x第三章液壓執(zhí)行元件

第三章

液壓執(zhí)行元件第一節(jié)

液壓缸一、液壓缸的類型與性能參數(shù)1.液壓缸的類型

液壓缸根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸、擺動(dòng)式液壓缸和特種結(jié)構(gòu)液壓缸等類型。

活塞式和柱塞式液壓缸用以實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，輸出推力和速度。

擺動(dòng)缸用以實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。葉片式擺動(dòng)缸用以實(shí)現(xiàn)小于360o的擺動(dòng)角度，而螺旋式擺動(dòng)缸最大可實(shí)現(xiàn)大于360o的擺動(dòng)角度。

液壓缸還可根據(jù)其作用方式不同而分為：

單作用式液壓缸和雙作用式液壓缸兩種。

單作用式液壓缸中液壓力只能使活塞（或柱塞）單方向運(yùn)動(dòng)，而反方向運(yùn)動(dòng)必須靠外力（如彈簧力或自重等）實(shí)現(xiàn)。

雙作用式液壓缸中可由液壓力實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。2.液壓缸的性能參數(shù)

液壓缸的主要性能參數(shù)有：液壓缸直徑、活塞桿直徑、.液壓缸行程、液壓缸壓力、進(jìn)出口直徑及螺紋參數(shù)、是否有緩沖、液壓缸的安裝連接方式以及活塞桿連接形式等。以上各參數(shù)都有其相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。

液壓缸型號(hào)的含義

示例：單作用活塞式液壓缸，額定壓力為16MPa，缸徑為50mm，行程500mm，進(jìn)出油口螺紋連接，活塞桿端部耳環(huán)安裝，行程端點(diǎn)阻尼，活塞桿直徑25mm，結(jié)構(gòu)代號(hào)為0，設(shè)計(jì)序號(hào)為1。

型號(hào)為：HG—E50×500L—E25ZC1二、活塞式液壓缸

活塞式液壓缸按活塞桿的個(gè)數(shù)多少，可分為雙活塞桿式和單活塞桿式液壓缸；按固定方式不同，可分為缸固定式和桿固定式液壓缸；按油液的供給方式，可分為雙作用式和單作用式液壓缸。1．雙活塞桿式液壓缸

圖3-2所示為雙桿活塞式液壓缸的工作原理圖。其活塞兩側(cè)都有伸出桿，且兩活塞桿直徑相同，當(dāng)缸兩腔的供油壓力和流量都相等時(shí)，活塞（或缸體）兩方向的運(yùn)動(dòng)速度和推力也都相等。因此這種液壓缸常用于要求有往復(fù)運(yùn)動(dòng)且速度和負(fù)載相同的場合，如平面磨床和外圓磨床的工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

