第4章_液壓執(zhí)行元件

1、液壓與氣壓傳動(dòng)第第4章章 液壓執(zhí)行元件液壓執(zhí)行元件2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)l了解各種液壓馬達(dá)的工作原理和特點(diǎn)；l了解液壓馬達(dá)的性能參數(shù)的計(jì)算；l掌握活塞式液壓缸的工作特點(diǎn)及其速度、推力計(jì)算；l掌握差動(dòng)式液壓缸的工作特點(diǎn)及其速度、推力計(jì)算。 難點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)液壓馬達(dá)性能參數(shù)的計(jì)算；差動(dòng)式液壓缸的工作特點(diǎn)及其速度、推力計(jì)算。本章 學(xué)習(xí)目標(biāo)2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)和和液壓缸液壓缸是液壓系統(tǒng)的是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件執(zhí)行元件。是將液壓泵提。是將液壓泵提供的供的液壓能液壓能轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成機(jī)械能機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。的能量轉(zhuǎn)換裝置。 液壓馬達(dá)

2、習(xí)慣上是指輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件。液壓馬達(dá)習(xí)慣上是指輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件。 液壓缸是指輸出直線運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件。液壓缸是指輸出直線運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 液壓缸液壓缸（油缸） 主要用于實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的 直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，工作可靠，應(yīng) 用廣泛。液壓缸是輸出直線運(yùn)動(dòng)（的液壓執(zhí)行元件。 液壓缸是一種把液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的轉(zhuǎn)換裝置。p1 p2 F V d Q 21pppA液壓缸壓力p 流量q 液壓功率作用力F 速度V 機(jī)械功率2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 按供油方向分

3、：?jiǎn)巫饔酶讍巫饔酶缀碗p作用缸雙作用缸。 按結(jié)構(gòu)形式分：活塞缸活塞缸、柱塞缸柱塞缸、伸縮套筒缸伸縮套筒缸、擺動(dòng)擺動(dòng)液壓缸液壓缸。 按活塞桿形式分：?jiǎn)位钊麠U缸單活塞桿缸、雙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 AFqPv柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸 2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)1、 雙活塞桿液壓缸雙活塞桿液壓缸 雙活塞桿液壓缸的活塞兩端都帶有活塞桿，分為缸 體固定和活塞桿固定兩種安裝形式。 AFqv(a)缸筒固定式缸筒固定式 1P2PAFqv(b)活塞桿固定式活塞桿固定式 1P2P 活塞式液壓缸可分為雙桿式和單桿式兩種結(jié)構(gòu)形式， 其安

4、裝又有缸筒固定和活塞桿固定兩種方式。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 1）缸體固定缸體固定： (3倍缸體長(zhǎng)倍缸體長(zhǎng)) 2） 活塞桿固定活塞桿固定： (2倍缸體長(zhǎng)倍缸體長(zhǎng))雙桿活塞缸運(yùn)動(dòng)范圍雙桿活塞缸運(yùn)動(dòng)范圍 : 受安裝方式影響受安裝方式影響2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)活塞桿的推力和速度計(jì)算：)(21ppAF式中：A活塞的有效工作面積；D活塞的直徑；d活塞桿的直徑；P1、P2液壓缸進(jìn)、出油腔的壓力；Q輸入流量)(422dDqAqv)(42122ppdD2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 單活塞桿液壓缸的活塞僅一端帶有活塞桿，活塞雙向運(yùn)動(dòng)可以

5、獲得不同的速度和輸出力，其簡(jiǎn)圖及油路連接方式如圖所示。2A1F1v(a)無(wú)桿腔進(jìn)油無(wú)桿腔進(jìn)油 1p2p1ADdq2A2F(b)有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油 2p1p1A2vq2、單活塞桿液壓缸、單活塞桿液壓缸2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)無(wú)桿腔進(jìn)油 2114DqAqv（4.3）)(4)(2221222111pdDpDApApF（4.4）1v1F活塞的運(yùn)動(dòng)速度 和推力 分別為: 2A1F1v(a)無(wú)桿腔進(jìn)油無(wú)桿腔進(jìn)油 1p2p1ADdq2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)有桿腔進(jìn)油 活塞的運(yùn)動(dòng)速度 和推力 分別為: 2v2F2A2F(b)有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油 2p1p1

