液壓執(zhí)行元件及輔助元件課件

第章液壓執(zhí)行元件及輔助元件51、沒(méi)有哪個(gè)社會(huì)可以制訂一部永遠(yuǎn)適用的憲法，甚至一條永遠(yuǎn)適用的法律?！莒尺d52、法律源于人的自衛(wèi)本能?！⒏袼鳡?3、人們通常會(huì)發(fā)現(xiàn)，法律就是這樣一種的網(wǎng)，觸犯法律的人，小的可以穿網(wǎng)而過(guò)，大的可以破網(wǎng)而出，只有中等的才會(huì)墜入網(wǎng)中。——申斯通54、法律就是法律它是一座雄偉的大夏，庇護(hù)著我們大家；它的每一塊磚石都?jí)驹诹硪粔K磚石上?！郀査谷A綏55、今天的法律未必明天仍是法律。——羅·伯頓第章液壓執(zhí)行元件及輔助元件第章液壓執(zhí)行元件及輔助元件51、沒(méi)有哪個(gè)社會(huì)可以制訂一部永遠(yuǎn)適用的憲法，甚至一條永遠(yuǎn)適用的法律。——杰斐遜52、法律源于人的自衛(wèi)本能。——英格索爾53、人們通常會(huì)發(fā)現(xiàn)，法律就是這樣一種的網(wǎng)，觸犯法律的人，小的可以穿網(wǎng)而過(guò)，大的可以破網(wǎng)而出，只有中等的才會(huì)墜入網(wǎng)中?！晁雇?4、法律就是法律它是一座雄偉的大夏，庇護(hù)著我們大家；它的每一塊磚石都?jí)驹诹硪粔K磚石上?！郀査谷A綏55、今天的法律未必明天仍是法律。——羅·伯頓第3章液壓執(zhí)行元件及輔助元件3.1液壓缸3.2液壓馬達(dá)3.3液壓輔助元件思考題與習(xí)題3.1液壓缸 3.1.1液壓缸分類 液壓缸可分為單作用式液壓缸和雙作用式液壓缸兩類。單作用式液壓缸又可分為無(wú)彈簧式、附彈簧式、柱塞式三種，如圖3-1所示；雙作用式液壓缸又可分為單桿形，雙桿形兩種，如圖3-2所示。第章液壓執(zhí)行元件及輔助元件51、沒(méi)有哪個(gè)社會(huì)可以制訂一部永遠(yuǎn)1液壓執(zhí)行元件及輔助元件課件2液壓執(zhí)行元件及輔助元件課件3液壓執(zhí)行元件及輔助元件課件4液壓執(zhí)行元件及輔助元件課件5 3.1.2液壓缸結(jié)構(gòu) 如圖3-3所示為液壓缸，它由缸筒、蓋板、活塞、活塞桿、緩沖裝置、放氣裝置和密封裝置等組成。選用液壓缸時(shí)，首先應(yīng)考慮活塞桿的長(zhǎng)度(由行程決定)，再根據(jù)回路的最高壓力選用適合的液壓缸。圖3-3液壓缸結(jié)構(gòu)(a)外觀；(b)結(jié)構(gòu)；(c)職能符號(hào) 3.1.2液壓缸結(jié)構(gòu)6 (1)缸筒。缸筒主要由鋼材制成。缸筒內(nèi)要經(jīng)過(guò)精細(xì)加工，表面粗糙度Ra<0.08nm，以減少密封件的摩擦。 (2)蓋板。通常它由鋼材制成，有前端蓋和后端蓋之分，它們分別安裝在缸筒的前后兩端。蓋板和缸筒的連接方法有焊接、拉桿、法蘭、羅紋連接等。 (3)活塞。活塞的材料通常是鋼或鑄鐵，有時(shí)也采用鋁合金?；钊透淄矁?nèi)壁間需要密封，采用的密封件有“O”形環(huán)、“V”形油封、“U”形油封、“X”形油封和活塞環(huán)等。而活塞應(yīng)有一定的導(dǎo)向長(zhǎng)度，一般取活塞長(zhǎng)度為缸筒內(nèi)徑的0.6～1.0。 (1)缸筒。缸筒主要由鋼材制成。缸筒內(nèi)要經(jīng)過(guò)精細(xì)加工7 (4)活塞桿。它是由鋼材做成的實(shí)心桿或空心桿。其表面經(jīng)淬火再鍍鉻處理并拋光。 (5)緩沖裝置。為了防止活塞在行程的終點(diǎn)與前后端蓋板發(fā)生碰撞，引起噪音，影響工件精度或使液壓缸損壞，常在液壓缸前后端蓋上設(shè)有緩沖裝置，以使活塞移到快接近行程終點(diǎn)時(shí)速度減慢下來(lái)直至停止。如圖3-3(b)所示前后端蓋上的緩沖閥是附有單向閥的結(jié)構(gòu)。當(dāng)活塞接近端蓋時(shí)，緩沖環(huán)插入端蓋板，即液壓油的出入口，強(qiáng)迫液壓油經(jīng)緩沖閥的孔口流出，促使活塞的速度緩慢下來(lái)。相反，當(dāng)活塞從行程的盡頭將離去時(shí)，如液壓油只作用在緩沖環(huán)上，活塞要移動(dòng)的那一瞬間將非常不穩(wěn)定，甚至無(wú)足夠力量推動(dòng)活塞，故必須使液壓油經(jīng)緩沖閥內(nèi)的單向閥作用在活塞上，如此才能使活塞平穩(wěn)的前進(jìn)。 (4)活塞桿。它是由鋼材做成的實(shí)心桿或空心桿。其表8 (6)放氣裝置。在安裝過(guò)程中或停止工作一段時(shí)間后，空氣將侵入液壓系統(tǒng)內(nèi)，缸筒內(nèi)如存留空氣，將使液壓缸在低速時(shí)產(chǎn)生爬行、顫抖等現(xiàn)象，換向時(shí)易引起沖擊，因此在液壓缸結(jié)構(gòu)上要能及時(shí)排除缸內(nèi)留存的氣體。一般雙作用式液壓缸不設(shè)專門(mén)的放氣孔，而是將液壓油出入口布置在前、后蓋板的最高處。大型雙作用式液壓缸則必須在前、后端蓋板設(shè)放氣栓塞。對(duì)于單作用式液壓缸，液壓油出入口一般設(shè)在缸筒底部，放氣栓塞一般設(shè)在缸筒的最高處。 (7)密封裝置。液壓缸的密封裝置用以防止油液的泄漏。液壓缸的密封主要是指活塞、活塞桿處的動(dòng)密封和缸蓋等處的靜密封。常采用“O”形密封圈和“Y”形密封圈。 (6)放氣裝置。在安裝過(guò)程中或停止工作9 3.1.3液壓缸的參數(shù)計(jì)算 液壓缸的工作原理如圖3-4所示。液壓缸缸體是固定的，液壓油從A口進(jìn)入作用在活塞上，產(chǎn)生一推力F，通過(guò)活塞桿以克服負(fù)荷W，活塞以速度v向前推進(jìn)，同時(shí)將活塞桿側(cè)內(nèi)的液壓油通過(guò)B口流回油箱。相反，若高壓油從B口進(jìn)入，則活塞后退。 3.1.3液壓缸的參數(shù)計(jì)算10圖3-4液壓缸的工作原理圖3-4液壓缸的工作原理11 1.速度和流量 若忽略泄漏，則液壓缸的速度和流量關(guān)系如下： Q=Av（3-1）

v=(3-2）

式中，Q表示液壓缸的輸入流量(m3/s或L/min，其中1L=1×10-3m3）；A表示液壓缸活塞上有效工作面積；v表示活塞移動(dòng)速度。 通常，活塞上工作有效面積是固定的，由式（3-2）可知，活塞的速度取決于輸入液壓缸的流量，又由上述理論可知，速度和負(fù)載無(wú)關(guān)。 1.速度和流量12 2.推力和壓力 推力F是壓力為p的液壓油作用在工作有效面積為A的活塞上，以平衡負(fù)載W。若液壓缸回油接油箱，則p0=0，故有F=W=p·A(N)(3-3)