缸體固定式液壓缸工作臺(tái)的最大運(yùn)動(dòng)范圍略大于活塞有效行程L的三倍，占地面積較大，常用于小型設(shè)備的液壓系統(tǒng)。

活塞桿固定式液壓缸工作臺(tái)的最大運(yùn)動(dòng)范圍略大于活塞有效行程L的兩倍，常用于行程長的大、中型設(shè)備的液壓系統(tǒng)。例1：一雙出桿活塞缸，其液壓缸內(nèi)徑為100mm，活塞桿直徑為50mm，進(jìn)入液壓缸的流量為25mL/min。壓力為2MPa，回油口接油箱。求液壓缸能推動(dòng)的最大負(fù)載和運(yùn)動(dòng)速度是多少？解：液壓缸能推動(dòng)的最大負(fù)載為：液壓缸運(yùn)動(dòng)速度為：圖3-3所示為一臺(tái)平面磨床的實(shí)心活塞桿液壓缸的結(jié)構(gòu)圖。這種形式的液壓缸，其缸體固定在床身上，活塞桿和工作臺(tái)靠支架9和螺母10連接在一起。當(dāng)壓力油通過油道a（或b）分別進(jìn)入液壓缸兩腔時(shí)，就推動(dòng)活塞帶動(dòng)工作臺(tái)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)?；钊系目譪用于排氣。圖3-4為外圓磨床的空心雙桿雙作用液壓缸的結(jié)構(gòu)圖。這種形式的液壓缸，其活塞桿固定在床身上，缸體和工作臺(tái)連接在一起。當(dāng)壓力油通過活塞桿2的中心孔和徑向孔b（或a）分別進(jìn)入液壓缸兩腔時(shí)，就推動(dòng)缸體帶動(dòng)工作臺(tái)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。缸體11所受到的作用力和運(yùn)動(dòng)速度的計(jì)算與實(shí)心雙桿液壓缸類同。2.單活塞桿式液壓缸單活塞桿式液壓缸分有單作用式和雙單作用式兩種。單作用式液壓缸在工作行程時(shí)，依靠液壓力推動(dòng)活塞朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)借彈簧力或重力（垂直安裝時(shí)）等外力使活塞反向運(yùn)動(dòng)，這種液壓缸的連接管路少，結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)都比較簡單。雙作用單活塞桿式液壓缸，因其活塞的一側(cè)有伸出桿，兩腔的有效工作面積不相等，故在不同的油路連接方式下，產(chǎn)生與雙活塞桿式液壓缸不同的特點(diǎn)。圖3-5所示為雙作用單活塞桿式液壓缸的工作原理圖。單活塞桿液壓缸可以是缸體固定，活塞運(yùn)動(dòng)；也可以是活塞桿固定，缸體運(yùn)動(dòng)，無論采用哪一種形式，液壓缸運(yùn)動(dòng)所占空間長度都是行程的二倍。雙作用單活塞桿式液壓缸有以下特點(diǎn)：（1）往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度和推力不相等當(dāng)液壓缸無桿腔進(jìn)壓力油，有桿腔回油時(shí)（P，qV一定、回油腔壓力為零），如圖3-6（a）所示?；钊蛴疫\(yùn)動(dòng)時(shí)的推力F1和運(yùn)動(dòng)速度v1分別為：當(dāng)液壓缸無桿腔進(jìn)壓力油，無桿腔回油時(shí)（P，qV一定、回油腔壓力為零），如圖3-6（a）所示?；钊蛴疫\(yùn)動(dòng)時(shí)的推力F2和運(yùn)動(dòng)速度v2分別為：這種液壓缸的結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積較小，常用于大、中型機(jī)床的驅(qū)動(dòng)裝置。另外，這種液壓缸的特點(diǎn)是當(dāng)無桿腔進(jìn)油時(shí)推力大而速度慢，而有桿腔進(jìn)油時(shí)，推力小而速度快，符合大多數(shù)工程機(jī)械的作業(yè)要求，因此在各種液壓工程機(jī)械設(shè)備上，應(yīng)用十分廣泛。例2：已知單活塞桿液壓缸的內(nèi)徑為100mm，活塞桿直徑為50mm，工作壓力為2MPa，流量為=10L/min，回油背壓力為0.5MPa。試求活塞桿往返運(yùn)動(dòng)時(shí)的推力和運(yùn)動(dòng)速度？解：活塞桿伸出時(shí)的推力和運(yùn)動(dòng)速度活塞桿縮回時(shí)的推力和運(yùn)動(dòng)速度（2）能實(shí)現(xiàn)差動(dòng)快進(jìn)如圖3-6（c）所示，當(dāng)液壓缸的左右兩腔同時(shí)通入壓力油時(shí)，由于無桿腔的總作用力較大，活塞以一定速度向右運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，有桿腔排出的油液與泵供給的油液匯合后進(jìn)入液壓缸的無桿腔。這種連接方式稱為差動(dòng)連接。差動(dòng)連接時(shí)，其活塞推力F3和運(yùn)動(dòng)速度v3分別為：式中，A3為活塞兩端有效面積之差，即活塞桿的截面積為：例3：已知單活塞桿液壓缸的內(nèi)徑D=50mm，活塞桿直徑d=35mm，泵供油流量為8L/min。試求：（1）液壓缸差動(dòng)連接時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度；（2）若缸在差動(dòng)階段所能克服的外負(fù)載為FL=1000N，無桿腔內(nèi)油液的壓力該有多大（不計(jì)管路壓力損失）？解：（1）液壓缸差動(dòng)連接時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度為（2）若FL=1000N，無桿腔內(nèi)油液的壓力為圖3-7為雙作用單活塞桿式液壓缸的實(shí)物和結(jié)構(gòu)原理圖。它主要由缸底、缸體、活塞、活塞桿、Ｏ形密封圈、Y形密封圈、防塵圈和導(dǎo)向套等零部件組成，在缸底和缸體上分別開設(shè)油口?；钊c缸體之間的密封采用Y形密封圈；活塞和活塞桿之間的密封采用Ｏ形密封圈；導(dǎo)向套起導(dǎo)向、支撐作用；活塞上套著聚四氟乙烯支承環(huán)，起支撐作用；缸蓋上設(shè)有防塵圈，防止活塞桿伸出部分的塵土雜質(zhì)進(jìn)入液壓缸內(nèi)污染油液，降低液壓缸的使用壽命；活塞桿左端設(shè)有緩沖裝置，避免活塞與缸底、端蓋之間發(fā)生碰撞，產(chǎn)生較大的噪音，損壞零部件。三、柱塞式液壓缸活塞式液壓缸應(yīng)用較廣泛，但缸體內(nèi)孔加工精度要求高，當(dāng)運(yùn)動(dòng)件行程較長，缸體加工困難時(shí)，宜采用柱塞式液壓缸。如圖3-8所示，在煤礦中應(yīng)用最為廣泛的如單體液壓支柱就是柱塞式液壓缸。柱塞式液壓缸是一種單作用式液壓缸，在工作行程時(shí)，依靠液壓力推動(dòng)柱塞朝一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，回程時(shí)借重力（垂直安裝時(shí)）或其他外力使柱活塞反向運(yùn)動(dòng)縮回。柱塞缸的柱塞和缸體內(nèi)壁不接觸，缸體內(nèi)孔只需粗加工甚至不加工，故工藝性好，更適宜于做長行程液壓缸。圖3-9（a）所示的是一種典型的柱塞式液壓缸。它由缸筒1、柱塞2、導(dǎo)向套3、密封圈4和壓蓋5等組成。它的特點(diǎn)是柱塞較粗，受力條件好，而且柱塞在缸體內(nèi)與缸壁不接觸，兩者無配合要求，因而只需對(duì)柱塞表面進(jìn)行精加工即可，缸體內(nèi)孔不必進(jìn)行精加工，表面粗糙度要求低。故柱塞式液壓缸的制造工藝性較好，更適宜于做長行程液壓缸。為了得到雙向運(yùn)動(dòng)，柱塞缸常常成對(duì)使用，如圖3-9（b）所示。柱塞缸工作時(shí)，柱塞總是受壓，因此它必須具有足夠的剛度。為了減輕重量，防止柱塞下垂（水平放置時(shí)），降低密封裝置的單面摩擦，柱塞通常做成空心的。柱塞上的有效作用力F為：柱塞的運(yùn)動(dòng)速度為：式中：

d為柱塞直徑。其它符號(hào)意義同活塞式液壓缸。四、伸縮式液壓缸伸縮式液壓缸簡稱伸縮缸，又稱多級(jí)缸。它由二級(jí)或多級(jí)活塞缸套裝而成，圖3-10所示。它主要由小活塞1、套筒2、O形密封圈3、缸體4、大活塞5和缸蓋6等組成。前一級(jí)缸的活塞就是后一級(jí)缸的缸體，這種伸縮式液壓缸的各級(jí)活塞依次伸出，可獲得很大的行程?；钊斐龅捻樞蚴菑拇蟮叫。鄳?yīng)的推力也是由大變小，而伸出速度則由慢變快?？蛰d回縮的順序一般是從小活塞到大活塞，收縮后液壓缸總長度較短，占用空間較小，結(jié)構(gòu)緊湊。

伸縮缸常用于工程機(jī)械和其它行走機(jī)械，如起重機(jī)伸縮臂液壓缸、自卸汽車舉升液壓缸等，都是伸縮缸。五、增壓缸在液壓系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)需要低壓，而局部需要高壓，為節(jié)省一個(gè)高壓泵，則可使用增壓缸。增壓缸是將低壓泵輸入的低壓油轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏河?，供液壓系統(tǒng)中的高壓支路使用。增壓缸可分有單作用式和雙作用式增壓缸。圖3-11（a）是增壓缸的外形圖。圖3-11（b）是單作用增壓缸的結(jié)構(gòu)與工作原理。圖3-11（c）所示的是單作用增壓缸的圖形符號(hào)。單作用增壓缸由直徑不同的兩個(gè)液壓缸串聯(lián)而成，大缸為原動(dòng)缸，直徑為D，小缸為輸出缸，直徑為d。設(shè)原動(dòng)缸的輸入壓力為p1

