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1、4.2 4.2 液壓泵、液壓馬達(dá)和液液壓泵、液壓馬達(dá)和液壓缸壓缸液壓泵、液壓馬達(dá)液壓泵、液壓馬達(dá)和液壓缸和液壓缸一、液壓動力元件一、液壓動力元件二、液壓執(zhí)行元件二、液壓執(zhí)行元件教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容：液壓泵的工作原理液壓泵的工作原理（重點(diǎn)）（重點(diǎn)）液壓泵的主要性能及參數(shù)液壓泵的主要性能及參數(shù)（難點(diǎn)）（難點(diǎn)）液壓泵的結(jié)構(gòu)液壓泵的結(jié)構(gòu)液壓泵與電動機(jī)參數(shù)的選用液壓泵與電動機(jī)參數(shù)的選用一、液壓動力元件一、液壓動力元件液壓泵液壓泵一）液壓泵的工作原理一）液壓泵的工作原理二）液壓泵的類型二）液壓泵的類型三）液壓泵的符號三）液壓泵的符號四）泵用電機(jī)的選擇四）泵用電機(jī)的選擇一）液壓泵的工作原理一）液壓泵的工作原理

2、 由于這種泵是依靠泵的密封工作腔的容積變化由于這種泵是依靠泵的密封工作腔的容積變化來實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的，因而稱為容積式泵。來實(shí)現(xiàn)吸油和壓油的，因而稱為容積式泵。容積式泵的流量大小取決于密封工作腔容積變?nèi)莘e式泵的流量大小取決于密封工作腔容積變化的大小和次數(shù)。若不計(jì)泄漏，流量與壓力無關(guān)。化的大小和次數(shù)。若不計(jì)泄漏，流量與壓力無關(guān)。液壓泵的分類方式很多，它可按壓力的大小分液壓泵的分類方式很多，它可按壓力的大小分為低壓泵、中壓泵和高壓泵。也可按流量是否可調(diào)為低壓泵、中壓泵和高壓泵。也可按流量是否可調(diào)節(jié)分為定量泵和變量泵。又可按泵的結(jié)構(gòu)分為齒輪節(jié)分為定量泵和變量泵。又可按泵的結(jié)構(gòu)分為齒輪泵、葉片泵和柱塞泵

3、，其中齒輪泵和葉片泵多用于泵、葉片泵和柱塞泵，其中齒輪泵和葉片泵多用于中、低壓系統(tǒng)，柱塞泵多用于高壓系統(tǒng)。中、低壓系統(tǒng)，柱塞泵多用于高壓系統(tǒng)。液壓泵的工作原理動畫液壓泵的工作原理動畫吸油：吸油：密封容積增大，產(chǎn)生真空密封容積增大，產(chǎn)生真空 容積式容積式 壓油：壓油：密封容積減小，油液被迫壓出密封容積減小，油液被迫壓出 液壓泵基本工作條件液壓泵基本工作條件（必要條件）（必要條件）1 1）形成密封容積）形成密封容積2 2）密封容積變化）密封容積變化3 3）吸壓油腔隔開（配流裝置）吸壓油腔隔開（配流裝置）二）液壓泵的類型二）液壓泵的類型1 1）按輸出流量能否調(diào)節(jié)：定量）按輸出流量能否調(diào)節(jié)：定量 變量

4、變量 2 2）按結(jié)構(gòu)形式）按結(jié)構(gòu)形式 ：齒輪式齒輪式 葉片式葉片式 柱塞式柱塞式 3 3）按輸油方向能否改變：）按輸油方向能否改變：單向單向 雙向雙向 4 4）按使用壓力：）按使用壓力：低壓低壓 中壓中壓 中高壓中高壓 高壓高壓1.1.齒輪泵齒輪泵（1 1）齒輪泵的工作原理）齒輪泵的工作原理（2 2）齒輪泵的結(jié)構(gòu)）齒輪泵的結(jié)構(gòu)（3 3）齒輪泵的特點(diǎn)及應(yīng)用）齒輪泵的特點(diǎn)及應(yīng)用（4 4）螺桿泵）螺桿泵 （1）工作原理）工作原理工作原理動畫工作原理動畫密封容積形成密封容積形成齒輪、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成齒輪、泵體內(nèi)表面、前后泵蓋圍成 齒輪退出嚙合齒輪退出嚙合,容積容積吸油吸油密封容積變化密封容積變

5、化 齒輪進(jìn)入嚙合齒輪進(jìn)入嚙合,容積容積壓油壓油吸壓油口隔開吸壓油口隔開兩齒輪嚙合線及泵蓋兩齒輪嚙合線及泵蓋（2 2）齒輪泵的結(jié)構(gòu)）齒輪泵的結(jié)構(gòu)1 1）外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)：由前、）外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)：由前、后泵蓋，泵體，一對齒數(shù)、后泵蓋，泵體，一對齒數(shù)、模數(shù)、齒形完全相同的漸開模數(shù)、齒形完全相同的漸開線外嚙合齒輪構(gòu)成。如圖所線外嚙合齒輪構(gòu)成。如圖所示。示。外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)圖動畫外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)圖動畫 齒輪泵是齒輪泵是液壓泵中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，且價格便液壓泵中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，且價格便宜，故在一般機(jī)械上被廣泛使用；齒輪泵是定量泵，宜，故在一般機(jī)械上被廣泛使用；齒輪泵是定量泵，可分為可分為外嚙合齒輪