式中，p表示液壓缸的工作壓力（MPa）；A表示液壓缸活塞上有效工作面積（mm2）。 推力F可看成是液壓缸的理論推力，因?yàn)榛钊挠行娣e固定，故壓力取決于總負(fù)載。 2.推力和壓力13 如圖3-5(a)所示，當(dāng)油液從液壓缸左腔（無(wú)桿腔）進(jìn)入時(shí)，活塞前進(jìn)速度v1和產(chǎn)生的推力F1為

(3-6)(3-4)F1=p1·A1-p2·A2=［(p1-p2)D2+p2d2］(3-5)

如圖3-5(b)所示，當(dāng)油液從液壓缸右腔（有桿腔）進(jìn)入時(shí)，活塞后退的速度v2和產(chǎn)生的推力F2為 如圖3-5(a)所示，當(dāng)油液從液壓缸左腔（無(wú)桿腔）進(jìn)入時(shí)14

F2=p2·A2-p1·A1=(p1-p2)D2-p2d2］(3-7)

因?yàn)榛钊挠行娣eA1>A2，所以v1<v2，F(xiàn)1>F2。圖3-5單桿活塞缸 F2=p2·A2-p1·A1=15 圖3-6所示為單桿活塞的另一種聯(lián)結(jié)方式。它把右腔的回油管道和左腔的進(jìn)油管道接通。這種聯(lián)結(jié)方式稱為差動(dòng)聯(lián)結(jié)?；钊斑M(jìn)的速度v及推力F為則有(3-8)(3-9) 圖3-6所示為單桿活塞的另一種聯(lián)結(jié)方式。它把右腔的回油管16圖3-6差動(dòng)缸圖3-6差動(dòng)缸17 3.1.4其他液壓缸 1.擺動(dòng)缸 擺動(dòng)式液壓缸也稱擺動(dòng)馬達(dá)。當(dāng)它通入液壓油時(shí)，它的主軸輸出小于360°的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。 如圖3-7(a)所示為單葉片式擺動(dòng)缸，它的擺動(dòng)角度較大，可達(dá)300°。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ω為(3-10)(3-11) 3.1.4其他液壓缸(3-10)(3-11)18式中，b為葉片的寬度，R1，R2為葉片底部和頂部的回轉(zhuǎn)半徑。

圖3-7(b)所示為雙葉片式擺動(dòng)缸，它的擺動(dòng)角度和角速度為單葉片式的一半，而輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片式的兩倍。如3-7(c)所示為擺動(dòng)缸的職能符號(hào)。圖3-7擺動(dòng)缸(a)單片式擺動(dòng)缸；(b)雙葉片式擺動(dòng)缸；(c)職能符號(hào)式中，b為葉片的寬度，R1，R2為19 2.增壓缸 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，單作用增壓缸的工作原理如圖3-8(a)所示，輸入低壓力為p1的液壓油，輸出高壓力為p2的液壓油，增大的壓力關(guān)系為 單作用增壓缸不能連續(xù)向系統(tǒng)供油。如圖3-8(b)所示為雙作用式增壓缸，可由兩個(gè)高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。(3-12) 2.增壓缸(3-12)20 圖3-8增壓缸(a)單作用式增壓缸；(b)雙作用式增壓缸 圖3-8增壓缸21 3.伸縮缸 如圖3-9所示，伸縮式液壓缸由兩個(gè)或多個(gè)活塞式液壓缸套裝而成，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。伸縮缸可廣泛用于起重運(yùn)輸車(chē)輛上。如圖3-9(a)所示是單作用式伸縮缸，圖3-9(b)是雙作用式伸縮缸。 3.伸縮缸22圖3-9伸縮缸(a)單作用式伸縮缸；(b)雙作用式伸縮缸圖3-9伸縮缸23 4.齒輪缸 如圖3-10所示為齒輪缸。它由兩個(gè)柱塞和一套齒輪齒條傳動(dòng)裝置組成，當(dāng)液壓油推動(dòng)活塞左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒條就推動(dòng)齒輪往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而由齒輪驅(qū)動(dòng)工作部件作往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖3-10齒輪缸 4.齒輪缸圖3-10齒輪缸243.2液壓馬達(dá) 3.2.1液壓馬達(dá)分類及特點(diǎn) 液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)類型來(lái)分，可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式等形式；也可按液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分，可分為高速和低速兩大類：額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的屬于高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于500r/min的屬于低速液壓馬達(dá)。高速液壓馬達(dá)的基本形式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。高速液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，便于啟動(dòng)和制動(dòng)等。 通常高速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩不大（僅幾十?！っ椎綆装倥！っ祝?，所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩馬達(dá)。3.2液壓馬達(dá) 3.2.1液壓馬達(dá)分類及特點(diǎn)25 低速液壓馬達(dá)的基本形式是徑向柱塞式，低速液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)是排量大，體積大，轉(zhuǎn)速低（幾轉(zhuǎn)甚至零點(diǎn)幾轉(zhuǎn)每分鐘），輸出轉(zhuǎn)矩大（可達(dá)幾千?！っ椎綆兹f(wàn)牛·米），所以又稱為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。 3.2.2液壓馬達(dá)職能符號(hào) 液壓馬達(dá)職能符號(hào)如圖3-11所示。 低速液壓馬達(dá)的基本形式是徑向柱塞式，低速液壓馬達(dá)的主要特26圖3-11液壓馬達(dá)的職能符號(hào)(a)單向定量液壓馬達(dá)；(b)單向變量液壓馬達(dá)；(c)雙向定量液壓馬達(dá)；(d)雙向變量液壓馬達(dá)圖3-11液壓馬達(dá)的職能符號(hào)27 3.2.3液壓馬達(dá)參數(shù)計(jì)算 因?yàn)槔碚撋弦簤厚R達(dá)輸入、輸出功率相等，所以有如下關(guān)系：ΔpQac=Tthω(3-13) 即有 Δpqn=Tth2π·n(3-14)式中，Qac表示輸入液壓馬達(dá)的實(shí)際流量（m3/min）；ω表示馬達(dá)角速度(r/min)；Tth表示理論轉(zhuǎn)矩(N·m)；Δp表示馬達(dá)的輸入壓力與馬達(dá)出口壓力差（Pa）。 3.2.3液壓馬達(dá)參數(shù)計(jì)算28 所以有 式中，Tac表示液壓馬達(dá)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩（N·m）；q表示馬達(dá)排量（m3/r）;ηm表示液壓馬達(dá)的機(jī)械效率。 式中，n表示馬達(dá)轉(zhuǎn)速（r/min）；ηV表示液壓馬達(dá)的容積效率。(3-15)(3-16)（3-17） 所以有(3-15)(3-16)（3-17）29（3-18）式中，Pr表示液壓馬達(dá)輸出功率。（3-18）式中，Pr表示液壓馬達(dá)輸出功率。303.3液壓輔助元件 3.3.1油箱 油箱的主要功能是儲(chǔ)存油液，此外，還有散熱(以控制油溫)，阻止雜質(zhì)進(jìn)入，沉淀油中雜質(zhì)，分離氣泡等功能。 油箱容量如果太小，就會(huì)使油溫上升。油箱容量一般設(shè)計(jì)為泵每分鐘流量的2～4倍，或所有管路及元件均充滿油，且油面高出過(guò)濾器50～100mm，而液面高度只占油箱高度的80%時(shí)的油箱容積。3.3液壓輔助元件 3.3.1油箱31 1)油箱形式 油箱可分為開(kāi)式和閉式兩種，開(kāi)式油箱中油的油液面和大氣相通，而閉式油箱中的油液面和大氣隔絕。液壓系統(tǒng)中大多數(shù)采用開(kāi)式油箱。 2)油箱結(jié)構(gòu) 開(kāi)式油箱大部分是由鋼板焊接而成的，圖3-12所示為工業(yè)上使用的典型焊接式油箱 3)隔板及配管的安裝位置隔板裝在吸油側(cè)和回油側(cè)之間，如圖3-13所示，以起到沉淀雜質(zhì)、分離氣泡及散熱的作用。 1)油箱形式32圖3-12焊接式油箱圖3-12焊接式油箱33圖3-13隔板的位置