，輸出缸的輸出壓力為

p2，若不計(jì)摩擦力，根據(jù)受力平衡關(guān)系，可有如下等式：整理得由式（3-12）可知，若于D=2d，則

p2=4p1

，即輸出壓力為輸入壓力的4倍。增壓缸主要用于機(jī)構(gòu)傳遞力或夾緊力要求較大的場合。六、擺動(dòng)式液壓缸擺動(dòng)式液壓缸是由液力驅(qū)動(dòng)輸出轉(zhuǎn)矩，并實(shí)現(xiàn)往復(fù)擺動(dòng)的執(zhí)行元件，簡稱擺動(dòng)缸。擺動(dòng)缸主要包括：葉片式、齒輪齒條式、螺旋式三種結(jié)構(gòu)形式。1.葉片式擺動(dòng)缸葉片式擺動(dòng)缸有單葉片和雙葉片兩種結(jié)構(gòu)形式。單葉片擺動(dòng)缸擺動(dòng)的角度一般不超過300o；雙葉片擺缸的擺動(dòng)角度一般不超過150o，其輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片擺動(dòng)缸的兩倍，角速度是單葉片擺動(dòng)缸的一半。圖3-12（a）

所示為擺動(dòng)缸的實(shí)物外觀圖。圖3-12（b）

所示為單葉片擺動(dòng)缸的工作原理。輸出軸3上裝有葉片5，葉片5和封油隔離塊1將內(nèi)部空間分成兩腔。當(dāng)擺缸的一個(gè)油口接通壓力油，而另一油口接回油時(shí)，葉片在油液壓力作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)輸出軸3擺動(dòng)一定的角度。這種擺動(dòng)缸一般用于擺動(dòng)角度小于300o的回轉(zhuǎn)工作部件的驅(qū)動(dòng)。圖3-12（c）所示為雙葉片擺動(dòng)缸的工作原理。圖3-12（d）為

擺動(dòng)缸的圖形符號(hào)。當(dāng)單葉片擺動(dòng)缸輸入的液壓油壓力為p1，回油液壓力為p2

，擺動(dòng)軸輸出的轉(zhuǎn)矩T為：輸出角速度為：圖3-13為單葉片式擺動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)原理，圖3-14為為雙葉片式擺動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)原理。葉片式擺動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)緊湊，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、動(dòng)作靈敏、轉(zhuǎn)動(dòng)均勻脈動(dòng)小。輸出轉(zhuǎn)矩大，但密封性差，泄漏較大、不能在很低的轉(zhuǎn)速下工作，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)轉(zhuǎn)速將迅速降低。一般僅用于機(jī)床和夾具的夾緊裝置、送料裝置、轉(zhuǎn)位裝置、周期性進(jìn)給機(jī)構(gòu)等中低壓液壓系統(tǒng)或工程機(jī)械。

2.

齒輪齒條式擺動(dòng)缸齒輪齒條式擺動(dòng)缸是由帶齒條桿的雙活塞缸和齒輪、齒條等機(jī)構(gòu)組成。如圖3-15為所示，活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒條帶動(dòng)齒輪變成齒輪軸的往復(fù)擺動(dòng)。圖3-15（a）和圖3-15（b）分別為單齒條擺動(dòng)缸和雙齒條擺動(dòng)缸的外觀圖。雙齒條擺動(dòng)缸產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為單齒條擺動(dòng)缸的二倍。圖3-15（c）為齒輪齒條式擺動(dòng)缸的圖形符號(hào)。圖3-15（d）為單齒條擺動(dòng)缸的工作原理圖，圖3-15（e）為單齒條擺動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)圖。齒輪齒條式擺動(dòng)缸的優(yōu)點(diǎn)是適宜于傳遞大扭矩、安裝簡單、使用方便、價(jià)格便宜。

其缺點(diǎn)是外形尺寸大、占用空間較多。常用于組合機(jī)床上的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、分度機(jī)構(gòu)上。

3.

螺旋式擺動(dòng)缸螺旋式擺動(dòng)液壓缸是一種利用大螺旋升角的螺旋副實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特殊液壓缸。這種液壓缸體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。與葉片式擺動(dòng)缸相比，它輸出轉(zhuǎn)矩大，容積效率高。特別是它的擺動(dòng)范圍可以大于360°。因此，對(duì)于需要低速大角度的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)來說特別適用。圖3-16（a）所示為螺旋式擺動(dòng)液壓缸的實(shí)物圖，圖3-16（b）所示為螺旋齒環(huán)、帶有內(nèi)外螺旋齒的活塞套和輸出軸三者的組合關(guān)系。圖3-16（c）所示為其結(jié)構(gòu)原理圖。螺旋式擺動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)獨(dú)特，活塞套上的外螺旋齒與固定在缸體內(nèi)的螺旋齒環(huán)的內(nèi)螺旋齒嚙合，同時(shí)活塞套上的內(nèi)螺旋齒與輸出軸（法蘭）上的外螺旋齒嚙合。當(dāng)壓力油進(jìn)入缸體內(nèi)時(shí)，活塞套因與螺旋齒環(huán)相嚙合，既作直線移動(dòng)，又作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，輸出軸又在與活塞套的嚙合傳動(dòng)下輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。螺旋式擺動(dòng)缸的特點(diǎn)是大螺旋升角，由最緊湊的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)較高的扭矩輸出、精確的擺動(dòng)角度、高承載能力、抗沖擊、零泄漏、運(yùn)行極其平穩(wěn)，可實(shí)現(xiàn)極低轉(zhuǎn)速，但是加工難度大，成本較高。廣泛應(yīng)用于高空作業(yè)平臺(tái)車工作框擺動(dòng)；礦山設(shè)備鉆臂的擺動(dòng)定位；農(nóng)業(yè)設(shè)備、公路設(shè)備的輪胎或履帶轉(zhuǎn)向；清掃車、叉車等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)；垃圾車?yán)暗姆D(zhuǎn)等。特別適用于安裝空間有限的結(jié)構(gòu)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)。七、液壓缸的典型結(jié)構(gòu)液壓缸主要由缸體組件、活塞組件、密封件和連接件等基本部分組成。為了防止活塞快速時(shí)撞擊缸蓋，有的液壓缸端部還設(shè)有緩沖裝置，有時(shí)還需要設(shè)置排氣裝置。

1.缸體組件缸體組件由缸體、前、后端蓋和導(dǎo)向套等組成。

缸體組件和密封件構(gòu)成了液壓缸的密封容積，并承受液壓力，所以缸體組件要有足夠的強(qiáng)度和剛度、較高的表面精度和可靠的密封性。（1）缸體組件的連接形式