6、泵和外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵兩種兩種。2 2）內(nèi)嚙合齒輪泵）內(nèi)嚙合齒輪泵：下：下圖圖a a為有隔板的內(nèi)嚙合齒輪泵，圖為有隔板的內(nèi)嚙合齒輪泵，圖b b為為擺動式內(nèi)嚙合齒輪泵，它們共同的特點(diǎn)是由于內(nèi)外齒輪擺動式內(nèi)嚙合齒輪泵，它們共同的特點(diǎn)是由于內(nèi)外齒輪轉(zhuǎn)向相同，齒面間相對速度小，運(yùn)轉(zhuǎn)時噪音小；又因齒轉(zhuǎn)向相同，齒面間相對速度小，運(yùn)轉(zhuǎn)時噪音??；又因齒數(shù)相異，絕對不會發(fā)生困油現(xiàn)象，但因外齒輪的齒端必數(shù)相異，絕對不會發(fā)生困油現(xiàn)象，但因外齒輪的齒端必須始終與內(nèi)齒輪的齒面緊貼，以防內(nèi)漏，須始終與內(nèi)齒輪的齒面緊貼，以防內(nèi)漏，故不適用于較故不適用于較高的壓力，高的壓力，泵的額定壓力可達(dá)成泵的額定壓力

7、可達(dá)成 30 30 MPaMPa 。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好，價格便宜，自吸結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好，價格便宜，自吸能力較好，抗污染能力強(qiáng)，而且能耐沖擊性負(fù)載。能力較好，抗污染能力強(qiáng)，而且能耐沖擊性負(fù)載。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：流量脈動大，泄漏大，噪聲大，效率低，零流量脈動大，泄漏大，噪聲大，效率低，零件的互換性差，磨損后不易修復(fù)。件的互換性差，磨損后不易修復(fù)。應(yīng)用：應(yīng)用：用于環(huán)境差、精度要求不高的場合，通常用于環(huán)境差、精度要求不高的場合，通常p10MPap10MPa，如工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械等，如工程機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械等。（3 3）齒輪泵的特點(diǎn)及應(yīng)用）齒輪泵的特點(diǎn)及應(yīng)用 如右圖所示，

8、液如右圖所示，液壓油沿螺旋方向前壓油沿螺旋方向前進(jìn)，轉(zhuǎn)軸徑向負(fù)載進(jìn)，轉(zhuǎn)軸徑向負(fù)載各處均相等，脈動各處均相等，脈動少，故運(yùn)動時噪音少，故運(yùn)動時噪音低，可高速運(yùn)轉(zhuǎn)，低，可高速運(yùn)轉(zhuǎn)，適合作大容量泵。適合作大容量泵。但壓縮量小，不適但壓縮量小，不適合高壓，一般用于合高壓，一般用于燃油、潤滑油泵而燃油、潤滑油泵而不用作液壓泵。不用作液壓泵。（4 4）螺桿泵）螺桿泵2.2.葉片葉片泵泵 1 1）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壓力脈動小，噪音??；結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壓力脈動小，噪音小；結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、流量大；緊湊、尺寸小、流量大；缺點(diǎn)：對油液要求高，如油液中有雜質(zhì)，則葉缺點(diǎn)：對油液要求高，如油液中有雜質(zhì)，

9、則葉片容易卡死；與齒輪泵相比結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。片容易卡死；與齒輪泵相比結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。2 2）類型：）類型：該泵有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是單作用葉片泵，該泵有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是單作用葉片泵，另一種是雙作用式葉片泵。另一種是雙作用式葉片泵。3 3）應(yīng)用：）應(yīng)用：它廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造中的專用機(jī)床、自動它廣泛的應(yīng)用于機(jī)械制造中的專用機(jī)床、自動線等中、低壓液壓系統(tǒng)中。線等中、低壓液壓系統(tǒng)中。葉片泵的特點(diǎn)、類型及應(yīng)用葉片泵的特點(diǎn)、類型及應(yīng)用 1 1）結(jié)構(gòu)：）結(jié)構(gòu)：如圖如圖2 26 6所示，單作用葉片泵由所示，單作用葉片泵由轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子1 1、定子、定子2 2、葉片、葉片3 3和端蓋和端蓋等組成。定子具等組成。定子具有

10、圓柱形內(nèi)表面，定子有圓柱形內(nèi)表面，定子和轉(zhuǎn)子的間有偏心距和轉(zhuǎn)子的間有偏心距e e，葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中，并葉片裝在轉(zhuǎn)子槽中，并可在槽內(nèi)滑動，當(dāng)轉(zhuǎn)子可在槽內(nèi)滑動，當(dāng)轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)時，由于離心力的回轉(zhuǎn)時，由于離心力的作用，使葉片緊靠在定作用，使葉片緊靠在定子內(nèi)壁。子內(nèi)壁。（1 1）單作用葉片泵）單作用葉片泵2）工作原理）工作原理動畫演示動畫演示v v密密形成：定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配流盤圍成形成：定子、轉(zhuǎn)子、葉片、配流盤圍成 下半周，葉片伸出，下半周，葉片伸出，v v密密，吸油，吸油 v v密密變化變化:轉(zhuǎn)子順轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子順轉(zhuǎn) 上半周，葉片縮回，上半周，葉片縮回，v v密密，壓油，壓油 吸、壓油腔隔開：配油盤上封油區(qū)