圖3-13隔板的位置34 油箱中常見(jiàn)的配油管有回油管、吸油管及排泄管等，有關(guān)安裝尺寸見(jiàn)圖3-14所示。 吸油管的口徑應(yīng)為其余供油管徑的1.5倍，以免泵吸入不良?；赜凸苣┒艘谝好嫦?，且其末端切成45°傾角并面向箱壁，以使回油沖擊箱壁而形成回流，這樣有利于冷卻油溫和沉淀雜質(zhì)。 系統(tǒng)中排泄管應(yīng)盡量單獨(dú)接入油箱。各類控制閥的排泄管端部應(yīng)在液面以上，以免產(chǎn)生背壓；泵和馬達(dá)的外泄油管其端部應(yīng)在液面之下，以免吸入空氣。 油箱中常見(jiàn)的配油管有回油管、吸油管及排泄管等，有關(guān)安35圖3-14配管的安裝及尺寸圖3-14配管的安裝及尺寸36 4)附設(shè)裝置 為了監(jiān)測(cè)液面，油箱側(cè)壁應(yīng)裝油面指示計(jì)。為了檢測(cè)油溫，一般在油箱上裝溫度計(jì)，且溫度計(jì)直接浸入油中。在油箱上亦裝有壓力計(jì)，可用以指示泵的工作壓力。 3.3.2濾油器 1.濾油器的結(jié)構(gòu) 濾油器（filter）一般由濾芯(或?yàn)V網(wǎng))和殼體構(gòu)成。其通流面積由濾芯上無(wú)數(shù)個(gè)微小間隙或小孔構(gòu)成。當(dāng)混入油中的污物（雜質(zhì)）大于微小間隙或小孔時(shí)，雜質(zhì)被阻隔而濾清出來(lái)。若濾芯使用磁性材料時(shí)，則可吸附油中能被磁化的鐵粉雜質(zhì)。 4)附設(shè)裝置37 濾油器可以安裝在油泵的吸油管路上或某些重要零件之前，也可安裝在回油管路上。 濾油器可分成液壓管路中使用的和油箱中使用的兩種。油箱內(nèi)部使用的濾油器亦稱為濾清器和粗濾器，是用來(lái)過(guò)濾掉一些太大的，容易造成泵損壞的雜質(zhì)（在0.1mm3以上）的，圖3-15為殼裝濾清器（strainer），裝在泵和油箱吸油管途中。如圖3-16所示為無(wú)外殼濾清器，安裝在油箱內(nèi)，拆裝不方便，但價(jià)格便宜。

濾油器可以安裝在油泵的吸油管路上或某些重要零件之前，也可38圖3-15殼裝濾清器(a)結(jié)構(gòu)；(b)職能符號(hào)圖3-15殼裝濾清器39圖3-16無(wú)外殼濾清器(a)外觀；(b)結(jié)構(gòu)；(c)職能符號(hào)圖3-16無(wú)外殼濾清器40 管用濾油器有壓力管用濾油器及回油管用濾油器。如圖3-17所示為壓力管用濾油器，因要受壓力管路中的高壓力，所以耐壓力問(wèn)題必須考慮；回油管用濾油器是裝在回油管路上的，壓力低，只需注意沖擊壓力的發(fā)生即可。就價(jià)格而言，壓力管用濾油器較回油管用濾油器貴出許多。 管用濾油器有壓力管用濾油器及回油管用濾油器。如圖41圖3-17壓力管用濾油器(a)外觀；(b)結(jié)構(gòu)圖3-17壓力管用濾油器42 2.濾油器的選用 選用濾油器時(shí)應(yīng)考濾到如下問(wèn)題： (1)過(guò)濾精度。原則上大于濾芯網(wǎng)目的污染物是不能通過(guò)濾芯的。濾油器上的過(guò)濾精度常用能被過(guò)濾掉的雜質(zhì)顆粒的公稱尺寸大小來(lái)表示。系統(tǒng)壓力越高，過(guò)濾精度越低。表3-1為液壓系統(tǒng)中建議采用的過(guò)濾精度。 (2）液壓油通過(guò)的能力。液壓油通過(guò)的流量大小和濾芯的通流面積有關(guān)。一般可根據(jù)要求通過(guò)的流量選用相對(duì)應(yīng)規(guī)格的濾油器。（為降低阻力，濾油器的容量為泵流量的2倍以上。) 2.濾油器的選用43表3-1建議采用的過(guò)濾精度表3-1建議采用的過(guò)濾精度44 (3）耐壓。選用濾油器時(shí)必須注意系統(tǒng)中沖擊壓力的發(fā)生。而濾油器的耐壓包含濾芯的耐壓和殼體的耐壓。一般濾芯的耐壓為0.01～0.1MPa，這主要靠濾芯有足夠的通流面積，使其壓降小，以避免濾芯被破壞。濾芯被堵塞，壓降便增加。 必須注意：濾芯的耐壓和濾油器的使用壓力是不同的，當(dāng)提高使用壓力時(shí)，要考慮殼體是否承受得了，而與濾芯的耐壓無(wú)關(guān)。 (3）耐壓。選用濾油器時(shí)必須注意系統(tǒng)中沖擊壓力的發(fā)生。45 3.濾油器的安裝位置 如圖3-18所示為液壓系統(tǒng)中濾油器的幾種可能安裝位置。圖3-18濾油器的安裝位置 3.濾油器的安裝位置圖3-18濾油器的安裝位置46 (1)濾油器（濾清器）1：安裝在泵的吸入口，其作用如前文所述。 (2)濾油器2：安裝在泵的出口，屬于壓力管用濾油器，用來(lái)保護(hù)泵以外的其他元件。 一般裝在溢流閥下游的管路上或和安全閥并聯(lián)，以防止濾油器被堵塞時(shí)泵形成過(guò)載。 (3)濾油器3：安裝在回油管路上，屬于回油管用濾油器，此濾油器的殼體耐壓性可較低。

(1)濾油器（濾清器）1：安裝在泵的吸入口，其47 (4)濾油器4：安裝在溢流閥的回油管上，因其只通泵部分的流量，故濾油器容量可較小。如濾油器2、3的容量相同，則通過(guò)流速降低，過(guò)濾效果會(huì)更好。 (5)濾油器5：為獨(dú)立的過(guò)濾系統(tǒng)，其作用是不斷凈化系統(tǒng)中的液壓油，常用在大型的液壓系統(tǒng)里。 3.3.3空氣濾清器 為防止灰塵進(jìn)入油箱，通常在油箱的上方通氣孔裝有空氣濾清器。有的油箱利用此通氣孔當(dāng)注油口，如圖3-19所示為帶注油口的空氣濾清器?？諝鉃V清器的容量必須能使當(dāng)液壓系統(tǒng)達(dá)到最大負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，仍能保持大氣壓力的程度。 (4)濾油器4：安裝在溢流閥的回油管上，因其只通泵部分48圖3-19帶注油口的空氣濾清器(a)外觀；(b)結(jié)構(gòu)；(c)職能符號(hào)圖3-19帶注油口的空氣濾清器49 3.3.4油冷卻器 液壓油的工作溫度以40℃～60℃為宜，最高不得大于60℃，最低不得低于15℃，液壓系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)難免會(huì)有能量損失，其損失大部分變成了熱量。熱量一小部分由元件或管路等表面散掉了，另外大部分被液壓油帶回油箱而促使油溫上升。油溫如超過(guò)60℃，將加速液壓油的惡化，促使系統(tǒng)性能下降。如果油箱的表面散熱量能夠和所產(chǎn)生的熱量相平衡，那么油溫就不會(huì)過(guò)高，否則必須加油冷卻器來(lái)抑制油溫的上升。 3.3.4油冷卻器50 一般說(shuō)來(lái)，由于油箱散熱面積不夠，必須采用油冷卻器來(lái)抑制油溫有如下三個(gè)原因： (1）因機(jī)械整體的體積和空間使油箱的大小受到限制。 (2）因經(jīng)濟(jì)原因，需要限制油箱的大小等。 (3）要把液壓油的溫度控制得更低。 油冷卻器可分成水冷式和氣冷式兩大類。 1.水冷式油冷卻器 水冷式油冷卻器通常采用殼管式（shellandtubetype）油冷卻器。它是由一束小管子（冷卻管）裝置在一個(gè)外殼里所構(gòu)成的。