缸體組件的連接形式及其優(yōu)缺點(diǎn)，如表3-2所示。①拉桿式

其結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，通用性大，但端蓋的體積和重量較大，拉桿受力后會(huì)拉伸變長，影響密封效果，適用于中低壓液壓缸。②焊接式

將端蓋直接焊在缸筒上，強(qiáng)度高，制造簡單，但容易引起焊接變形，焊接熱影響區(qū)的材料性能有所降低，焊口距缸筒內(nèi)壁工作表面不應(yīng)小于20mm,焊接式缸維修時(shí)需破壞端蓋才行。③內(nèi)螺紋連接

在缸筒端部加工出內(nèi)螺紋和退刀槽，雖然會(huì)削弱缸筒強(qiáng)度，而且螺紋與缸筒要求同心，但其結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，不易損壞。連接螺紋設(shè)計(jì)在端蓋上，也可以用螺紋壓圈緊固。④外螺紋連接

這種方式裝拆方便，但需要專用工具。它使缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，螺紋要與缸筒的內(nèi)徑同心。螺紋對(duì)缸筒壁厚尺寸要求不大，很適合于無縫鋼管做缸筒的液壓缸。密封槽一般都設(shè)置在缸筒端面或端蓋上，以免削弱缸簡強(qiáng)度，為了防.止螺紋因沖擊震動(dòng)而松動(dòng)，往往增加鎖緊螺母或緊定螺釘。⑤外卡鍵連接

這種連接的強(qiáng)度好，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，裝拆容易，但缸筒端部要切出卡鍵槽，使強(qiáng)度有所降低。外卡鍵一般由兩個(gè)半環(huán)卡鍵組成，固定卡鍵可以用卡鍵帽。⑥內(nèi)卡鍵連接

這種連接方式的優(yōu)缺點(diǎn)同外卡鍵差不多，但裝拆不便。為了便于裝拆，卡鍵一般由三瓣組成第三瓣的剖切口平面必須與軸線平行，否則是裝不進(jìn)去的。裝配卡鍵時(shí)，端蓋外端面不能高出卡鍵槽，裝好卡鍵后，端蓋才能裝到位?？ㄦI與卡鍵槽的配合精度要適當(dāng)，間隙過大、缸簡卡鍵槽處會(huì)因受到?jīng)_擊而產(chǎn)生剪切破壞。⑦法蘭連接缸

筒端部設(shè)計(jì)有法蘭，用螺栓將其與端蓋連接起來。法蘭連接結(jié)構(gòu)簡單，加工和裝拆都很方便，只是外形尺寸和重量都較大。法蘭與缸筒有整體式的，多作成鑄件或鍛件缸簡，加工余量較大，浪費(fèi)材料;還有焊接法蘭式，多為鋼質(zhì)缸筒，將無縫鋼管制成的缸筒與法蘭焊接在一起，其焊縫要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。法蘭連接是液壓缸中使用最普遍的結(jié)構(gòu)形式。⑧彈性擋圈式

彈性卡圈有彈性卡圈和鋼絲彈性卡圈兩種。由于它們都是標(biāo)準(zhǔn)件，因此使用方便，但裝拆不方便，尤其是鋼絲，必須專用工具。因缸壁厚度較薄，一般用于中低壓缸簡鋼絲截面可以制成圓形、梯形或矩形。（2）缸體、端蓋、和導(dǎo)向套缸體是液壓缸的主體，其內(nèi)孔一般采用鏜削、磨削、珩磨、滾壓等精密加工方法，表面粗糙度Ra值為0.1～0.04μm，保證活塞及密封件、支承件順利滑動(dòng)，減小摩擦。缸體組件要承受很大的液壓力，所以也要有足夠的強(qiáng)度、剛度。端蓋裝在缸體的兩端，同樣承受很大的液壓力，要有足夠的聯(lián)接強(qiáng)度和可靠的密封性，應(yīng)此，應(yīng)選擇工藝性良好的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向套對(duì)活塞和柱塞起支承和導(dǎo)向作用，其材料耐磨，并有足夠的長度。若不設(shè)導(dǎo)向套，則端蓋孔起導(dǎo)向作用。

2．活塞組件活塞組件由活塞、活塞桿和連接件等組成。（1）活塞組件的連接形式活塞組件的連接及優(yōu)缺點(diǎn)如表3-3所示。（2）活塞與活塞桿活塞受液壓力的作用，在缸體內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，所以應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和耐磨性。它常用耐磨鑄鐵制造?；钊Y(jié)構(gòu)分為整體式和組合式?；钊麠U是連接活塞和工作部件的傳力零件，也要有足夠的強(qiáng)度、剛度，通常為鋼件?；钊麠U在導(dǎo)向套內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，其外圓柱表面要耐磨和防銹，故其表面有時(shí)采用鍍鉻工藝。

3.

液壓缸的緩沖裝置當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)量較大，運(yùn)動(dòng)速度較高（如大于12m/min）時(shí)，由于慣性力較大，具有很大的動(dòng)量，因而在活塞運(yùn)動(dòng)到缸體的終端時(shí)，會(huì)與端蓋發(fā)生機(jī)械碰撞，產(chǎn)生很大的沖擊和噪聲，嚴(yán)重影響機(jī)械精度。為此，在大型、高速或高精度的液壓設(shè)備中，必須設(shè)置緩沖裝置。常見的緩沖裝置主要有下述幾種。

（1）環(huán)狀間隙式緩沖裝置圖3-17(a)所示為一種環(huán)狀間隙式緩沖裝置。它由活塞上的圓柱形柱塞和液壓缸端蓋上的內(nèi)孔組成。當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入缸蓋上的內(nèi)孔時(shí)，封閉在液壓缸腔內(nèi)的油液只能從環(huán)形間隙δ排出，產(chǎn)生緩沖壓力，從而實(shí)現(xiàn)減速緩沖。在緩沖過程中，由于這種裝置的節(jié)流面積不變，故緩沖開始時(shí)產(chǎn)生的緩沖制動(dòng)力很大，但很快就降低了，其緩沖效果較差，然而這種裝置結(jié)構(gòu)簡單。為了使緩沖作用均衡，可將圓柱形柱塞加工成

