重

7、慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三1、齒輪馬達和齒輪泵齒輪馬達齒輪泵 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三2、葉片馬達和葉片泵、葉片馬達和葉片泵雙作用葉片馬達單作用葉片泵 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三 以上比較得出：以上比較得出：1、齒輪泵排油口比進油口小。2、齒輪馬達進排油口大小基本相同。3、葉片泵的葉片安裝時有一定的傾角。4、葉片馬達的葉片一般是向心安裝。 因此因此：液壓泵一般不能反轉，而液壓馬達只要改變供液方向，馬達的轉向將發生改變。

8、液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三4.2 4.2 液液 壓壓 缸缸1、功用： 液壓缸液壓缸（油缸）：將液壓泵供給的液壓能轉換為機械能而對負載作功，實現直線往復運動或旋轉運動。2、特點：F液壓缸的輸入量是液體的流量和壓力，輸出量是速度和力。F液壓缸結構簡單，工作可靠，維修方便，應用廣泛，使用數量遠遠超過液壓馬達。 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三3、分類：按供油方式分按供油方式分：單作用缸和雙作用缸。按結構形式分按結構形式分：活塞缸、柱塞缸、組合式缸、擺動液壓缸。按活塞桿形式

9、分按活塞桿形式分：單活塞桿缸、雙活塞桿缸。AFQPv單桿液壓缸單桿液壓缸AFQPv雙桿液壓缸雙桿液壓缸 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三4.2.1 活塞式液壓缸1 1、單桿活塞液壓缸、單桿活塞液壓缸單桿活塞液壓缸有單作用和雙作用之分。雙作用靠液壓力伸縮單作用靠液壓力伸、外力縮 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三單桿雙作用活塞缸性能分析1)、活塞桿外伸時：2)、活塞桿回縮時：比較可知：外伸時，液壓缸推力大，速度小，回縮時，推力小，速度大。pDF214214DqvpdDF)(4

10、222)(4222dDqv 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三液壓缸往復運動時的速度比為上式表明： 當活塞桿直徑愈小時，速度比接近1，在兩個方向上的速度差值就愈小。對于標準液壓缸，壓力愈高，速比取值越大。22212dDDvv 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三3)、差動連接 當單桿活塞缸兩腔同時通入壓力油時，由于無桿腔有效作用面積大于有桿腔的有效作用面積，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右運動，活塞桿向外伸出；與此同時，又將有桿腔的油液擠 出，使其流進無桿腔

11、，從 而加快了活塞桿的伸出速 度，單活塞桿液壓缸的這 種連接方式被稱為差動連 接。 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三差動連接時活塞的運動速度為：差動連接液壓缸的推力為： 差動連接差動連接時時, ,液壓缸的有效作用面積是液壓缸的有效作用面積是活塞桿活塞桿的橫截面積的橫截面積，工作時運動速度比無桿腔進油時的大，而輸出力則較小。 差動連接是在不增加液壓泵容量和功率的條件差動連接是在不增加液壓泵容量和功率的條件下，實現快速運動的有效辦法。下，實現快速運動的有效辦法。22134dqAAqvpdAApF22134)( 液壓與氣壓傳動 重慶科技學

12、院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三 若令 ，則有 。 若設計時使 ，利用差動連接和普通連接相結合，單桿雙作用液壓缸可以實現雙向等速單桿雙作用液壓缸可以實現雙向等速運動。運動。32vv dD2dD22、雙活塞桿液壓缸、雙活塞桿液壓缸 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三3 3、柱塞缸、柱塞缸特點：特點：1、柱塞和工作件相連，缸體固定。2、單作用，回程靠外力或自重。3、缸筒要求低，適合長行程。4、懸臂態，缸口導向

13、易磨，增加泄露 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三4、組合式液壓缸、組合式液壓缸1）、伸縮式液壓缸特點：特點：1、若負載、供液量不變，外伸時，液壓力、速度逐級升高，回縮時，相反。2、結構緊湊，適合行程長且要求回縮后結構緊湊的場合。 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三2）擺動缸）擺動缸 常用在機床工件夾緊裝置、回轉工作臺以及半回轉式挖掘裝載機械等。 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三4.2.2 液壓缸的結構液壓缸的結構

14、缸筒缸筒缸底缸底缸蓋缸蓋活塞活塞活塞桿活塞桿導向套導向套密封件密封件1、典型結構、典型結構 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三2、液壓缸的主要結構、液壓缸的主要結構1）缸筒與缸蓋的連接 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三2 2）缸筒與缸底的連接）缸筒與缸底的連接 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三3）、活塞與活塞桿的連接 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三4）、密封裝置 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三5 5）緩沖裝置）緩沖裝置 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三6）排氣裝置 液壓與氣壓傳動 重慶科技學院重慶科技學院20222022年年2 2月月1616日星期三日星期三4.2.3 液壓缸的設計計算液壓缸的設計計算 在設計液壓缸