一般說(shuō)來(lái)，由于油箱散熱面積不夠，必須采用油冷卻器來(lái)抑51 殼管式油冷卻器有多種形式，但一般都采用直管形油冷卻器，如圖3-20所示。其構(gòu)造是把直管冷卻管裝在一外殼內(nèi)，兩端再用可移動(dòng)的端蓋（管帽）封閉，金屬隔板裝置在內(nèi)，使液壓油產(chǎn)生垂直于冷卻管流動(dòng)以加強(qiáng)熱的傳導(dǎo)。 冷卻管通常由小直徑管子組成（φ″～1″）。材料可用鋁、鋼、不銹鋼等無(wú)縫鋼管，但為增加熱傳效果，一般采用銅管，并在銅管上滾牙以增進(jìn)散熱面積。冷卻管的安裝分為固定式安裝和可移動(dòng)式安裝兩種?？梢苿?dòng)式冷卻器可由外殼中抽出來(lái)清洗或修理；固定式冷卻器被固定在內(nèi)不能取出。冷卻器的外殼是由2″～30″開(kāi)口的管子構(gòu)成的，材料可用鋁、銅或不銹鋼管等。 殼管式油冷卻器有多種形式，但一般都采用直管形油冷卻器，52圖3-20水冷式直管型油冷卻器(a)外觀；(b)結(jié)構(gòu)圖3-20水冷式直管型油冷卻器53 2.氣冷式油冷卻器

氣冷式冷卻器的構(gòu)造如圖3-21所示，由風(fēng)扇和許多帶散熱片的管子所構(gòu)成。油在冷卻管中流動(dòng)，風(fēng)扇使空氣穿過(guò)管子和散熱片表面，以冷卻液壓油。其冷卻效率較水冷低，但如果在冷卻水不易取得或水冷式油冷卻器不易安裝的場(chǎng)所，有時(shí)還必須采用氣冷式，尤以行走機(jī)械的液壓系統(tǒng)使用較多。 2.氣冷式油冷卻器54圖3-21氣冷式油冷卻器液壓執(zhí)行元件及輔助元件課件55 3.油冷卻器安裝的場(chǎng)所 油冷卻器安裝在熱發(fā)生體附近，且液壓油流經(jīng)油冷卻器時(shí)，壓力不得大于1MPa。有時(shí)必須用安全閥來(lái)保護(hù)，以使它免于高壓的沖擊而造成損壞。一般將油冷卻器安裝在如下一些場(chǎng)所： (1）熱發(fā)生源，如溢流閥附近，如圖3-22所示。 (2）發(fā)熱為配管的磨擦阻抗產(chǎn)生熱以及外來(lái)的輻射熱，常把油冷卻器裝在配管的回油側(cè)，如圖3-23所示。圖中切斷閥為保養(yǎng)用，方便油冷卻器拆裝。單向閥在防止油冷卻器受各自機(jī)器的沖擊力的破壞以及在大流量時(shí)，僅讓需要流量通過(guò)油冷卻器。 3.油冷卻器安裝的場(chǎng)所56圖3-22冷卻溢流閥流出來(lái)的油的回路圖3-22冷卻溢流閥流出來(lái)的油的回路57圖3-23冷卻溢流閥流出來(lái)的油的回路圖3-23冷卻溢流閥流出來(lái)的油的回路58 (3）當(dāng)液壓裝置很大且運(yùn)轉(zhuǎn)的壓力很高時(shí)，使用獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)，如圖3-24所示。

圖3-24獨(dú)立冷卻回路 (3）當(dāng)液壓裝置很大且運(yùn)轉(zhuǎn)的壓力很高時(shí)，使用獨(dú)立的冷59 4.油冷卻器的冷卻水 為防止冷卻器累積過(guò)多的水垢而影響熱交換效率，可在冷卻器內(nèi)裝一濾油器。冷卻水要用清潔的軟水。3.3.5蓄能器1.蓄能器（accumulators）功用 蓄能器是液壓系統(tǒng)中的一種儲(chǔ)存油液壓力能的裝置，其主要功用如下： (1)作輔助動(dòng)力源。 (2)保壓和補(bǔ)充泄漏。 (3)吸收壓力沖擊和消除壓力脈動(dòng)。

4.油冷卻器的冷卻水60 2.蓄能器的分類和選用 蓄能器有彈簧式、重錘式和充氣式三類。常用的是充氣式，它利用氣體的壓縮和膨脹儲(chǔ)存、釋放壓力能，在蓄能器中，氣體和油液被隔開(kāi)，而根據(jù)隔離的方式不同，充氣式又分為活塞式、皮囊式和氣瓶式等三種。下面主要介紹常用的活塞式和皮囊式兩種蓄能器。 1)活塞式蓄能器 如圖3-25(a)所示為活塞式蓄能器，用缸筒2內(nèi)浮動(dòng)的活塞l將氣體與油液隔開(kāi)，氣體(一般為惰性氣體氮?dú)?經(jīng)充氣閥3進(jìn)入上腔，活塞1的凹部面向充氣閥，以增加氣室的容積，蓄能器的下腔油口a充液壓油。 2.蓄能器的分類和選用61圖3-25充氣式蓄能器(a)活塞式；(b)皮囊式；(c)職能符號(hào)圖3-25充氣式蓄能器62 2)皮囊式蓄能器 如圖3-25(b)所示為皮囊式蓄能器，采用耐油橡膠制成的氣囊2內(nèi)腔充入一定壓力的惰性氣體，氣囊外部液壓油經(jīng)殼體1底部的限位閥4通入，限位閥還保護(hù)皮囊不被擠出容器之外。此蓄能器的氣、液是完全隔開(kāi)的，皮囊受壓縮儲(chǔ)存壓力能的影響，其慣性小，動(dòng)作靈敏，適用于儲(chǔ)能和吸收壓力沖擊，工作壓力可達(dá)32MPa。 如圖3-25(c)所示為蓄能器的職能符號(hào)。 2)皮囊式蓄能器63 3.3.6油管與管接頭 1.油管 油管材料可用金屬或橡膠，選用時(shí)由耐壓、裝配的難度來(lái)決定。吸油管路和回油管路一般用低壓的有縫鋼管，也可使用橡膠和塑料軟管，但當(dāng)控制油路中流量小時(shí)，多用小銅管，考慮配管和工藝方便，在中、低壓油路中也常使用銅管，高壓油路一般使用冷拔無(wú)縫鋼管，必要時(shí)也采用價(jià)格較貴的高壓軟管。高壓軟管是由橡膠中間加一層或幾層鋼絲編織網(wǎng)制成的。高壓軟管比硬管安裝方便，且可以吸收振動(dòng)。