為5°左右的圓錐體，如圖3-17(b)所示。這種緩沖裝置過流緩沖壓力均勻，其緩沖效果較好。（2）可變節(jié)流式緩沖裝置圖3-17(c)為磨床砂輪架快速進(jìn)、退液壓缸，活塞的兩端開有軸向三角槽，前、后端蓋上的鋼球起單向閥作用。在活塞起動(dòng)時(shí)，壓力油頂開鋼球進(jìn)入液壓缸，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活塞接近缸的端部時(shí)，回油路被活塞逐漸封閉，使缸內(nèi)油液只能通過活塞上的軸向三角槽緩慢排出，從而使活塞受到制動(dòng)作用而減速。這種緩沖裝置節(jié)流口的過流斷面隨活塞的移動(dòng)而逐漸減小，緩沖作用均勻，沖擊壓力小，制動(dòng)位置精度高。（3）可調(diào)節(jié)流式緩沖裝置圖3-17(d)為可調(diào)節(jié)流緩沖液壓缸，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到緩沖柱塞插入a腔時(shí)，a腔的油液只能經(jīng)節(jié)流閥排出，使回油阻力增大，活塞運(yùn)動(dòng)速度減慢，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)緩沖。調(diào)節(jié)緩沖節(jié)流閥的開口大小，便可改變緩沖的速度和效果。當(dāng)活塞反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓力油經(jīng)單向閥進(jìn)入液壓缸，使活塞迅速起動(dòng)。上述各種緩沖裝置只能在液壓缸全行程終了時(shí)才能起緩沖作用。當(dāng)執(zhí)行元件在行程中間停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，上述裝置不起作用。這時(shí)，可在回油路上設(shè)置行程節(jié)流閥來實(shí)現(xiàn)緩沖。4.

液壓缸的排氣裝置液壓系統(tǒng)往往會(huì)混入空氣，使系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，產(chǎn)生爬行和前沖等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)無法正常工作。因此，在設(shè)計(jì)液壓缸時(shí)，必須考慮空氣的排除。對(duì)于要求不高的液壓缸，往往不設(shè)專門的排氣裝置，而是將油口布置在缸體兩端的最高處，由流出的液壓油將缸中的空氣帶走；對(duì)于速度穩(wěn)定性要求較高的液壓缸和大型液壓缸，常在液壓缸的最高處設(shè)置專門的排氣裝置，如排氣閥、排氣塞等。圖3-18(a)為排氣閥，圖3-18(b)和圖3-18(c)為兩種不同的排氣塞，當(dāng)松開排氣塞螺釘時(shí)，帶有氣泡的油液就會(huì)排出，空氣排完后擰緊螺釘，液壓缸便可正常工作。

八、液壓缸的安裝、調(diào)整和常見故障及排除方法1.液壓缸的安裝液壓缸與機(jī)體的各種安裝方式如表3-4所示。當(dāng)缸筒與機(jī)體間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可采用支座或法蘭來安裝定位；如果缸筒與機(jī)體間需要有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則可采用軸銷、耳環(huán)或球頭等連接方式。液壓缸在設(shè)備上安裝時(shí)必須保證其軸線與負(fù)載作用軸線同軸，以免因存在側(cè)向力而導(dǎo)致密封件、活塞和缸筒內(nèi)孔過早磨損。對(duì)于較長液壓缸，應(yīng)該考慮熱變形和受力變形對(duì)液壓缸工作性能的影響。2.液壓缸的組裝與調(diào)整液壓缸無論是制造組裝還是修理后組裝，都必須嚴(yán)格按技術(shù)要求進(jìn)行操作和檢測。液壓缸裝配前應(yīng)認(rèn)真清洗零件和去除毛刺；活塞與活塞桿組裝好后，應(yīng)檢測兩者的同軸度和活塞桿的直線度；缸蓋裝配應(yīng)該調(diào)整活塞與缸筒內(nèi)孔、缸蓋導(dǎo)孔的同軸度，均勻緊固螺釘，以便活塞在全行程內(nèi)移動(dòng)輕重一致。安裝O形密封圈時(shí)，要求有一定的預(yù)壓縮量，如果壓縮量過小，則密封性能差，反之，摩擦阻力增大，使密封圈在溝槽中產(chǎn)生扭曲，加快磨損，降低使用壽命；安裝Y形密封圈時(shí)，要注意密封圈的安裝方向，要使唇口對(duì)著油壓作用方向，特別是軸用和孔用密封圈不能裝錯(cuò)；安裝V形密封圈時(shí)，也要注意唇口對(duì)著油壓作用方向，調(diào)整時(shí)不能壓得過緊，以不漏油為限度。對(duì)于壓力較高的液壓缸，其活塞溝槽內(nèi)除密封圈外，還要裝擋環(huán)或耐磨環(huán)。它們都由聚四氟乙烯材料制成，耐腐蝕，熱膨脹系數(shù)較大，彈性較差，如果直接安裝則活塞的各臺(tái)階、溝槽容易劃傷其密封表面，影響密封效果。為保證擋環(huán)和耐磨環(huán)安裝時(shí)不被損壞，在安裝前先將其在100℃的油液中浸泡20min，使其逐漸變軟，然后用專用工裝將其裝人活塞的溝槽中。在往活塞上安裝密封件圈、擋環(huán)和耐磨環(huán)時(shí)，采用的專用工裝如圖3-19所示。它是由錐形定位套和擴(kuò)張?zhí)捉M成的，錐形定位套由塑料或金屬材料制成，前端加工成止口狀，其內(nèi)徑與活塞外徑相適應(yīng)，后端為錐體狀，對(duì)密封件和擴(kuò)張?zhí)灼鹨龑?dǎo)作用；擴(kuò)張?zhí)子删奂兹┧芰匣驈椥暂^好的65Mn鋼經(jīng)熱處理制成，呈均勻?qū)ΨQ的8瓣結(jié)構(gòu)。安裝時(shí)，把密封件和擴(kuò)張?zhí)籽b在錐形定位套的錐面上，擴(kuò)張?zhí)滓贿呑鬏S線方向移動(dòng)，一邊均勻漲開，逐漸將密封件推入活塞溝槽內(nèi)。每一種規(guī)格的密封件都應(yīng)有一套對(duì)應(yīng)的工裝來保證其裝配要求。安裝完成后不允許密封圈有折皺、扭曲、劃傷和裝反的現(xiàn)象存在。液壓缸安裝或裝配以后，在檢查確認(rèn)各部位無泄漏和無異常后，要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于有排氣裝置的液壓缸，先將缸內(nèi)壓力降到（0.5～1）MPa左右，然后使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，打開排氣塞進(jìn)行排氣，看到油液排出立即關(guān)閉排氣塞。對(duì)裝有可調(diào)節(jié)緩沖裝置的液壓缸，在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，先將節(jié)流閥調(diào)在流量較小的位置上，然后逐漸調(diào)節(jié)節(jié)流口大小，直到滿足要求為止。3.液壓缸的常見故障及排除方法液壓缸常見的故障原因及排除方法如表3-5所示?！局R(shí)拓展】數(shù)字液壓缸