6、A2vq)(42222dDqAqv（4.5）)(4)(2212212212pDpdDApApF（4.6）2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 比較上述各式，可以看出： , ；液壓缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度比為： 2v1v1F2F22212dDDvv（4.7） 上式表明：當(dāng)活塞桿直徑愈小時(shí)，速度比接近當(dāng)活塞桿直徑愈小時(shí)，速度比接近1 1，在，在兩個(gè)方向上的速度差值就愈小兩個(gè)方向上的速度差值就愈小。 2A1F1v(a)無(wú)桿腔進(jìn)油無(wú)桿腔進(jìn)油 1p2p1ADdq2A2F(b)有桿腔進(jìn)油有桿腔進(jìn)油 2p1p1A2vq2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)兩腔進(jìn)油,差動(dòng)聯(lián)接 2A3F(c

7、)差動(dòng)聯(lián)接差動(dòng)聯(lián)接 1p1A3vq 當(dāng)單桿活塞缸兩腔同時(shí)通入壓力油時(shí)，由于無(wú)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(yùn)動(dòng)， 活塞桿向外伸出；與此同時(shí)，又將有桿腔的油液擠出， 使其流進(jìn)無(wú)桿腔，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(dòng)連接差動(dòng)連接。 差動(dòng)液壓缸2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)22134dqAAqv（4.8） 在忽略兩腔連通油路壓力損失的情況下，差動(dòng)連接液 壓缸的推力為： 2A3F(c)差動(dòng)聯(lián)接差動(dòng)聯(lián)接 1p1A3vq3F1p21AA 3vq等效活塞的運(yùn)動(dòng)速度為：1221134)(pdA

8、ApF（4.9）2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)差動(dòng)連接工作差動(dòng)連接工作2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)三種缸的速度比較三種缸的速度比較2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 差動(dòng)液壓缸計(jì)算舉例差動(dòng)液壓缸計(jì)算舉例 例：已知單活塞桿液壓缸的缸筒內(nèi)徑D=100mm，活 塞桿直徑d=70mm，進(jìn)入液壓缸的流量q=25min，壓力 P1=2Mpa，P2=0。液壓缸的容積效率和機(jī)械效率分別為 0.98、0.97，試求在圖4.2(a)、(b)、(c)所示的三種工況下，液壓缸可推動(dòng)的最大負(fù)載和運(yùn)動(dòng)速度各是多少？并給出運(yùn)動(dòng)方向。)(1523797.01021 .

9、04462121NpDFm)/(052.0601 .098.01025442321smDqvv 解：解：在圖4.2（a）中，液壓缸無(wú)桿腔進(jìn)壓力油，回油腔壓力為零，因此，可推動(dòng)的最大負(fù)載為： 液壓缸向右運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度為： 2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng))(777197. 0102)07. 01 . 0(4)(46221222NpdDFm)/(102. 060)07. 01 . 0(98. 010254)(4223222smdDqvm)(6466097. 010207. 04462123NpdFm)/(106.06007.098.01025442323smdqvv 在圖4.2

10、（b）中，液壓缸為有桿腔進(jìn)壓力油，無(wú)桿腔回油壓力為零，可推動(dòng)的負(fù)載為： 液壓缸向左運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度為： 在圖4.2（c）中，液壓缸差動(dòng)連接，可推動(dòng)的負(fù)載力為： 液壓缸向左運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度為： 例例1：兩個(gè)單出桿液壓缸，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示，：兩個(gè)單出桿液壓缸，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示，（a）為活塞桿固定，左側(cè)進(jìn)油壓力為）為活塞桿固定，左側(cè)進(jìn)油壓力為 ，右側(cè)，右側(cè)回油壓力為回油壓力為 ；（；（b）為液壓缸固定，差動(dòng)連接，）為液壓缸固定，差動(dòng)連接，進(jìn)油壓力為進(jìn)油壓力為 。問(wèn)：。問(wèn)：（1） 輸入流量輸入流量Q相同，兩者運(yùn)動(dòng)速度是否一樣？相同，兩者運(yùn)動(dòng)速度是否一樣？（2） 兩者運(yùn)動(dòng)方向怎樣？?jī)烧哌\(yùn)動(dòng)方向怎樣？