3.3.6油管與管接頭64 管路內(nèi)徑的選擇主要考慮降低流動(dòng)時(shí)的壓力損失。對(duì)于高壓管路，通常流速在3～4m/s范圍內(nèi)，對(duì)于吸油管路，考慮泵的吸入和防止氣穴，通常流速在0.6～1.5m/s范圍內(nèi)。 在裝配液壓系統(tǒng)時(shí)，油管的彎曲半徑不能太小，一般應(yīng)為管道半徑的3～5倍。 應(yīng)盡量避免小于90°彎管，平行或交叉的油管之間應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隔，并用管夾固定，以防振動(dòng)和碰撞。 管路內(nèi)徑的選擇主要考慮降低流動(dòng)時(shí)的壓力損失。對(duì)于高壓管65 2.管接頭 管接頭有焊接接頭、卡套式接頭、擴(kuò)口接頭、扣壓式接頭、快速接頭等幾種形式，如圖3-26至圖3-30所示，一般由具體使用需要來(lái)決定采用何種連接方式。圖3-26焊接管接頭 2.管接頭圖3-26焊接管接頭66圖3-27卡套管接頭圖3-27卡套管接頭67圖3-28擴(kuò)口管接頭圖3-28擴(kuò)口管接頭68圖3-29扣壓式膠管接頭圖3-29扣壓式膠管接頭69圖3-30快速接頭圖3-30快速接頭70思考題與習(xí)題 3-1簡(jiǎn)述液壓缸的分類。 3-2液壓缸由哪幾部分組成？ 3-3哪種液壓馬達(dá)屬于高速低扭矩馬達(dá)？哪些液壓馬達(dá)屬于低速高扭矩馬達(dá)？ 3-4簡(jiǎn)述油箱以及油箱內(nèi)隔板的功能。 3-5油箱上裝空氣濾清器的目的是什么？思考題與習(xí)題 3-1簡(jiǎn)述液壓缸的分類。71 3-6根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)式油箱有效容積為泵流量的多少倍？ 3-7濾油器在選擇時(shí)應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？ 3-8簡(jiǎn)述液壓系統(tǒng)中安裝冷卻器的原因。 3-9油冷卻器依冷卻方式分為哪兩大類？ 3-10簡(jiǎn)述蓄能器的功能。 3-11蓄能器有哪幾類？常用的是哪一類？ 3-12如題圖3-12所示，試分別計(jì)算圖3-12(a)、圖3-12(b)中的大活塞桿上的推力和運(yùn)動(dòng)速度。 3-6根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)式油箱有效容積為泵流量的多少倍？72題圖3-12題圖3-1273 3-13某一差動(dòng)液壓缸，求在（1）v快進(jìn)=v快退，（2）v快進(jìn)=2v快退兩種條件下活塞面積A1和活塞桿面積A2之比。 3-14單葉片擺動(dòng)液壓馬達(dá)的供油壓力p1=2MPa，供油流量Q=25L/min，回油壓力p2=0.3MPa，缸體內(nèi)徑D=240mm，葉片安裝軸直徑d=80mm，設(shè)輸出軸的回轉(zhuǎn)角速度ω=0.7rad/s，試求葉片的寬度b和輸出軸的轉(zhuǎn)矩T。 3-15已知某液壓馬達(dá)的排量q=250mL/r，液壓馬達(dá)入口壓力為p1=10.5MPa，出口壓力p2=1.0MＰa，其總效率η=0.9，容積效率ηV=0.92，當(dāng)輸入流量Q=22L/min時(shí)，試求液壓馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速n和液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩T。 3-13某一差動(dòng)液壓缸，求在（1）v快進(jìn)=v快退，（74謝謝46、我們?nèi)粢呀邮茏顗牡?，就再?zèng)]有什么損失?！突?/p>

47、書(shū)到用時(shí)方恨少、事非經(jīng)過(guò)不知難?！懹?/p>

48、書(shū)籍把我們引入最美好的社會(huì)，使我們認(rèn)識(shí)各個(gè)時(shí)代的偉大智者?！访罓査?/p>

49、熟讀唐詩(shī)三百首，不會(huì)作詩(shī)也會(huì)吟?！獙O洙

50、誰(shuí)和我一樣用功，誰(shuí)就會(huì)和我一樣成功?！刂x謝46、我們?nèi)粢呀邮茏顗牡?，就再?zèng)]有什么損失。——卡耐基75第章液壓執(zhí)行元件及輔助元件51、沒(méi)有哪個(gè)社會(huì)可以制訂一部永遠(yuǎn)適用的憲法，甚至一條永遠(yuǎn)適用的法律?！莒尺d52、法律源于人的自衛(wèi)本能?！⒏袼鳡?3、人們通常會(huì)發(fā)現(xiàn)，法律就是這樣一種的網(wǎng)，觸犯法律的人，小的可以穿網(wǎng)而過(guò)，大的可以破網(wǎng)而出，只有中等的才會(huì)墜入網(wǎng)中?！晁雇?4、法律就是法律它是一座雄偉的大夏，庇護(hù)著我們大家；它的每一塊磚石都?jí)驹诹硪粔K磚石上。——高爾斯華綏55、今天的法律未必明天仍是法律?！_·伯頓第章液壓執(zhí)行元件及輔助元件第章液壓執(zhí)行元件及輔助元件51、沒(méi)有哪個(gè)社會(huì)可以制訂一部永遠(yuǎn)適用的憲法，甚至一條永遠(yuǎn)適用的法律。——杰斐遜52、法律源于人的自衛(wèi)本能?！⒏袼鳡?3、人們通常會(huì)發(fā)現(xiàn)，法律就是這樣一種的網(wǎng)，觸犯法律的人，小的可以穿網(wǎng)而過(guò)，大的可以破網(wǎng)而出，只有中等的才會(huì)墜入網(wǎng)中?！晁雇?4、法律就是法律它是一座雄偉的大夏，庇護(hù)著我們大家；它的每一塊磚石都?jí)驹诹硪粔K磚石上。——高爾斯華綏55、今天的法律未必明天仍是法律。——羅·伯頓第3章液壓執(zhí)行元件及輔助元件3.1液壓缸3.2液壓馬達(dá)3.3液壓輔助元件思考題與習(xí)題3.1液壓缸 3.1.1液壓缸分類 液壓缸可分為單作用式液壓缸和雙作用式液壓缸兩類。單作用式液壓缸又可分為無(wú)彈簧式、附彈簧式、柱塞式三種，如圖3-1所示；雙作用式液壓缸又可分為單桿形，雙桿形兩種，如圖3-2所示。第章液壓執(zhí)行元件及輔助元件51、沒(méi)有哪個(gè)社會(huì)可以制訂一部永遠(yuǎn)76液壓執(zhí)行元件及輔助元件課件77液壓執(zhí)行元件及輔助元件課件78液壓執(zhí)行元件及輔助元件課件79液壓執(zhí)行元件及輔助元件課件80 3.1.2液壓缸結(jié)構(gòu) 如圖3-3所示為液壓缸，它由缸筒、蓋板、活塞、活塞桿、緩沖裝置、放氣裝置和密封裝置等組成。選用液壓缸時(shí)，首先應(yīng)考慮活塞桿的長(zhǎng)度(由行程決定)，再根據(jù)回路的最高壓力選用適合的液壓缸。圖3-3液壓缸結(jié)構(gòu)(a)外觀；(b)結(jié)構(gòu)；(c)職能符號(hào) 3.1.2液壓缸結(jié)構(gòu)81 (1)缸筒。缸筒主要由鋼材制成。缸筒內(nèi)要經(jīng)過(guò)精細(xì)加工，表面粗糙度Ra<0.08nm，以減少密封件的摩擦。 (2)蓋板。通常它由鋼材制成，有前端蓋和后端蓋之分，它們分別安裝在缸筒的前后兩端。蓋板和缸筒的連接方法有焊接、拉桿、法蘭、羅紋連接等。 (3)活塞?；钊牟牧贤ǔＪ卿摶蜩T鐵，有時(shí)也采用鋁合金?；钊透淄矁?nèi)壁間需要密封，采用的密封件有“O”形環(huán)、“V”形油封、“U”形油封、“X”形油封和活塞環(huán)等。而活塞應(yīng)有一定的導(dǎo)向長(zhǎng)度，一般取活塞長(zhǎng)度為缸筒內(nèi)徑的0.6～1.0。 (1)缸筒。缸筒主要由鋼材制成。缸筒內(nèi)要經(jīng)過(guò)精細(xì)加工82 (4)活塞桿。它是由鋼材做成的實(shí)心桿或空心桿。其表面經(jīng)淬火再鍍鉻處理并拋光。 (5)緩沖裝置。為了防止活塞在行程的終點(diǎn)與前后端蓋板發(fā)生碰撞，引起噪音，影響工件精度或使液壓缸損壞，常在液壓缸前后端蓋上設(shè)有緩沖裝置，以使活塞移到快接近行程終點(diǎn)時(shí)速度減慢下來(lái)直至停止。如圖3-3(b)所示前后端蓋上的緩沖閥是附有單向閥的結(jié)構(gòu)。當(dāng)活塞接近端蓋時(shí)，緩沖環(huán)插入端蓋板，即液壓油的出入口，強(qiáng)迫液壓油經(jīng)緩沖閥的孔口流出，促使活塞的速度緩慢下來(lái)。相反，當(dāng)活塞從行程的盡頭將離去時(shí)，如液壓油只作用在緩沖環(huán)上，活塞要移動(dòng)的那一瞬間將非常不穩(wěn)定，甚至無(wú)足夠力量推動(dòng)活塞，故必須使液壓油經(jīng)緩沖閥內(nèi)的單向閥作用在活塞上，如此才能使活塞平穩(wěn)的前進(jìn)。 (4)活塞桿。它是由鋼材做成的實(shí)心桿或空心桿。其表83 (6)放氣裝置。在安裝過(guò)程中或停止工作一段時(shí)間后，空氣將侵入液壓系統(tǒng)內(nèi)，缸筒內(nèi)如存留空氣，將使液壓缸在低速時(shí)產(chǎn)生爬行、顫抖等現(xiàn)象，換向時(shí)易引起沖擊，因此在液壓缸結(jié)構(gòu)上要能及時(shí)排除缸內(nèi)留存的氣體。一般雙作用式液壓缸不設(shè)專門(mén)的放氣孔，而是將液壓油出入口布置在前、后蓋板的最高處。大型雙作用式液壓缸則必須在前、后端蓋板設(shè)放氣栓塞。對(duì)于單作用式液壓缸，液壓油出入口一般設(shè)在缸筒底部，放氣栓塞一般設(shè)在缸筒的最高處。 (7)密封裝置。液壓缸的密封裝置用以防止油液的泄漏。液壓缸的密封主要是指活塞、活塞桿處的動(dòng)密封和缸蓋等處的靜密封。常采用“O”形密封圈和“Y”形密封圈。 (6)放氣裝置。在安裝過(guò)程中或停止工作84 3.1.3液壓缸的參數(shù)計(jì)算 液壓缸的工作原理如圖3-4所示。液壓缸缸體是固定的，液壓油從A口進(jìn)入作用在活塞上，產(chǎn)生一推力F，通過(guò)活塞桿以克服負(fù)荷W，活塞以速度v向前推進(jìn)，同時(shí)將活塞桿側(cè)內(nèi)的液壓油通過(guò)B口流回油箱。相反，若高壓油從B口進(jìn)入，則活塞后退。 3.1.3液壓缸的參數(shù)計(jì)算85圖3-4液壓缸的工作原理圖3-4液壓缸的工作原理86 1.速度和流量 若忽略泄漏，則液壓缸的速度和流量關(guān)系如下： Q=Av（3-1）