11、和葉片吸、壓油腔隔開：配油盤上封油區(qū)和葉片 改變轉(zhuǎn)子與定子的偏改變轉(zhuǎn)子與定子的偏心量，即可改變泵的流量，心量，即可改變泵的流量，偏心越大，流量越大，如偏心越大，流量越大，如調(diào)成幾乎是同心，則流量調(diào)成幾乎是同心，則流量接近于零。因此單作用葉接近于零。因此單作用葉片泵大多為變量泵。片泵大多為變量泵。另外還有一種另外還有一種限壓式變限壓式變量泵量泵，當(dāng)負(fù)荷小時，泵輸，當(dāng)負(fù)荷小時，泵輸出流量大，負(fù)載可快速移出流量大，負(fù)載可快速移動，當(dāng)負(fù)荷增加時，泵輸動，當(dāng)負(fù)荷增加時，泵輸出流量變少，輸出壓力增出流量變少，輸出壓力增加，負(fù)載速度降低，如此加，負(fù)載速度降低，如此可減少能量消耗，避免油可減少能量消耗，避免油

12、溫上升。溫上升。3 3）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：雙作用式葉片泵雙作用式葉片泵如圖如圖2 27 7所示，定子所示，定子內(nèi)表面近似橢圓，轉(zhuǎn)內(nèi)表面近似橢圓，轉(zhuǎn)子和定子同心安裝，子和定子同心安裝，有兩個吸油區(qū)和兩個有兩個吸油區(qū)和兩個壓油區(qū)對稱布置。轉(zhuǎn)壓油區(qū)對稱布置。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，完成兩子每轉(zhuǎn)一周，完成兩次吸油和壓油。雙作次吸油和壓油。雙作用葉片泵大多是定量用葉片泵大多是定量泵。泵。（2 2）雙作用葉片泵）雙作用葉片泵結(jié)構(gòu)動畫結(jié)構(gòu)動畫工作原理動畫工作原理動畫3.柱塞泵柱塞泵 原原 理理特特 點(diǎn)及應(yīng)用點(diǎn)及應(yīng)用分分 類類 柱塞泵工作柱塞泵工作原理原理靠柱塞在缸體內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動，靠柱塞在缸體內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動，使密封容積變化實(shí)

13、現(xiàn)吸壓油。使密封容積變化實(shí)現(xiàn)吸壓油。柱塞泵特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)：特點(diǎn)：因圓形構(gòu)件配合，加工方便，精度高，密封因圓形構(gòu)件配合，加工方便，精度高，密封性好，故其具有如下特點(diǎn)性好，故其具有如下特點(diǎn) （1 1）工作壓力高）工作壓力高 ，效率高。，效率高。（2 2）易于變量）易于變量 （3 3）流量范圍大）流量范圍大 （4）主要零件均受壓，使材料的強(qiáng)度得以主要零件均受壓，使材料的強(qiáng)度得以充分利用，壽命長，單位功率重量小。充分利用，壽命長，單位功率重量小。應(yīng)用：應(yīng)用：與齒輪泵和葉片泵相比，該泵能以最小的尺與齒輪泵和葉片泵相比，該泵能以最小的尺寸和最小的重量供給最大的動力，為一種高效率的寸和最小的重量供

14、給最大的動力，為一種高效率的泵，但制造成本相對較高，該泵用于高壓、大流量、泵，但制造成本相對較高，該泵用于高壓、大流量、大功率的場合。大功率的場合。柱塞泵柱塞泵分類分類 *斜盤式斜盤式 軸向柱塞泵軸向柱塞泵 按柱塞排列方式按柱塞排列方式 斜軸式斜軸式 徑向柱塞泵徑向柱塞泵 柱塞沿徑向放置的泵稱為徑向柱塞泵，柱柱塞沿徑向放置的泵稱為徑向柱塞泵，柱塞軸向布置的泵稱為軸向柱塞泵。為了連續(xù)吸塞軸向布置的泵稱為軸向柱塞泵。為了連續(xù)吸油和壓油，柱塞數(shù)必須大于等于油和壓油，柱塞數(shù)必須大于等于3。1）軸向柱塞泵）軸向柱塞泵 特特 征征 組組 成成 工作原理工作原理 軸向柱塞泵特征軸向柱塞泵特征柱塞軸線平行或傾

15、斜于缸體的軸線柱塞軸線平行或傾斜于缸體的軸線 軸向柱塞泵的組成軸向柱塞泵的組成 配油盤、柱塞、缸體、傾斜盤等配油盤、柱塞、缸體、傾斜盤等結(jié)構(gòu)圖動畫結(jié)構(gòu)圖動畫 軸向柱塞泵工作原理軸向柱塞泵工作原理 V密密形成：柱塞和缸體配合而成形成：柱塞和缸體配合而成 右半周，右半周，V密密增大，吸油增大，吸油 V密密變化：缸體逆轉(zhuǎn)變化：缸體逆轉(zhuǎn) 左半周，左半周，V密密減小，壓油減小，壓油 吸壓油口隔開：配油盤上的封油區(qū)及缸體吸壓油口隔開：配油盤上的封油區(qū)及缸體 底部的通油孔底部的通油孔 工作原理動畫演示工作原理動畫演示軸向柱塞泵軸向柱塞泵變量原理=0 q=0 大小變化，流量大小變化大小變化，流量大小變化 方向