11、（3） 兩缸能承受的最大負(fù)載兩缸能承受的最大負(fù)載 和和 各為多少？各為多少？p1p2p1FaFb解解:（1）兩者運(yùn)動(dòng)速度不一樣）兩者運(yùn)動(dòng)速度不一樣 （2）（）（a）是缸筒向左運(yùn)動(dòng)，（）是缸筒向左運(yùn)動(dòng)，（b）是活塞桿向右運(yùn)動(dòng)。是活塞桿向右運(yùn)動(dòng)。（3） DvQa24dvQb24)(44222212211dDpDpApApFadpFb214例例2：設(shè)計(jì)一組合機(jī)床動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)液壓缸，其：設(shè)計(jì)一組合機(jī)床動(dòng)力頭驅(qū)動(dòng)液壓缸，其快速趨近、工作進(jìn)給和快速退回的油路分別快速趨近、工作進(jìn)給和快速退回的油路分別為圖中（為圖中（a）、（）、（b）和（）和（c）所示，現(xiàn)采用限）所示，現(xiàn)采用限壓式變量泵供油，其最大流量。壓式

12、變量泵供油，其最大流量。要求。要求。求液壓缸內(nèi)徑求液壓缸內(nèi)徑D、活塞桿直徑、活塞桿直徑d以及工作進(jìn)給以及工作進(jìn)給時(shí)變量泵的流量時(shí)變量泵的流量Q。min/30maxLQmin/1min;/10min;/8mmmvvv工作快退快進(jìn)解：，則有解：，則有 則有則有dQv2max4快進(jìn)mdvQ069. 083044103min快進(jìn))(422maxdDQv快退mDdvQ092. 0103044069. 010232max快退min/74. 6min/00674. 0414322092. 0LQmDv工作2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 圖式液壓系統(tǒng)中，液壓泵銘牌參數(shù)為q=18L/min，

13、p=6.3MPa，設(shè)活塞直徑為D，活塞桿直徑為d，在不計(jì)壓力損失且負(fù)載為F時(shí)，試求在各圖示情況下壓力表的指示壓力。 2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 如圖所示的并聯(lián)油缸中，A1=A2，F(xiàn)1F2，當(dāng)油缸2的活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，試求兩油缸的運(yùn)動(dòng)速度和液壓泵出口壓力。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 如圖所示的串聯(lián)油缸，A1和A2為有效作用面積，F(xiàn)1和F2是兩活塞桿的外負(fù)載，在不計(jì)壓力損失的情況下，試求p1、p2和v1、v2。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)柱塞pq 缸筒A（a）圖4.5 柱塞缸 當(dāng)活塞式液壓缸行程較長(zhǎng)時(shí)，加工難度大,使得制造成本增加。

14、某些場(chǎng)合所用的液壓缸并不要求雙向控制,柱塞式液壓缸正是滿足了這種使用要求的一種價(jià)格低廉的液壓缸。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)柱塞式液壓缸 如圖所示，柱塞缸由如圖所示，柱塞缸由缸筒、柱塞、導(dǎo)套、密缸筒、柱塞、導(dǎo)套、密封圈和壓蓋封圈和壓蓋等零件組成，柱塞和缸筒內(nèi)壁不接觸，等零件組成，柱塞和缸筒內(nèi)壁不接觸，因此缸筒內(nèi)孔不需精加工，工藝性好，成本低。因此缸筒內(nèi)孔不需精加工，工藝性好，成本低。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 柱塞式液壓缸是單作用的，它的回程需要借助自重或彈簧等其它外力來(lái)完成。如果要獲得雙向運(yùn)動(dòng)，可將兩柱塞液壓缸成對(duì)使用為減輕柱塞的重量，有時(shí)制成空

15、心柱塞。2214)(dppF式中：d柱塞直徑，p1進(jìn)油壓力，p2另一缸的回油壓力。圖4.5 柱塞缸 b)q q V ddp1p224dqv2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)雙柱塞缸的工作原理雙柱塞缸的工作原理2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 在某些短時(shí)或局部需要高壓的液壓系統(tǒng)中，常用增壓缸與低壓大流量泵配合作用，輸入低壓力p1的液壓油，輸出高壓力為p2的液壓油，增大壓力關(guān)系為：1212kpdDpp 單作用增壓缸不能連續(xù)向系統(tǒng)供油，圖b為雙作用式增壓缸，可由兩個(gè)高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。1 增壓缸增壓缸2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)增壓缸增壓缸2