數(shù)字液壓缸是一種將步進(jìn)或伺服點(diǎn)機(jī)、液壓滑閥、閉環(huán)位置反饋設(shè)計(jì)組合在液壓缸內(nèi)部，接通液壓油源，所有的功能直接通過數(shù)字缸控制器或計(jì)算機(jī)或可編程邏輯控制器（PLC）發(fā)出的數(shù)字脈沖信號(hào)來完成長度矢量控制的高新技術(shù)產(chǎn)品。

數(shù)字液壓缸采用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)，可適合多參數(shù)多系統(tǒng)協(xié)同工作，運(yùn)動(dòng)控制精度高，實(shí)現(xiàn)無損失遠(yuǎn)程控制執(zhí)行；它性能優(yōu)越，抗干擾能力強(qiáng)，電磁輻射小，沖擊振動(dòng)小，快速實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)轉(zhuǎn)換控制；它設(shè)計(jì)簡單、使用維護(hù)方便。數(shù)字液壓缸在使用中，可以實(shí)現(xiàn)單缸多段調(diào)速、多點(diǎn)定位、兩缸或兩缸以上進(jìn)行差補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，完成曲線軌跡運(yùn)動(dòng)。它用步進(jìn)電機(jī)作為信號(hào)輸出，使液壓缸活塞桿完全按照步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，既不失步，又有幾百、幾千噸的推力。它的控制系統(tǒng)簡單。一臺(tái)微機(jī)或可編程邏輯控制器（PLC）就可以完成單或多缸的多點(diǎn)、多速控制，也可完成多缸的同步、插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。它只需油泵、溢流閥（或數(shù)字壓力閥）組成的液壓源就可接管使用，無需任何方向閥、流量閥、調(diào)速閥、單向閥、同步閥等繁雜液壓元件。也省略了這些閥件的安裝集成塊，也無需行程開關(guān)、繼電器等電氣元件。使液壓系統(tǒng)高度簡化，使成本降低、操作簡單、實(shí)用可靠。第二節(jié)

液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能的轉(zhuǎn)換元件，它能起到與電動(dòng)機(jī)相類似的作用，因而在液壓設(shè)備中被廣泛應(yīng)用。一、液壓馬達(dá)的類型與性能參數(shù)1.液壓馬達(dá)的類型液壓馬達(dá)的種類較多，常用的分類方法有：（1）按其排量V能否調(diào)節(jié)來分，可分為定量液壓馬達(dá)和變量液壓馬達(dá)。（2）按其液體的可輸入方向來分，可分為單向液壓馬達(dá)和雙向液壓馬達(dá)。（3）按其結(jié)構(gòu)形式來分，可分為齒輪液壓馬達(dá)、葉片液壓馬達(dá)和柱塞液壓馬達(dá)。其中柱塞液壓馬達(dá)又分有徑向式和軸向式柱塞液壓馬達(dá)。(4)按額定轉(zhuǎn)速來分，可分為高速液壓馬達(dá)和低速液壓馬達(dá)兩大類。額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的屬于高速液壓馬達(dá)，反之，屬于低速液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)的圖形符號(hào)如圖3-20所示。2.液壓馬達(dá)的特點(diǎn)

（1)液壓馬達(dá)的排油口壓力稍大于大氣壓力，進(jìn)、出油口直徑相同。（2)液壓馬達(dá)往往需要正、反轉(zhuǎn)，所以在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有對(duì)稱性。（3)在確定液壓馬達(dá)的軸承形式時(shí)，應(yīng)保證在很寬的速度范圍內(nèi)都能正常工作。（4)液壓馬達(dá)在啟動(dòng)時(shí)必須保證較好的密封性。（5)液壓馬達(dá)一般需要外泄油口。（6)為改善液壓馬達(dá)的起動(dòng)和工作性能，要求扭矩脈動(dòng)小，內(nèi)部摩擦小。3.液壓馬達(dá)的性能參數(shù)

（1）

液壓馬達(dá)的壓力

①工作壓力pM

是指液壓馬達(dá)的實(shí)際工作壓力，即輸入油液的壓力。在計(jì)算時(shí)應(yīng)是馬達(dá)入口壓力與出口壓力之差。

②公稱（額定）壓力pEM

是指液壓馬達(dá)在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)中，允許達(dá)到的最高壓力。當(dāng)超過這個(gè)最高壓力就是過載。（2）

液壓馬達(dá)的排量液壓馬達(dá)的排量VM

是指在無泄漏的情況下，液壓馬達(dá)軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)所吞入的油液體積。（3）

液壓馬達(dá)的流量①理論流量qVtM

是指液壓馬達(dá)在在無泄漏的情況下，單位時(shí)間內(nèi)所吞入的油液體積。它等于液壓馬達(dá)的排量與轉(zhuǎn)速的乘積，即

②實(shí)際流量qVM

是指液壓馬達(dá)在工作時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際輸入的油液的體積。由于存在油液的泄漏，液壓馬達(dá)的實(shí)際輸入流量大于理論流量。③公稱（額定）流量qEM

是指在公稱轉(zhuǎn)速和公稱壓力下輸入到液壓馬達(dá)的流量。（4）液壓馬達(dá)的功率①輸入功率PiM

液壓馬達(dá)的輸入功率就是驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)運(yùn)動(dòng)的液壓功率。它等于液壓馬達(dá)的工作壓力乘以輸入流量，即②輸出功率PoM

液壓馬達(dá)的輸入功率就是驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)運(yùn)動(dòng)的液壓功率。它等于液壓馬達(dá)的工作壓力乘以輸入流量，即（5）液壓馬達(dá)的效率①容積效率

和轉(zhuǎn)速n

由于存在泄漏，液壓馬達(dá)的理論流量qVtM總是小于液壓馬達(dá)的實(shí)際輸入流量qVM。其容積效率

為理論流量qVtM與實(shí)際輸入流量qVM的比值，即由式(4-14)可得液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為②機(jī)械效率