v=(3-2）

式中，Q表示液壓缸的輸入流量(m3/s或L/min，其中1L=1×10-3m3）；A表示液壓缸活塞上有效工作面積；v表示活塞移動(dòng)速度。 通常，活塞上工作有效面積是固定的，由式（3-2）可知，活塞的速度取決于輸入液壓缸的流量，又由上述理論可知，速度和負(fù)載無(wú)關(guān)。 1.速度和流量87 2.推力和壓力 推力F是壓力為p的液壓油作用在工作有效面積為A的活塞上，以平衡負(fù)載W。若液壓缸回油接油箱，則p0=0，故有F=W=p·A(N)(3-3)

式中，p表示液壓缸的工作壓力（MPa）；A表示液壓缸活塞上有效工作面積（mm2）。 推力F可看成是液壓缸的理論推力，因?yàn)榛钊挠行娣e固定，故壓力取決于總負(fù)載。 2.推力和壓力88 如圖3-5(a)所示，當(dāng)油液從液壓缸左腔（無(wú)桿腔）進(jìn)入時(shí)，活塞前進(jìn)速度v1和產(chǎn)生的推力F1為

(3-6)(3-4)F1=p1·A1-p2·A2=［(p1-p2)D2+p2d2］(3-5)

如圖3-5(b)所示，當(dāng)油液從液壓缸右腔（有桿腔）進(jìn)入時(shí)，活塞后退的速度v2和產(chǎn)生的推力F2為 如圖3-5(a)所示，當(dāng)油液從液壓缸左腔（無(wú)桿腔）進(jìn)入時(shí)89

F2=p2·A2-p1·A1=(p1-p2)D2-p2d2］(3-7)

因?yàn)榛钊挠行娣eA1>A2，所以v1<v2，F(xiàn)1>F2。圖3-5單桿活塞缸 F2=p2·A2-p1·A1=90 圖3-6所示為單桿活塞的另一種聯(lián)結(jié)方式。它把右腔的回油管道和左腔的進(jìn)油管道接通。這種聯(lián)結(jié)方式稱為差動(dòng)聯(lián)結(jié)?；钊斑M(jìn)的速度v及推力F為則有(3-8)(3-9) 圖3-6所示為單桿活塞的另一種聯(lián)結(jié)方式。它把右腔的回油管91圖3-6差動(dòng)缸圖3-6差動(dòng)缸92 3.1.4其他液壓缸 1.擺動(dòng)缸 擺動(dòng)式液壓缸也稱擺動(dòng)馬達(dá)。當(dāng)它通入液壓油時(shí)，它的主軸輸出小于360°的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。 如圖3-7(a)所示為單葉片式擺動(dòng)缸，它的擺動(dòng)角度較大，可達(dá)300°。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ω為(3-10)(3-11) 3.1.4其他液壓缸(3-10)(3-11)93式中，b為葉片的寬度，R1，R2為葉片底部和頂部的回轉(zhuǎn)半徑。