16、022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2 多級(jí)液壓缸（伸縮缸） 結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)或多個(gè)活塞缸或柱塞缸套裝而成，前一級(jí)活塞缸的活塞是后一級(jí)活塞缸的缸筒，可獲得很長(zhǎng)的工作行程。伸縮缸廣泛的用于起重運(yùn)輸車(chē)輛上。有單作用和雙作用之分。下圖a是單作用式，圖b是雙作用式。雙作用伸縮缸原理圖單作用伸縮缸原理圖2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)單作用伸縮缸單作用伸縮缸2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)雙作用伸縮缸雙作用伸縮缸2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)

17、結(jié)構(gòu)：2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)3 齒條活塞缸 齒條活塞缸由帶有齒條桿的雙作用活塞缸和齒輪齒條機(jī)構(gòu) 組成，活塞往復(fù)移動(dòng)經(jīng)齒條、齒輪機(jī)構(gòu)變成齒輪軸往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。876543211211109行程圖4.12 齒條活塞液壓缸的結(jié)構(gòu)圖 1 緊固螺帽；2 調(diào)節(jié)螺釘；3 端蓋；4 墊圈； 5 O形密封圈；6 擋圈；7 缸套；8 齒條活塞； 9 齒輪；l0 傳動(dòng)軸；11 缸體；12 螺釘q 2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 齒條活塞缸工作時(shí)，齒輪軸輸出的扭矩：242fDDpT242fDDpT齒輪分度圓直徑缸的直徑fDD回轉(zhuǎn)角速度：fDDq28 齒條活塞缸2022年5月7

18、日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)4 增速缸 增速缸是活塞缸與柱塞缸組成的復(fù)合缸，活塞缸的活塞內(nèi)腔是柱塞缸的缸筒，柱塞固定在活塞缸的缸筒上。增速缸可用于快速運(yùn)動(dòng)回路，在不增加泵的流量的前提下，使執(zhí)行元件獲得盡可能大的工作速度。 圖4-7 增速缸1活塞桿；2缸筒2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 擺動(dòng)液壓缸能實(shí)現(xiàn)小于360角度的往復(fù)擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)，由于它可直接輸出扭矩，故又稱為擺動(dòng)液壓馬達(dá)，主要有單葉片單葉片式式和雙葉片式雙葉片式兩種結(jié)構(gòu)形式。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 圖47a所示為單葉片式擺動(dòng)缸。其工作原理為

19、：當(dāng)工作介質(zhì)從A口進(jìn)入缸內(nèi)，葉片被推動(dòng)并帶動(dòng)軸作逆時(shí)針回轉(zhuǎn)，葉片另一側(cè)的工作介質(zhì)從B口排出；反之，工作介質(zhì)從B口進(jìn)，A口出，葉片及軸作順時(shí)針回轉(zhuǎn)。當(dāng)擺動(dòng)缸進(jìn)出油口壓力為p1和p2，輸入流量為q時(shí)，它的輸出轉(zhuǎn)矩T和角速度為： )(2)(2121222121ppRRbrdrppbTRR)(22122RRbq圖4.7 擺動(dòng)缸 Dd1234432411）（212122)(8ppdDb式中：b為葉片的寬度，R1,R2為葉片底部、頂部的回轉(zhuǎn)半徑。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)當(dāng)考慮到機(jī)械效率時(shí)，單葉片缸的擺動(dòng)軸輸出轉(zhuǎn)矩為D 缸體內(nèi)孔直徑； d 擺動(dòng)軸直徑；b 葉片寬度；)(822dDb

20、qcv（4.11）（4.10）cmppdDbT）（212122)(8對(duì)于雙葉片式：D 缸體內(nèi)孔直徑； d 擺動(dòng)軸直徑；b 葉片寬度；)(822dDZbqcv（4.13）（4.12）cmppdDZbT）（212122)(8Z 葉片數(shù)。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)Dd1234432411q 單葉片擺動(dòng)液壓缸的擺角一般不超過(guò) ，雙葉片擺動(dòng)液壓缸的擺角一般不超過(guò) 。 當(dāng)輸入壓力和流量不變時(shí)，雙葉片擺動(dòng)液壓缸擺動(dòng)軸 輸出轉(zhuǎn)矩是相同參數(shù)單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，而擺動(dòng)角速度 則是單葉片的一半。 擺動(dòng)缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封困難，一般只用于中、低壓系統(tǒng)中往復(fù)擺動(dòng)，轉(zhuǎn) 位或間歇運(yùn)動(dòng)的地方