和輸出轉(zhuǎn)矩TM

由于有各種摩擦損失，液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩TM總是小于其理論轉(zhuǎn)矩TtM。其機(jī)械效率為實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩TM與理論轉(zhuǎn)矩TtM的比值，即由式(2-16)可得液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩為③總效率

由于液壓馬達(dá)在能量轉(zhuǎn)換時(shí)總有一部分能量作無用功而損耗掉（泄漏流量損失、機(jī)械摩擦損失），所以液壓馬達(dá)的輸出功率POMPOM總是小于液壓馬達(dá)的輸入功率PtM的。其總效率

為例4：某液壓馬達(dá)的排量為VM=100mL/r，輸入壓力為10MPa，背壓力為1MPa，容積效率=0.96，機(jī)械效率=0.86，若輸入流量為40L/min，求液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、輸入功率和輸出功率。解：液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速為液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩為液壓馬達(dá)的輸入功率為液壓馬達(dá)的輸出功率為二、液壓馬達(dá)的工作原理與結(jié)構(gòu)

液壓馬達(dá)和液壓泵的作用完全相反，在原理上二者是可以互逆的，在結(jié)構(gòu)上雖然十分類似，但在具體結(jié)構(gòu)上還是有所區(qū)別的。

1.齒輪式液壓馬達(dá)如圖3-21所示為齒輪式液壓馬達(dá)的實(shí)物與結(jié)構(gòu)工作原理圖。圖中A為兩齒輪的嚙合點(diǎn)，設(shè)輪齒的高為h，嚙合點(diǎn)A到兩個(gè)輪齒的距離分別為a和b，a和b均小于h。若輸入油液的壓力為p，齒寬為B，排油口為低壓油液，進(jìn)油口為高壓油液。當(dāng)壓力油液作用在齒面上時(shí)，作用力phB使齒輪2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，作用力pbB使齒輪2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，其差值p（

h-b）B使齒輪2逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；同理，作用力p（

h-a）B使齒輪5順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中箭頭表示作用力的大小與方向，凡齒面兩側(cè)受力平衡的輪齒均不用箭頭表示，齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，低壓油液從齒輪外緣齒間帶到排油腔排出，使齒輪軸輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。從齒輪式液壓馬達(dá)的工作原理上看，若將壓力油液輸入齒輪泵中，壓力油作用使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪帶動(dòng)齒輪軸旋轉(zhuǎn)，齒輪軸輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，齒輪泵就變成齒輪馬達(dá)。齒輪馬達(dá)和齒輪泵一樣，由于泄漏嚴(yán)重，容積效率過低，工作壓力低。齒輪馬達(dá)一般屬于高速低轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)，由于嚙合點(diǎn)隨時(shí)變化，輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生較大脈動(dòng)。所以，齒輪式液壓馬達(dá)一般用于低精度、低負(fù)載的工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及對(duì)轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的機(jī)械設(shè)備上。2.葉片式液壓馬達(dá)

如圖3-22（a）所示為葉片式液壓馬達(dá)的實(shí)物圖，圖3-22（b）所示為其工作原理圖。當(dāng)壓力油進(jìn)入壓油腔后，在葉片1、3上一面作用有壓力油，另一面為低壓回油。由于葉片3伸出的面積大于葉片1伸出的面積，所以液體作用于葉片3上的作用力大于作用于葉片1上的作用力，從而由于作用力不等而使葉片帶動(dòng)轉(zhuǎn)子作逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。由于液壓馬達(dá)一般都要求能正、反轉(zhuǎn)，所以葉片式液壓馬達(dá)的葉片要徑向設(shè)置。為了使葉片根部始終通有壓力油，在回、壓油腔通入葉片根部的通路上應(yīng)設(shè)置單向閥。為了確保葉片式液壓馬達(dá)在壓力油通入后能正常起動(dòng)，必須使葉片頂部和定子內(nèi)表面緊密接觸，以保證良好的密封。因此，在葉片根部應(yīng)設(shè)置預(yù)緊彈簧。葉片式液壓馬達(dá)體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)作靈敏，適用于換向頻率較高的場合。但其泄漏量較大，低速工作時(shí)不穩(wěn)定。因此，葉片式液壓馬達(dá)一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動(dòng)作要求靈敏的場合。

3.柱塞式液壓馬達(dá)

柱塞式液壓馬達(dá)有軸向式和徑向式兩種，徑向式由于結(jié)構(gòu)尺寸較大，

（1）徑向柱塞式液壓馬達(dá)

圖3-24所示為多作用內(nèi)曲線徑向柱塞式液壓馬達(dá)。當(dāng)壓力油經(jīng)固定的配流軸6的窗口進(jìn)入缸體內(nèi)柱塞的底部時(shí)，柱塞向外伸出，緊緊頂住定子的內(nèi)壁，由于定子的內(nèi)壁為曲面，所以在柱塞與定子接觸處，定子對(duì)柱塞的反作用力為F。F力可分解為徑向力Fr和切向力Ft

兩個(gè)分力。其中Ft力對(duì)缸體產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩，使缸體旋轉(zhuǎn)。缸體再通過端面連接的傳動(dòng)軸向外輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。以上分析的是一個(gè)柱塞產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的情況，由于在壓油區(qū)作用有好幾個(gè)柱塞，在這些柱塞上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩都使缸體旋轉(zhuǎn)，并輸出轉(zhuǎn)矩。徑向柱塞液壓馬達(dá)多用于低速大轉(zhuǎn)矩的情況下。（2）軸向柱塞液壓馬達(dá)圖3-25所示為軸向柱塞式液壓馬達(dá)工作原理圖。斜盤1和配油盤4固定不動(dòng)，缸體3及其上的柱塞2可繞缸體的水平軸線旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓力油經(jīng)配油盤通入缸孔進(jìn)入柱塞底部時(shí)，柱塞受油壓作用而向外頂出，緊緊壓在斜盤面上，這時(shí)斜盤對(duì)柱塞的反作用力為F。由于斜盤有一傾斜角