16、變化，輸油方向變化方向變化，輸油方向變化 斜盤式軸向柱塞泵可作雙向變量泵斜盤式軸向柱塞泵可作雙向變量泵 徑向柱塞泵徑向柱塞泵（柱塞運(yùn)動方向與液壓缸體的中心線（柱塞運(yùn)動方向與液壓缸體的中心線垂直），又可分為固定液壓缸式和回轉(zhuǎn)液壓缸式兩垂直），又可分為固定液壓缸式和回轉(zhuǎn)液壓缸式兩種。種。2 2）徑向柱塞泵）徑向柱塞泵徑向柱塞泵工作原理徑向柱塞泵工作原理動畫演示動畫演示三）液壓泵的圖形符號三）液壓泵的圖形符號1.1.選擇液壓泵的原則選擇液壓泵的原則是否要求變量：是否要求變量：徑向柱塞泵、軸向柱塞泵、單作用葉片泵是徑向柱塞泵、軸向柱塞泵、單作用葉片泵是變量泵。變量泵。工作壓力：工作壓力：柱塞泵壓力柱塞

17、泵壓力31.531.5MPaMPa；葉片泵壓力；葉片泵壓力6.36.3MPaMPa,高壓化高壓化以后可達(dá)以后可達(dá)1616MPaMPa；齒輪泵壓力；齒輪泵壓力2.52.5MPaMPa，高壓化以后可達(dá)，高壓化以后可達(dá)2121MPaMPa。工作環(huán)境：工作環(huán)境：齒輪泵的抗污染能力最好。齒輪泵的抗污染能力最好。噪聲指標(biāo)：噪聲指標(biāo)：低噪聲泵有內(nèi)嚙合齒輪泵、雙作用葉片泵和螺桿低噪聲泵有內(nèi)嚙合齒輪泵、雙作用葉片泵和螺桿泵，雙作用葉片泵和螺桿泵的瞬時流量均勻。泵，雙作用葉片泵和螺桿泵的瞬時流量均勻。效率：效率：軸向柱塞泵的總效率最高；同一結(jié)構(gòu)的泵，排量大的軸向柱塞泵的總效率最高；同一結(jié)構(gòu)的泵，排量大的泵總效率高

18、；同一排量的泵在額定工況下總效率最高。泵總效率高；同一排量的泵在額定工況下總效率最高。四）液壓泵與電動機(jī)參數(shù)的選用四）液壓泵與電動機(jī)參數(shù)的選用 2.2.液壓泵大小的選用液壓泵大小的選用 液壓泵的選擇，通常是先根據(jù)對液壓泵的性能液壓泵的選擇，通常是先根據(jù)對液壓泵的性能要求來選定液壓泵的型式，再根據(jù)液壓泵所應(yīng)保證要求來選定液壓泵的型式，再根據(jù)液壓泵所應(yīng)保證的壓力和流量來確定它的具體規(guī)格。的壓力和流量來確定它的具體規(guī)格。液壓泵的的工作壓力是根據(jù)執(zhí)行元件的最大工液壓泵的的工作壓力是根據(jù)執(zhí)行元件的最大工作壓力來決定的，考慮到各種壓力損失，泵的最大作壓力來決定的，考慮到各種壓力損失，泵的最大工作壓力工作壓

19、力P P泵可按下式確定：泵可按下式確定：P P泵泵kk壓壓P P缸缸 式中：式中：P P泵泵 一液壓泵所需要提供的壓力，一液壓泵所需要提供的壓力，Pa,Pa,k k壓一壓一 系統(tǒng)中壓力損失系數(shù)，取系統(tǒng)中壓力損失系數(shù)，取1.3 1.51.3 1.5 P P缸缸 一液壓缸中所需的最大工作壓力一液壓缸中所需的最大工作壓力，PaPa液壓泵的輸出流量取決于系統(tǒng)所需最大流量及泄漏量，即液壓泵的輸出流量取決于系統(tǒng)所需最大流量及泄漏量，即Q Q泵泵KK流流Q Q缸缸式中：式中：Q Q泵泵液壓泵所需輸出的流量，液壓泵所需輸出的流量，m m3 3/min/min。K K流流系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，取系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，取1.