21、。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 密封按其工作原理可分為非接觸式密封和接觸式密封。 前者主要指間隙密封，后者指密封件密封。1 間隙密封： 它依靠運(yùn)動(dòng)件間的微小間隙來(lái)防止泄漏。 為了提高這種裝置的密封能力，常在活塞表面制出幾條細(xì)小的環(huán)形槽，以增大油液通過(guò)間隙時(shí)的阻力。 它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦阻力小，可耐高溫，但泄漏大，加工要求高，磨損后無(wú)法恢復(fù)原有能力，只有在尺寸較小、壓力較低、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高的缸筒和活塞間使用。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 在活塞的環(huán)槽中放置金屬活塞環(huán)，活塞環(huán)有一個(gè)開(kāi)口，依靠其彈性變形所產(chǎn)生的張力緊貼缸筒內(nèi)壁來(lái)實(shí)現(xiàn)密封。這種密封具有自動(dòng)補(bǔ)

22、償磨損的功能，密封效果好，能適應(yīng)較大的壓力與速度變化，耐高溫、使用壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)是制造工藝復(fù)雜，因此，它適用于高壓、高速或密封性能要求高的場(chǎng)合。2 活塞環(huán)密封活塞環(huán)密封2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈緊貼在靜、動(dòng)配合面之間來(lái)防止泄漏。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、缸蓋和活塞之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。 常用的密封件密封裝置主要有：O形密封圈、唇形密封圈、組合式密封裝置以及回轉(zhuǎn)式密封裝置等。3 密封圈密封密封圈密封2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)（1）O形密封

23、圈 0形密封圈的截面為圓形，主要用于靜密封和滑動(dòng)密封（轉(zhuǎn)動(dòng)密封用得較少）。l速度范圍為0.0050.3m/s。l當(dāng)靜密封壓力大于32MPa，動(dòng)密封壓力大于10MPa，需設(shè)置聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈。 2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)（2）Y形密封圈 密封圈的截面呈Y形，密封性、穩(wěn)定性和耐壓性都好，常用于動(dòng)密封。根據(jù)截面長(zhǎng)寬比例的不同，Y形密封圈可分為寬截面和窄截面兩種形式。 Y形密封圈安裝時(shí)，唇口端應(yīng)對(duì)著壓力高的一側(cè)。當(dāng)壓力較大、滑動(dòng)速度較高時(shí)，要使用支承環(huán)，以固定密封圈。 寬截面Y形密封圈一般用于工作壓力小于20a、工作溫度-30100、速度0.5m/s的場(chǎng)合。 窄截面Y

24、形密封圈不易反轉(zhuǎn)，用于工作壓力小于3MPa，溫度為 -30100的場(chǎng)合。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 截面為V型，由支承環(huán)、密封環(huán)、壓環(huán)疊合而成，當(dāng)壓環(huán)壓緊密封環(huán)時(shí)，支承環(huán)使密封環(huán)產(chǎn)生變形而實(shí)現(xiàn)密封，開(kāi)口面向高壓側(cè)。V形密封圈密封效果良好，耐高壓，壽命長(zhǎng)，增加密封環(huán)可提高密封效果，但摩阻力增大，尺寸大，成本高。故常用于壓力小于50MPa溫度為溫度為-4080 ，運(yùn)動(dòng)速度較低的場(chǎng)合實(shí)現(xiàn)密封。（3） V形密封圈2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 為了防止這種危害，保證安全，應(yīng)采取緩沖 措施，對(duì)液壓缸運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行控制。 當(dāng)液壓缸帶動(dòng)質(zhì)量較大的部件作快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)

25、時(shí)，由于運(yùn)動(dòng)部件具有很大的動(dòng)能，因此當(dāng)活塞運(yùn) 動(dòng)到液壓缸終端時(shí)，會(huì)與端蓋碰撞，而產(chǎn)生沖擊和 噪聲。這種機(jī)械沖擊不僅引起液壓缸的有關(guān)部分的 損壞，而且會(huì)引起其它相關(guān)機(jī)械的損傷。4.2.4 緩沖裝置緩沖裝置2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)液壓缸中緩沖裝置的工作原理液壓缸中緩沖裝置的工作原理： 利用活塞或缸筒在其走向行程終端時(shí)，在活塞和缸蓋之間封住一部分油液，強(qiáng)迫它從小孔或細(xì)縫中擠出，以產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動(dòng)，逐漸減慢運(yùn)動(dòng)速度，達(dá)到避免活塞和缸蓋相互撞擊的目的。常用的緩沖裝置：常用的緩沖裝置： 圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置、圓錐形環(huán)圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置、圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置、可