，所以F可分解為兩個(gè)分力：一個(gè)是軸向分力Fx，平行于柱塞軸線，并與柱塞底部油壓力平衡；另一個(gè)分力是Fy，垂直于柱塞軸線。分力Fy對(duì)缸體軸線產(chǎn)生力矩，帶動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)。缸體再通過主軸（圖中未標(biāo)明）向外輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，成為液壓馬達(dá)。由圖可見，處于壓油區(qū)（半周）內(nèi)每個(gè)柱塞上的Fy都對(duì)缸體產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩Ti，各柱塞瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩Ti的總和就是液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩T。圖3-26所示為ZM型軸向柱塞液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)圖。斜盤2（由止推滾動(dòng)軸承組成）和配油盤7是固定不動(dòng)的。旋轉(zhuǎn)缸體部分分成缸體6和鼓輪3，裝在輸出軸1上。鼓輪用鍵與輸出軸相連，作為傳遞動(dòng)力使用。液壓力通過柱塞8，使推桿9作用在斜盤上。斜盤的反作用力則使推桿和鼓輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)。鼓輪又利用拔銷5帶動(dòng)缸體一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，推桿和鼓輪承受的顛覆力矩不會(huì)傳到配油盤表面上去，同樣柱塞和缸體也只承受軸向力，于是減小了相對(duì)運(yùn)動(dòng)件之間的不均勻磨損，提高了配油盤表面和密封性能。缸體和輸出軸之間接觸長度很短，使缸體有一定的自位作用，能更好地保證配油盤表面和缸體端面的良好接觸。同時(shí)，缸體在三個(gè)均布的預(yù)緊彈簧4和作用在缸孔底面的液壓力作用下，壓向配油盤表面，保證密封可靠，并使接觸面磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償。由于采取了這些措施，故容積效率較高，能在較低轉(zhuǎn)速下工作。該液壓馬達(dá)沒有自吸能力，不能當(dāng)作液壓泵使用。液壓馬達(dá)體積小、工作壓力大、流量大、動(dòng)作靈敏、泄漏量小，低速工作時(shí)穩(wěn)定性好。因此，該液壓馬達(dá)一般用于低轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩和動(dòng)作要求靈敏的場合。三、液壓馬達(dá)的選用

選用液壓馬達(dá)時(shí)，可按下列步驟進(jìn)行：（1）首先應(yīng)根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速要求，確定液壓馬達(dá)所需的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速大小。（2）再根據(jù)負(fù)載和轉(zhuǎn)矩要求，確定液壓馬達(dá)的工作壓力和排量大小。（3）根據(jù)設(shè)備運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)要求，確定采用單向還是雙向、定量還是變量液壓馬達(dá)。（4）最后確定合適的液壓馬達(dá)的類型和規(guī)格型號(hào)。表3-6列出了常用液壓馬達(dá)的性能參數(shù)，可供參考?！炯寄苡?xùn)練】

液壓缸的拆裝1.訓(xùn)練目的通過拆裝訓(xùn)練，使學(xué)生對(duì)液壓缸和液壓馬達(dá)有進(jìn)一步的觀察和認(rèn)識(shí)，加深理解液壓缸和液壓馬達(dá)的組成、工作原理和結(jié)構(gòu)特性，熟練掌握液壓缸和液壓馬達(dá)的拆裝和調(diào)整技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題和實(shí)際動(dòng)手能力，為學(xué)生今后走向就業(yè)崗位奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。2.訓(xùn)練設(shè)備與工具（1）實(shí)物：雙作用單活塞桿液壓缸。（2）工具：內(nèi)六角扳手、耐油橡膠板、油盆、固定扳手、鉗工常用工具。（3）輔料：銅棒、棉紗、煤油等3.拆卸步驟（1）將缸體夾緊在工作臺(tái)上，利用專用扳手?jǐn)Q開缸蓋，取出導(dǎo)向套拉出活塞組件。（2）將活塞桿包上銅皮并夾緊在工作臺(tái)上，取下彈簧擋圈，卸下卡環(huán)帽，取出卡環(huán)，用木錘或銅棒輕擊活塞右端，將活塞從活塞桿左端取出。（3）清洗、檢查和修理。特別應(yīng)注意密封圈有無損壞、活塞桿是否彎曲、缸內(nèi)壁劃傷等。將配合表面涂潤滑油，然后按與拆卸相反的順序進(jìn)行組裝。4.技能訓(xùn)練要求（1）觀察所拆液壓缸的類型與安裝形式。（2）觀察活塞與活塞桿的結(jié)構(gòu)與連接形式。（3）了解缸筒與缸蓋的連接形式。緩沖裝置的類型，分析其工作原理及調(diào)節(jié)方法。（4）觀察密封圈的更換液壓馬達(dá)的拆裝。5.注意事項(xiàng)（1）拆卸時(shí)應(yīng)防止損傷活塞桿頂端螺紋，油口螺紋和活塞桿表面、缸筒內(nèi)壁等。（2）拆卸時(shí)應(yīng)按順序進(jìn)行。先拆缸蓋，后拆活塞和活塞桿。（3）拆卸時(shí)不允許進(jìn)行錘擊和硬撬，必要時(shí)使用專用工具。

（4）拆卸下的零件要集中放置，妥善保管，以防丟失。（5）組裝前要認(rèn)真清洗各零件。（6）要正確安裝各處的密封裝置。對(duì)O形圈不要邊滾動(dòng)邊套裝；對(duì)Y形和V形圈注意其安裝方向；對(duì)YX形圈要分清是軸用還是孔用。（7）螺紋連接件擰緊時(shí)要用專用扳手，扭矩應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。（8）活塞與活塞桿組裝后，需設(shè)法測量其同軸度和在全長上的直線度是否超差。（9）組裝完畢后，活塞組件移動(dòng)時(shí)應(yīng)無阻滯感好阻力大小不均勻等現(xiàn)象。（10）訓(xùn)練結(jié)束后，要做好拆裝工具、訓(xùn)練設(shè)備、訓(xùn)練場地的清理工作。6.思考與分析（1）液壓缸是由哪些部分組成的？（2）活塞與缸體、端蓋與缸體、活塞桿與端蓋間的密封形式有哪些？（3）液壓缸中各類零件的材料及缸體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？鞏固與練習(xí)一、填空題1．液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件是

、

。2．液壓缸按其作用方式不同可分為

、

液壓缸。3．活塞式液壓缸可分為

式和

式兩種結(jié)構(gòu)形式，其安裝又有

固定和

固定兩種方式。4.液壓缸活塞有效作用面積大，推力大

，速度

。5．液壓缸由

、

、

、

、

等基本部分組成。6．柱塞缸只能實(shí)現(xiàn)__________運(yùn)動(dòng)。反向運(yùn)動(dòng)要靠

，若要實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)動(dòng)，則必須

。7．?dāng)[動(dòng)式液壓缸有

、

、

等幾種類型。8．液壓馬達(dá)按其額定轉(zhuǎn)速可分_______

___、______

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