20、11.31.11.3 Q Q缸一液壓缸所需提供的最大流量，缸一液壓缸所需提供的最大流量，m m3 3/min/min。若為多液壓缸同時動作，若為多液壓缸同時動作，Q Q缸應(yīng)為同時動作的幾個液壓缸應(yīng)為同時動作的幾個液壓缸所需的最大流量之和。缸所需的最大流量之和。在在P P泵、泵、Q Q泵求出以后，就可具體選擇液壓泵的規(guī)格，泵求出以后，就可具體選擇液壓泵的規(guī)格，選擇時應(yīng)使實(shí)際選用泵的額定壓力大于所求出的選擇時應(yīng)使實(shí)際選用泵的額定壓力大于所求出的P P泵值，泵值，通?？煞糯笸ǔ？煞糯?5%25%。泵的額定流量略大于或等于所求出的。泵的額定流量略大于或等于所求出的Q Q缸缸值即可。值即可。驅(qū)動液壓泵所

21、需的電動機(jī)功率可按下式確定：驅(qū)動液壓泵所需的電動機(jī)功率可按下式確定：（KWKW）式中：式中：PMPM電動機(jī)所需的功率電動機(jī)所需的功率，kwkw p p泵泵所需的最大工作壓力，泵泵所需的最大工作壓力，Pa,Pa,Q Q泵泵所需輸出的最大流量，泵泵所需輸出的最大流量，m m3 3/min/min 泵的總效率。泵的總效率。各種泵的總效率大致為：齒輪泵各種泵的總效率大致為：齒輪泵0.6 0.70.6 0.7，葉片泵葉片泵0.6 0.750.6 0.75；柱塞泵；柱塞泵0.8 0.850.8 0.85。60泵泵QpPM3.3.電動機(jī)參數(shù)的選擇電動機(jī)參數(shù)的選擇4 4、計(jì)算舉例：例、計(jì)算舉例：例2 22 2

22、 已知某液壓系統(tǒng)如圖已知某液壓系統(tǒng)如圖2 21212所示，工作時，活塞上所受的外載荷為所示，工作時，活塞上所受的外載荷為F=9720NF=9720N，活塞有效工作面積活塞有效工作面積A A0.008m0.008m2 2，活塞運(yùn)動速度，活塞運(yùn)動速度v=0.04m/sv=0.04m/s。.問應(yīng)選擇額定壓力和額定流量為多問應(yīng)選擇額定壓力和額定流量為多少的液壓泵？驅(qū)動它的電機(jī)功率應(yīng)為多少少的液壓泵？驅(qū)動它的電機(jī)功率應(yīng)為多少?二、液壓執(zhí)行元件二、液壓執(zhí)行元件一）液壓缸一）液壓缸二）液壓馬達(dá)二）液壓馬達(dá)一、液壓缸1 1、液壓缸的分類、液壓缸的分類2 2、液壓缸的結(jié)構(gòu)、液壓缸的結(jié)構(gòu)3 3、液壓缸的計(jì)算、液壓

23、缸的計(jì)算4 4、其它液壓缸、其它液壓缸 液壓缸是液壓缸是使負(fù)載作直線運(yùn)動的執(zhí)行元件使負(fù)載作直線運(yùn)動的執(zhí)行元件。1 1、液壓缸分類、液壓缸分類 分為分為單作用式單作用式液壓缸和液壓缸和雙作用式雙作用式液壓缸兩類。液壓缸兩類。單作用式液壓缸又分為單作用式液壓缸又分為無彈簧式、附彈簧式、柱塞式無彈簧式、附彈簧式、柱塞式三種，如圖所示。三種，如圖所示。雙作用式液壓缸又分為單桿形，雙桿形兩種，如圖所雙作用式液壓缸又分為單桿形，雙桿形兩種，如圖所示。示。液壓缸及其液壓缸及其分類柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸單活塞桿式液壓缸單活塞桿式液壓缸雙活塞桿式液壓缸雙活塞桿式液壓缸伸縮式液壓缸伸縮式液壓缸液壓缸及其液壓缸及

24、其分類單活塞桿式液壓缸單活塞桿式液壓缸雙活塞桿式液壓缸雙活塞桿式液壓缸伸縮式液壓缸伸縮式液壓缸液壓缸及其分類液壓缸及其分類彈簧復(fù)位式液壓缸彈簧復(fù)位式液壓缸串聯(lián)式液壓缸串聯(lián)式液壓缸增壓缸增壓缸伸縮式液壓缸伸縮式液壓缸 如圖如圖3 33 3為為液壓缸結(jié)構(gòu)圖，液壓缸結(jié)構(gòu)圖，選用液壓缸時，選用液壓缸時，首先考慮活塞桿首先考慮活塞桿長度（由行程決長度（由行程決定），再根據(jù)回定），再根據(jù)回路的最高壓力選路的最高壓力選出適合的液壓缸。出適合的液壓缸。2 2、液壓缸結(jié)構(gòu)、液壓缸結(jié)構(gòu) 液壓缸結(jié)構(gòu)的用材液壓缸結(jié)構(gòu)的用材1 1）缸筒：）缸筒：主要是由鋼材制成，缸筒內(nèi)要經(jīng)過精細(xì)加主要是由鋼材制成，缸筒內(nèi)要經(jīng)過精細(xì)加工

25、，表面粗糙度工，表面粗糙度R Ra a0.08um0.08um，以減少密封件的摩擦。，以減少密封件的摩擦。2 2）蓋板：）蓋板：通常由鋼材制成，有前端蓋和后端蓋，安通常由鋼材制成，有前端蓋和后端蓋，安裝在缸筒的前后兩端，蓋板和缸筒的連接方法有焊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。接、拉桿、法蘭、羅紋連接等。3 3）活塞：）活塞：通常用鋼或鑄鐵，也可采用鋁合金?；钊ǔＳ娩摶蜩T鐵，也可采用鋁合金?；钊透淄矁?nèi)壁間需要密封，采用的密封件有和缸筒內(nèi)壁間需要密封，采用的密封件有O O形環(huán)、形環(huán)、V V形油封、形油封、U U形油封、形油封、X X形油封和活塞環(huán)等。而活