26、變隙式緩沖裝置、可變節(jié)流槽式緩沖裝置節(jié)流槽式緩沖裝置和和可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)（a）圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置）圓柱形環(huán)隙式緩沖裝置（b）圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置）圓錐形環(huán)隙式緩沖裝置（c）可變節(jié)流槽式緩沖裝置）可變節(jié)流槽式緩沖裝置（d）可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置）可調(diào)節(jié)流孔式緩沖裝置2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)往往會(huì)混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)往往會(huì)混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)、爬行或前沖等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)不能正常產(chǎn)生振動(dòng)、爬行或前沖等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)不能正常工作。工作。 因

27、此，設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須考慮空氣的排除。因此，設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須考慮空氣的排除。 對(duì)于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸： 對(duì)于要求不高的液壓缸：4.2.5 排氣裝置排氣裝置 常在液壓缸的最高處設(shè)置專門(mén)的排氣裝置專門(mén)的排氣裝置，如排氣塞、排氣塞、排氣閥排氣閥等。 不設(shè)計(jì)專門(mén)的排氣裝置，將油口布置在缸筒端的最高處，使空氣隨油液排往油箱，再?gòu)挠拖湟莩觥?022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)排氣裝置排氣裝置當(dāng)松開(kāi)排氣塞或閥的鎖緊螺釘后，低壓往復(fù)運(yùn)動(dòng)幾次，帶有氣泡的油液就會(huì)排出，空氣排完后擰緊螺釘，液壓缸便可正常。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)將液壓

28、泵提供的將液壓泵提供的液壓能液壓能轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成機(jī)械能機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換的能量轉(zhuǎn)換裝置。裝置。 液壓馬達(dá)習(xí)慣上是指輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件。液壓馬達(dá)習(xí)慣上是指輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件。 從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)來(lái)看，從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)來(lái)看，液壓泵和液壓馬達(dá)是液壓泵和液壓馬達(dá)是可逆可逆的液壓元件。的液壓元件。 因?yàn)樗鼈兙哂型瑯拥幕窘Y(jié)構(gòu)要素因?yàn)樗鼈兙哂型瑯拥幕窘Y(jié)構(gòu)要素密閉而又可以密閉而又可以周期周期變化的容積變化的容積和相應(yīng)的和相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)。配油機(jī)構(gòu)。 但從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理來(lái)看但從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理來(lái)看，液壓泵和液壓馬達(dá)是液壓泵和液壓馬達(dá)是不可不可逆逆的液壓元件。的液壓元件。2022年5月7日星期六

29、湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)1. 1. 液壓馬達(dá)的特點(diǎn)液壓馬達(dá)的特點(diǎn) 液壓馬達(dá)應(yīng)該能夠液壓馬達(dá)應(yīng)該能夠正、反轉(zhuǎn)正、反轉(zhuǎn)，因而要求其內(nèi)部結(jié)，因而要求其內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)稱；構(gòu)對(duì)稱； 液壓馬達(dá)的液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍需要足夠大轉(zhuǎn)速范圍需要足夠大，特別對(duì)它的，特別對(duì)它的最最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速有一定的要求。因此，它通常采用滾動(dòng)軸承有一定的要求。因此，它通常采用滾動(dòng)軸承或滑動(dòng)軸承；或滑動(dòng)軸承； 液壓馬達(dá)由于在輸入壓力油條件下工作，因此不液壓馬達(dá)由于在輸入壓力油條件下工作，因此不必具備自吸能力，但需要一定的必具備自吸能力，但需要一定的初始密封性初始密封性，才能提供，才能提供必要的起動(dòng)轉(zhuǎn)距。必要的起動(dòng)轉(zhuǎn)距。 2022年