圖3-7(b)所示為雙葉片式擺動(dòng)缸，它的擺動(dòng)角度和角速度為單葉片式的一半，而輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片式的兩倍。如3-7(c)所示為擺動(dòng)缸的職能符號(hào)。圖3-7擺動(dòng)缸(a)單片式擺動(dòng)缸；(b)雙葉片式擺動(dòng)缸；(c)職能符號(hào)式中，b為葉片的寬度，R1，R2為94 2.增壓缸 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，單作用增壓缸的工作原理如圖3-8(a)所示，輸入低壓力為p1的液壓油，輸出高壓力為p2的液壓油，增大的壓力關(guān)系為 單作用增壓缸不能連續(xù)向系統(tǒng)供油。如圖3-8(b)所示為雙作用式增壓缸，可由兩個(gè)高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。(3-12) 2.增壓缸(3-12)95 圖3-8增壓缸(a)單作用式增壓缸；(b)雙作用式增壓缸 圖3-8增壓缸96 3.伸縮缸 如圖3-9所示，伸縮式液壓缸由兩個(gè)或多個(gè)活塞式液壓缸套裝而成，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。伸縮缸可廣泛用于起重運(yùn)輸車(chē)輛上。如圖3-9(a)所示是單作用式伸縮缸，圖3-9(b)是雙作用式伸縮缸。 3.伸縮缸97圖3-9伸縮缸(a)單作用式伸縮缸；(b)雙作用式伸縮缸圖3-9伸縮缸98 4.齒輪缸 如圖3-10所示為齒輪缸。它由兩個(gè)柱塞和一套齒輪齒條傳動(dòng)裝置組成，當(dāng)液壓油推動(dòng)活塞左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒條就推動(dòng)齒輪往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而由齒輪驅(qū)動(dòng)工作部件作往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。圖3-10齒輪缸 4.齒輪缸圖3-10齒輪缸993.2液壓馬達(dá) 3.2.1液壓馬達(dá)分類及特點(diǎn) 液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)類型來(lái)分，可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式等形式；也可按液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分，可分為高速和低速兩大類：額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的屬于高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于500r/min的屬于低速液壓馬達(dá)。高速液壓馬達(dá)的基本形式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。高速液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，便于啟動(dòng)和制動(dòng)等。 通常高速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩不大（僅幾十?！っ椎綆装倥！っ祝?，所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩馬達(dá)。3.2液壓馬達(dá) 3.2.1液壓馬達(dá)分類及特點(diǎn)100 低速液壓馬達(dá)的基本形式是徑向柱塞式，低速液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)是排量大，體積大，轉(zhuǎn)速低（幾轉(zhuǎn)甚至零點(diǎn)幾轉(zhuǎn)每分鐘），輸出轉(zhuǎn)矩大（可達(dá)幾千?！っ椎綆兹f(wàn)牛·米），所以又稱為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。 3.2.2液壓馬達(dá)職能符號(hào) 液壓馬達(dá)職能符號(hào)如圖3-11所示。 低速液壓馬達(dá)的基本形式是徑向柱塞式，低速液壓馬達(dá)的主要特101圖3-11液壓馬達(dá)的職能符號(hào)(a)單向定量液壓馬達(dá)；(b)單向變量液壓馬達(dá)；(c)雙向定量液壓馬達(dá)；(d)雙向變量液壓馬達(dá)圖3-11液壓馬達(dá)的職能符號(hào)102 3.2.3液壓馬達(dá)參數(shù)計(jì)算 因?yàn)槔碚撋弦簤厚R達(dá)輸入、輸出功率相等，所以有如下關(guān)系：ΔpQac=Tthω(3-13) 即有 Δpqn=Tth2π·n(3-14)式中，Qac表示輸入液壓馬達(dá)的實(shí)際流量（m3/min）；ω表示馬達(dá)角速度(r/min)；Tth表示理論轉(zhuǎn)矩(N·m)；Δp表示馬達(dá)的輸入壓力與馬達(dá)出口壓力差（Pa）。 3.2.3液壓馬達(dá)參數(shù)計(jì)算103 所以有 式中，Tac表示液壓馬達(dá)實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩（N·m）；q表示馬達(dá)排量（m3/r）;ηm表示液壓馬達(dá)的機(jī)械效率。 式中，n表示馬達(dá)轉(zhuǎn)速（r/min）；ηV表示液壓馬達(dá)的容積效率。(3-15)(3-16)（3-17） 所以有(3-15)(3-16)（3-17）104（3-18）式中，Pr表示液壓馬達(dá)輸出功率。（3-18）式中，Pr表示液壓馬達(dá)輸出功率。1053.3液壓輔助元件 3.3.1油箱 油箱的主要功能是儲(chǔ)存油液，此外，還有散熱(以控制油溫)，阻止雜質(zhì)進(jìn)入，沉淀油中雜質(zhì)，分離氣泡等功能。 油箱容量如果太小，就會(huì)使油溫上升。油箱容量一般設(shè)計(jì)為泵每分鐘流量的2～4倍，或所有管路及元件均充滿油，且油面高出過(guò)濾器50～100mm，而液面高度只占油箱高度的80%時(shí)的油箱容積。3.3液壓輔助元件 3.3.1油箱106 1)油箱形式 油箱可分為開(kāi)式和閉式兩種，開(kāi)式油箱中油的油液面和大氣相通，而閉式油箱中的油液面和大氣隔絕。液壓系統(tǒng)中大多數(shù)采用開(kāi)式油箱。 2)油箱結(jié)構(gòu) 開(kāi)式油箱大部分是由鋼板焊接而成的，圖3-12所示為工業(yè)上使用的典型焊接式油箱 3)隔板及配管的安裝位置隔板裝在吸油側(cè)和回油側(cè)之間，如圖3-13所示，以起到沉淀雜質(zhì)、分離氣泡及散熱的作用。 1)油箱形式107圖3-12焊接式油箱圖3-12焊接式油箱108圖3-13隔板的位置

圖3-13隔板的位置109 油箱中常見(jiàn)的配油管有回油管、吸油管及排泄管等，有關(guān)安裝尺寸見(jiàn)圖3-14所示。 吸油管的口徑應(yīng)為其余供油管徑的1.5倍，以免泵吸入不良?；赜凸苣┒艘谝好嫦?，且其末端切成45°傾角并面向箱壁，以使回油沖擊箱壁而形成回流，這樣有利于冷卻油溫和沉淀雜質(zhì)。 系統(tǒng)中排泄管應(yīng)盡量單獨(dú)接入油箱。各類控制閥的排泄管端部應(yīng)在液面以上，以免產(chǎn)生背壓；泵和馬達(dá)的外泄油管其端部應(yīng)在液面之下，以免吸入空氣。 油箱中常見(jiàn)的配油管有回油管、吸油管及排泄管等，有關(guān)安110圖3-14配管的安裝及尺寸圖3-14配管的安裝及尺寸111 4)附設(shè)裝置 為了監(jiān)測(cè)液面，油箱側(cè)壁應(yīng)裝油面指示計(jì)。為了檢測(cè)油溫，一般在油箱上裝溫度計(jì)，且溫度計(jì)直接浸入油中。在油箱上亦裝有壓力計(jì)，可用以指示泵的工作壓力。 3.3.2濾油器 1.濾油器的結(jié)構(gòu) 濾油器（filter）一般由濾芯(或?yàn)V網(wǎng))和殼體構(gòu)成。其通流面積由濾芯上無(wú)數(shù)個(gè)微小間隙或小孔構(gòu)成。當(dāng)混入油中的污物（雜質(zhì)）大于微小間隙或小孔時(shí)，雜質(zhì)被阻隔而濾清出來(lái)。若濾芯使用磁性材料時(shí)，則可吸附油中能被磁化的鐵粉雜質(zhì)。 4)附設(shè)裝置112 濾油器可以安裝在油泵的吸油管路上或某些重要零件之前，也可安裝在回油管路上。 濾油器可分成液壓管路中使用的和油箱中使用的兩種。油箱內(nèi)部使用的濾油器亦稱為濾清器和粗濾器，是用來(lái)過(guò)濾掉一些太大的，容易造成泵損壞的雜質(zhì)（在0.1mm3以上）的，圖3-15為殼裝濾清器（strainer），裝在泵和油箱吸油管途中。如圖3-16所示為無(wú)外殼濾清器，安裝在油箱內(nèi)，拆裝不方便，但價(jià)格便宜。