26、塞應(yīng)形油封和活塞環(huán)等。而活塞應(yīng)有一定的導(dǎo)向長度，一般取活塞長度為缸筒內(nèi)徑的有一定的導(dǎo)向長度，一般取活塞長度為缸筒內(nèi)徑的（0.60.61.01.0）倍。）倍。4 4）活塞桿：）活塞桿：由鋼材做成實(shí)心桿或空心桿，表面經(jīng)淬由鋼材做成實(shí)心桿或空心桿，表面經(jīng)淬火再鍍鉻處理并拋光?；鹪馘冦t處理并拋光。5 5）緩沖裝置：）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)時速度減慢下來終至停止。

27、如圖裝置，以使活塞移到快接近行程終點(diǎn)時速度減慢下來終至停止。如圖3 33b3b所示前后端蓋上的緩沖閥附近有單向閥的結(jié)構(gòu)。當(dāng)活塞接近端蓋時，所示前后端蓋上的緩沖閥附近有單向閥的結(jié)構(gòu)。當(dāng)活塞接近端蓋時，緩沖環(huán)插入端蓋板油出入口，強(qiáng)迫壓油經(jīng)緩沖閥的孔口流出，促使活塞緩沖環(huán)插入端蓋板油出入口，強(qiáng)迫壓油經(jīng)緩沖閥的孔口流出，促使活塞的速度緩慢下來。相反，當(dāng)活塞從行程的盡頭將離去時，如壓油只作用的速度緩慢下來。相反，當(dāng)活塞從行程的盡頭將離去時，如壓油只作用在緩沖環(huán)上，活塞要移動的那一瞬間將非常不穩(wěn)定甚至無足夠力量推動在緩沖環(huán)上，活塞要移動的那一瞬間將非常不穩(wěn)定甚至無足夠力量推動活塞，故必須使壓油經(jīng)緩沖閥內(nèi)的

28、止回閥作用在活塞上，如此才能使活活塞，故必須使壓油經(jīng)緩沖閥內(nèi)的止回閥作用在活塞上，如此才能使活塞平穩(wěn)的前進(jìn)。塞平穩(wěn)的前進(jìn)。6 6）放氣裝置：）放氣裝置：在安裝過程中或停止工作的一段時間后，空氣將滲入液壓在安裝過程中或停止工作的一段時間后，空氣將滲入液壓系統(tǒng)內(nèi)，缸筒內(nèi)如存留空氣，將使液壓缸在低速時產(chǎn)生爬行、顫抖現(xiàn)象，系統(tǒng)內(nèi)，缸筒內(nèi)如存留空氣，將使液壓缸在低速時產(chǎn)生爬行、顫抖現(xiàn)象，換向時易引起沖擊，因此在液壓缸結(jié)構(gòu)上要能及時排除缸內(nèi)留存的氣體。換向時易引起沖擊，因此在液壓缸結(jié)構(gòu)上要能及時排除缸內(nèi)留存的氣體。一般雙作用式液壓缸不設(shè)專門的放氣孔，而是將液壓油出入口布置在前一般雙作用式液壓缸不設(shè)專門的放

29、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。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。對于單作用式液壓缸液壓油出入口一般設(shè)在缸筒底部，在最高處設(shè)放氣對于單作用式液壓缸液壓油出入口一般設(shè)在缸筒底部，在最高處設(shè)放氣栓塞。栓塞。7 7）密封裝置：）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、活塞桿處的動密封和缸蓋等處的靜密封。常采用要是指活塞、活塞桿處的動密封和缸蓋等處的靜密封。常采用O O形密封圈形密封圈和和Y Y形密封圈。形密封圈。圖圖3 34

30、4所示，液壓缸缸體固定，液壓油從所示，液壓缸缸體固定，液壓油從A A口口進(jìn)入作用在活塞上，產(chǎn)生一推力進(jìn)入作用在活塞上，產(chǎn)生一推力F F，通過活塞桿以，通過活塞桿以克服負(fù)荷克服負(fù)荷W W，活塞以速度，活塞以速度向前推進(jìn)，同時將活塞向前推進(jìn)，同時將活塞桿側(cè)內(nèi)的油液通過桿側(cè)內(nèi)的油液通過B B口流回油箱。相反，如高壓油口流回油箱。相反，如高壓油從從B B口進(jìn)入，則活塞后退?？谶M(jìn)入，則活塞后退。3 3、液壓缸的參數(shù)計(jì)算、液壓缸的參數(shù)計(jì)算1 1）速度與流量的計(jì)算）速度與流量的計(jì)算2 2）推力與壓力的計(jì)算）推力與壓力的計(jì)算1 1）速度和流量）速度和流量 若忽略泄漏，則速度和流量的關(guān)系如下：若忽略泄漏，則速度