30、5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 液壓馬達(dá)按結(jié)構(gòu)分為：齒輪式齒輪式、葉片式葉片式、柱塞式柱塞式和其它型式其它型式。 液壓馬達(dá)按額定轉(zhuǎn)速分為：高速高速和低速低速。額定轉(zhuǎn)速高于高于500 r/min500 r/min 的屬于高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于低于500 500 r/minr/min的屬于低速液壓馬達(dá)。 高速液壓馬達(dá)的基本類(lèi)型有齒輪齒輪式式、葉片式葉片式、柱塞式柱塞式等，又稱為高速小轉(zhuǎn)距液壓馬達(dá) 。 低速液壓馬達(dá)的基本型式是徑向柱塞式，又稱為低速大轉(zhuǎn)距液壓馬達(dá)。 2. 液壓馬達(dá)的分類(lèi)2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)

31、1 1、工作壓力和額定壓力、工作壓力和額定壓力 工作壓力工作壓力：馬達(dá)的實(shí)際工作壓力即輸入油液的壓力輸入油液的壓力。在計(jì)算時(shí)應(yīng)是馬達(dá)進(jìn)口壓力和出口壓力之差。 額定壓力額定壓力：正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力即額定壓力，超過(guò)這個(gè)最高壓力就叫做超載。2、排量和流量、排量和流量 排量：排量：馬達(dá)軸轉(zhuǎn)一周，由其密封容積幾何尺寸變化計(jì)算而得到的液體體積。 實(shí)際流量實(shí)際流量：馬達(dá)入口處的流量。理論流量理論流量：馬達(dá)密封容積變化所需要的流量。 額定流量額定流量: 在額定轉(zhuǎn)速和額定壓力下輸入到馬達(dá)的流量。由于有泄漏損失，輸入馬達(dá)的實(shí)際流量必須大于它的理論流量。 馬達(dá)的實(shí)際流量（即進(jìn)口流量）泄

32、漏流量馬達(dá)的理論流量。2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)3、容積效率和轉(zhuǎn)速容積效率和轉(zhuǎn)速 mvVqn 馬達(dá)內(nèi)部各間隙的泄漏所引起的損失稱為容積損失，用 表示。為保證馬達(dá)的轉(zhuǎn)速滿足要求，輸入馬達(dá)的實(shí)際流量應(yīng)為 lqltqqqtqqqqqqqqlltmv1 液壓馬達(dá)的理論輸入流量 與實(shí)際輸入流量之比稱為容積效率，即 馬達(dá)的理論輸出轉(zhuǎn)速 等于輸入馬達(dá)的流量 與排量V的比值，即 tnVqntq馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速為：2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng) 馬達(dá)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩T必然小于理論輸出轉(zhuǎn)矩Tt ，機(jī)械效率為：tltlttmmTTTTTTT1pVnpqnTPttt22pVT

33、tmmmmtpVTT2馬達(dá)理論功率：得理論轉(zhuǎn)矩： 馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩小于理論輸出轉(zhuǎn)矩，因馬達(dá)實(shí)際存在機(jī)械摩擦，故實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)考慮機(jī)械效率。 4、轉(zhuǎn)矩和機(jī)械效率轉(zhuǎn)矩和機(jī)械效率 2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)5. 5. 功率和總效率功率和總效率 馬達(dá)的輸入功率為 pqPi（4.48） 馬達(dá)的輸出功率為 nTPo2（4.49） 馬達(dá)的總效率為 mvmmmvmviompVTVnpnTpqnTPP222（4.50） 由上式可見(jiàn)，液壓馬達(dá)的總效率亦同于液壓泵的總效液壓馬達(dá)的總效率亦同于液壓泵的總效 率，等于機(jī)械效率與容積效率的乘積率，等于機(jī)械效率與容積效率的乘積。 2022年5月7日

34、星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)例例4.2 某齒輪液壓馬達(dá)的排量V=10mL/r，供油壓力p=10MPa，供油流量 ，容積效率 ，機(jī)械效率 ，試求馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速、理論轉(zhuǎn)矩和實(shí)際輸出功率。smq/1043487. 0mv87. 0mm 解：（1）馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速 srsrVqnmv/8 .34/87. 0101010464mNmNpVTt16210101010266kWWWpqPmmmvo0 . 3302887. 087. 0104101046（2）理論轉(zhuǎn)矩（3）實(shí)際輸出功率2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2、葉片式液壓馬達(dá)葉片式液壓馬達(dá)工作原理2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)2022年5月7日星期六湖南工程學(xué)院液壓與氣壓傳動(dòng)3 軸向柱塞式液壓馬達(dá)軸向柱塞式液壓馬達(dá)pdF24tanFFTFN所產(chǎn)生的軸向分力