濾油器可以安裝在油泵的吸油管路上或某些重要零件之前，也可113圖3-15殼裝濾清器(a)結(jié)構(gòu)；(b)職能符號(hào)圖3-15殼裝濾清器114圖3-16無(wú)外殼濾清器(a)外觀；(b)結(jié)構(gòu)；(c)職能符號(hào)圖3-16無(wú)外殼濾清器115 管用濾油器有壓力管用濾油器及回油管用濾油器。如圖3-17所示為壓力管用濾油器，因要受壓力管路中的高壓力，所以耐壓力問(wèn)題必須考慮；回油管用濾油器是裝在回油管路上的，壓力低，只需注意沖擊壓力的發(fā)生即可。就價(jià)格而言，壓力管用濾油器較回油管用濾油器貴出許多。 管用濾油器有壓力管用濾油器及回油管用濾油器。如圖116圖3-17壓力管用濾油器(a)外觀；(b)結(jié)構(gòu)圖3-17壓力管用濾油器117 2.濾油器的選用 選用濾油器時(shí)應(yīng)考濾到如下問(wèn)題： (1)過(guò)濾精度。原則上大于濾芯網(wǎng)目的污染物是不能通過(guò)濾芯的。濾油器上的過(guò)濾精度常用能被過(guò)濾掉的雜質(zhì)顆粒的公稱尺寸大小來(lái)表示。系統(tǒng)壓力越高，過(guò)濾精度越低。表3-1為液壓系統(tǒng)中建議采用的過(guò)濾精度。 (2）液壓油通過(guò)的能力。液壓油通過(guò)的流量大小和濾芯的通流面積有關(guān)。一般可根據(jù)要求通過(guò)的流量選用相對(duì)應(yīng)規(guī)格的濾油器。（為降低阻力，濾油器的容量為泵流量的2倍以上。) 2.濾油器的選用118表3-1建議采用的過(guò)濾精度表3-1建議采用的過(guò)濾精度119 (3）耐壓。選用濾油器時(shí)必須注意系統(tǒng)中沖擊壓力的發(fā)生。而濾油器的耐壓包含濾芯的耐壓和殼體的耐壓。一般濾芯的耐壓為0.01～0.1MPa，這主要靠濾芯有足夠的通流面積，使其壓降小，以避免濾芯被破壞。濾芯被堵塞，壓降便增加。 必須注意：濾芯的耐壓和濾油器的使用壓力是不同的，當(dāng)提高使用壓力時(shí)，要考慮殼體是否承受得了，而與濾芯的耐壓無(wú)關(guān)。 (3）耐壓。選用濾油器時(shí)必須注意系統(tǒng)中沖擊壓力的發(fā)生。120 3.濾油器的安裝位置 如圖3-18所示為液壓系統(tǒng)中濾油器的幾種可能安裝位置。圖3-18濾油器的安裝位置 3.濾油器的安裝位置圖3-18濾油器的安裝位置121 (1)濾油器（濾清器）1：安裝在泵的吸入口，其作用如前文所述。 (2)濾油器2：安裝在泵的出口，屬于壓力管用濾油器，用來(lái)保護(hù)泵以外的其他元件。 一般裝在溢流閥下游的管路上或和安全閥并聯(lián)，以防止濾油器被堵塞時(shí)泵形成過(guò)載。 (3)濾油器3：安裝在回油管路上，屬于回油管用濾油器，此濾油器的殼體耐壓性可較低。

(1)濾油器（濾清器）1：安裝在泵的吸入口，其122 (4)濾油器4：安裝在溢流閥的回油管上，因其只通泵部分的流量，故濾油器容量可較小。如濾油器2、3的容量相同，則通過(guò)流速降低，過(guò)濾效果會(huì)更好。 (5)濾油器5：為獨(dú)立的過(guò)濾系統(tǒng)，其作用是不斷凈化系統(tǒng)中的液壓油，常用在大型的液壓系統(tǒng)里。 3.3.3空氣濾清器 為防止灰塵進(jìn)入油箱，通常在油箱的上方通氣孔裝有空氣濾清器。有的油箱利用此通氣孔當(dāng)注油口，如圖3-19所示為帶注油口的空氣濾清器?？諝鉃V清器的容量必須能使當(dāng)液壓系統(tǒng)達(dá)到最大負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，仍能保持大氣壓力的程度。 (4)濾油器4：安裝在溢流閥的回油管上，因其只通泵部分123圖3-19帶注油口的空氣濾清器(a)外觀；(b)結(jié)構(gòu)；(c)職能符號(hào)圖3-19帶注油口的空氣濾清器124 3.3.4油冷卻器 液壓油的工作溫度以40℃～60℃為宜，最高不得大于60℃，最低不得低于15℃，液壓系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)難免會(huì)有能量損失，其損失大部分變成了熱量。熱量一小部分由元件或管路等表面散掉了，另外大部分被液壓油帶回油箱而促使油溫上升。油溫如超過(guò)60℃，將加速液壓油的惡化，促使系統(tǒng)性能下降。如果油箱的表面散熱量能夠和所產(chǎn)生的熱量相平衡，那么油溫就不會(huì)過(guò)高，否則必須加油冷卻器來(lái)抑制油溫的上升。 3.3.4油冷卻器125 一般說(shuō)來(lái)，由于油箱散熱面積不夠，必須采用油冷卻器來(lái)抑制油溫有如下三個(gè)原因： (1）因機(jī)械整體的體積和空間使油箱的大小受到限制。 (2）因經(jīng)濟(jì)原因，需要限制油箱的大小等。 (3）要把液壓油的溫度控制得更低。 油冷卻器可分成水冷式和氣冷式兩大類。 1.水冷式油冷卻器 水冷式油冷卻器通常采用殼管式（shellandtubetype）油冷卻器。它是由一束小管子（冷卻管）裝置在一個(gè)外殼里所構(gòu)成的。

一般說(shuō)來(lái)，由于油箱散熱面積不夠，必須采用油冷卻器來(lái)抑126 殼管式油冷卻器有多種形式，但一般都采用直管形油冷卻器，如圖3-20所示。其構(gòu)造是把直管冷卻管裝在一外殼內(nèi)，兩端再用可移動(dòng)的端蓋（管帽）封閉，金屬隔板裝置在內(nèi)，使液壓油產(chǎn)生垂直于冷卻管流動(dòng)以加強(qiáng)熱的傳導(dǎo)。 冷卻管通常由小直徑管子組成（φ″～1″）。材料可用鋁、鋼、不銹鋼等無(wú)縫鋼管，但為增加熱傳效果，一般采用銅管，并在銅管上滾牙以增進(jìn)散熱面積。冷卻管的安裝分為固定式安裝和可移動(dòng)式安裝兩種。可移動(dòng)式冷卻器可由外殼中抽出來(lái)清洗或修理；固定式冷卻器被固定在內(nèi)不能取出。冷卻器的外殼是由2″～30″開(kāi)口的管子構(gòu)成的，材料可用鋁、銅或不銹鋼管等。 殼管式油冷卻器有多種形式，但一般都采用直管形油冷卻器，127圖3-20水冷式直管型油冷卻器(a)外觀；(b)結(jié)構(gòu)圖3-20水冷式直管型油冷卻器128 2.氣冷式油冷卻器

氣冷式冷卻器的構(gòu)造如圖3-21所示，由風(fēng)扇和許多帶散熱片的管子所構(gòu)成。油在冷卻管中流動(dòng)，風(fēng)扇使空氣穿過(guò)管子和散熱片表面，以冷卻液壓油。其冷卻效率較水冷低，但如果在冷卻水不易取得或水冷式油冷卻器不易安裝的場(chǎng)所，有時(shí)還必須采用氣冷式，尤以行走機(jī)械的液壓系統(tǒng)使用較多。 2.氣冷式油冷卻器129圖3-21氣冷式油冷卻器液壓執(zhí)行元件及輔助元件課件130 3.油冷卻器安裝的場(chǎng)所 油冷卻器安裝在熱發(fā)生體附近，且液壓油流經(jīng)油冷卻器時(shí)，壓力不得大于1MPa。有時(shí)必須用安全閥來(lái)保護(hù)，以使它免于高壓的沖擊而造成損壞。一般將油冷卻器安裝在如下一些場(chǎng)所： (1）熱發(fā)生源，如溢流閥附近，如圖3-22所示。 (2）發(fā)熱為配管的磨擦阻抗產(chǎn)生熱以及外來(lái)的輻射熱，常把油冷卻器裝在配管的回油側(cè)，如圖3-23所示。圖中切斷閥為保養(yǎng)用，方便油冷卻器拆裝。單向閥在防止油冷卻器受各自機(jī)器的沖擊力的破壞以及在大流量時(shí)，僅讓需要流量通過(guò)油冷卻器。 3.油冷卻器安裝的場(chǎng)所131圖3-22冷卻溢流閥流出來(lái)的油的回路圖3-22冷卻溢流閥流出來(lái)的油的回路132圖3-23冷卻溢流閥流出來(lái)的油的回路圖3-23冷卻溢流閥流出來(lái)的油的回路133 (3）當(dāng)液壓裝置很大且運(yùn)轉(zhuǎn)的壓力很高時(shí)，使用獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)，如圖3-24所示。

圖3-24獨(dú)立冷卻回路 (3）當(dāng)液壓裝置很大且運(yùn)轉(zhuǎn)的壓力很高時(shí)，使用獨(dú)立的冷134 4.油冷卻器的冷卻水 為防止冷卻器累積過(guò)多的水垢而影響熱交換效率，可在冷卻器內(nèi)裝一濾油器。冷卻水要用清潔的軟水。3.3.5蓄能器1.蓄能器（ac