31、和流量的關(guān)系如下：Q=A Q=A （3 31 1）=Q/A =Q/A （3 32 2）式中：式中：Q Q 液壓缸的輸入流量（液壓缸的輸入流量（m m3 3/s/s或或L L/min,L=1/min,L=110103 3m m3 3）A A 液壓缸活塞上有效工作面積液壓缸活塞上有效工作面積 活塞移動速度活塞移動速度 通?；钊瞎ぷ饔行娣e是固定的，由式（通?；钊瞎ぷ饔行娣e是固定的，由式（3 32 2）可知，活塞的速度取決于輸入液壓缸的流量，）可知，活塞的速度取決于輸入液壓缸的流量，又由理論上可知，速度和負(fù)載無關(guān)。又由理論上可知，速度和負(fù)載無關(guān)。2 2）推力和壓力）推力和壓力 推力推力F F是

32、壓力為是壓力為p p的液壓油作用在工作有效面的液壓油作用在工作有效面積為積為A A的活塞上，以平衡負(fù)載的活塞上，以平衡負(fù)載W W，若液壓缸回油接油，若液壓缸回油接油箱，則箱，則P0=0P0=0，故：，故：F=W=p.A(N)(3F=W=p.A(N)(33)3)式中：式中：p p 液壓缸的工作壓力（液壓缸的工作壓力（MPaMPa）A A 液壓缸活塞上有效工作面積（液壓缸活塞上有效工作面積（mmmm2 2）推力推力F F可看成是液壓缸的理論推力，因?yàn)榛钊煽闯墒且簤焊椎睦碚撏屏?，因?yàn)榛钊挠行娣e固定，故壓力取決于總負(fù)載。的有效面積固定，故壓力取決于總負(fù)載。2114DQAQ2222122111)(

33、4.dpDppApApF)(42222dDQAQ2122111222)(4.dpDppApApF2322134)(4DvdDQAQQ234dQv4)(4213dpAApF 圖圖3 36 6所示為單桿活塞的另一種聯(lián)結(jié)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)方式稱為管道接通。這種聯(lián)結(jié)方式稱為差動連接差動連接?；钊斑M(jìn)的速度活塞前進(jìn)的速度及推力及推力F F為：為：故：顯然，差動聯(lián)結(jié)時活塞運(yùn)動速度較快，故：顯然，差動聯(lián)結(jié)時活塞運(yùn)動速度較快，產(chǎn)生的推力較小。所以差動聯(lián)結(jié)常用于產(chǎn)生的推力較小。所以差動聯(lián)結(jié)常用于空空載快進(jìn)場合載快進(jìn)

34、場合。單桿活塞液壓缸應(yīng)用單桿活塞液壓缸應(yīng)用單桿活塞液壓缸不同連接，可實(shí)現(xiàn)如下工作循單桿活塞液壓缸不同連接，可實(shí)現(xiàn)如下工作循 環(huán)：環(huán)：（差動連接）（差動連接）（無桿腔進(jìn)油）（有桿腔進(jìn)油）（無桿腔進(jìn)油）（有桿腔進(jìn)油）快進(jìn)快進(jìn) 工進(jìn)工進(jìn) 快退快退 v3、F3 v1、F1 v2、F2 動畫演示動畫演示1 1）擺動缸）擺動缸：擺動式液壓缸也稱擺動馬達(dá)。：擺動式液壓缸也稱擺動馬達(dá)。4 4、其他液壓缸、其他液壓缸 2 2）增壓缸：）增壓缸：在某些短時或局部需要高壓的液壓在某些短時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

35、圖作用增壓缸的工作原理如圖3 38a8a所示，輸入低壓所示，輸入低壓力力p p1 1的液壓油，輸出高壓力的液壓油，輸出高壓力為為p p2 2的液壓油，的液壓油，增大壓力關(guān)系如式（增大壓力關(guān)系如式（3 31212）。）。（3 31212）單作用增壓缸不能連續(xù)向系統(tǒng)供油，圖單作用增壓缸不能連續(xù)向系統(tǒng)供油，圖3 38 b8 b為為雙作用式增壓缸，可由兩個高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。雙作用式增壓缸，可由兩個高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。212dDpp 3 3）伸縮缸）伸縮缸：圖：圖3 39 9所示，伸縮式液壓缸由兩所示，伸縮式液壓缸由兩個或多個活塞式液壓缸套裝而成，前一級活塞缸個或多個活塞式液壓缸套裝而成，前一級活

36、塞缸的活塞是后一級活塞缸的缸筒，可獲得很長的工的活塞是后一級活塞缸的缸筒，可獲得很長的工作行程。伸縮缸廣泛的用于起重運(yùn)輸車輛上。作行程。伸縮缸廣泛的用于起重運(yùn)輸車輛上。圖圖3 39a9a是單作用式，圖是單作用式，圖3 39b9b是雙作用式。是雙作用式。4 4）齒輪缸：）齒輪缸：圖圖3 31010所示，它由兩個柱塞和一套所示，它由兩個柱塞和一套齒輪齒條傳動裝置組成，當(dāng)液壓油推動活塞左右往齒輪齒條傳動裝置組成，當(dāng)液壓油推動活塞左右往復(fù)運(yùn)動時，齒條就推動齒輪往復(fù)轉(zhuǎn)動，從而由齒輪復(fù)運(yùn)動時，齒條就推動齒輪往復(fù)轉(zhuǎn)動，從而由齒輪驅(qū)動工作部件作往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。驅(qū)動工作部件作往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。液壓馬達(dá)是使負(fù)載作連續(xù)旋

37、轉(zhuǎn)的執(zhí)行元液壓馬達(dá)是使負(fù)載作連續(xù)旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行元件，其內(nèi)部構(gòu)造與液壓泵類似，差別僅在于件，其內(nèi)部構(gòu)造與液壓泵類似，差別僅在于液壓泵的旋轉(zhuǎn)是由電機(jī)所帶動，輸出的是液液壓泵的旋轉(zhuǎn)是由電機(jī)所帶動，輸出的是液壓油；液壓馬達(dá)則是輸入液壓油，輸出的是壓油；液壓馬達(dá)則是輸入液壓油，輸出的是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。因此，液壓馬達(dá)和液壓泵在細(xì)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。因此，液壓馬達(dá)和液壓泵在細(xì)部結(jié)構(gòu)上存在一定的差別。部結(jié)構(gòu)上存在一定的差別。二）液壓馬達(dá)二）液壓馬達(dá) 液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)類型來分可以分為齒輪式、葉片式、液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)類型來分可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式等其它形式。柱塞式等其它形式。也可按液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類。

38、也可按液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類。額定轉(zhuǎn)速高于額定轉(zhuǎn)速高于500r/min500r/min的屬高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速的屬高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于低于500r/min500r/min的屬于低速液壓馬達(dá)。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)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)動慣量小，便于啟動和制動。通常高速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩動慣量小，便于啟動和制動。通常高速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩不大（僅幾十不大（僅幾十N.mN.m到幾百到幾百N.mN.m），所以又稱為

39、高速小轉(zhuǎn)矩馬），所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩馬達(dá)。達(dá)。低速液壓馬達(dá)的基本形式是徑向柱塞式，低速液壓馬低速液壓馬達(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（可達(dá)每分鐘幾達(dá)的主要特點(diǎn)是排量大、體積大、轉(zhuǎn)速低（可達(dá)每分鐘幾轉(zhuǎn)甚至零點(diǎn)幾轉(zhuǎn)）、輸出轉(zhuǎn)矩大（可達(dá)幾千轉(zhuǎn)甚至零點(diǎn)幾轉(zhuǎn)）、輸出轉(zhuǎn)矩大（可達(dá)幾千N.mN.m到幾萬到幾萬N.mN.m）,所以又稱為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。所以又稱為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。1.1.液壓馬達(dá)分類及特點(diǎn)液壓馬達(dá)分類及特點(diǎn)T溢流閥ABP液壓泵液壓泵 液壓馬達(dá)圖形符號如圖液壓馬達(dá)圖形符號如圖3 31111所所示。示。3.3.液壓馬達(dá)圖形符號液壓馬達(dá)圖形符號 油缸油

40、泵油馬達(dá)，工作原理屬一家：油缸油泵油馬達(dá)，工作原理屬一家：能量轉(zhuǎn)換共同點(diǎn)，均靠容積來變化，能量轉(zhuǎn)換共同點(diǎn)，均靠容積來變化，出油容積必縮小，進(jìn)油容積則擴(kuò)大。出油容積必縮小，進(jìn)油容積則擴(kuò)大。油泵輸出壓力油，出油當(dāng)然是高壓，油泵輸出壓力油，出油當(dāng)然是高壓，缸和馬達(dá)與泵反，出油自然是低壓。缸和馬達(dá)與泵反，出油自然是低壓。工作壓差看負(fù)載，負(fù)載含義要記下：工作壓差看負(fù)載，負(fù)載含義要記下：油泵不僅看外載，管路阻力也得加，油泵不僅看外載，管路阻力也得加，缸和馬達(dá)帶負(fù)載，壓差只是克服它。缸和馬達(dá)帶負(fù)載，壓差只是克服它。流量大小看速度，再看排量小與大，流量大小看速度，再看排量小與大，單位位移需油量，排量含義就是它

41、。單位位移需油量，排量含義就是它。液壓缸、液壓泵、液壓馬達(dá)的共性液壓缸、液壓泵、液壓馬達(dá)的共性4.4.液壓馬達(dá)與液壓泵的區(qū)別液壓馬達(dá)與液壓泵的區(qū)別從原理上講，液壓泵與液壓馬達(dá)可以互換，但結(jié)構(gòu)有從原理上講，液壓泵與液壓馬達(dá)可以互換，但結(jié)構(gòu)有差異。差異。1 1）泵的進(jìn)油口比出油口大，馬達(dá)的進(jìn)、出油口相同；）泵的進(jìn)油口比出油口大，馬達(dá)的進(jìn)、出油口相同；2 2）結(jié)構(gòu)上要求泵有自吸能力；）結(jié)構(gòu)上要求泵有自吸能力；3 3）馬達(dá)要正反轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)具有對稱性；泵單方向轉(zhuǎn)，）馬達(dá)要正反轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)具有對稱性；泵單方向轉(zhuǎn)，不要對稱；不要對稱；4 4）要求馬達(dá)的結(jié)構(gòu)及潤滑，能保證在寬速度范圍內(nèi)）要求馬達(dá)的結(jié)構(gòu)及潤滑，能保證在寬速度范圍內(nèi)正常工作；正常工作；5 5）液壓馬達(dá)應(yīng)有較大的起動扭矩和較小的脈動。）液壓馬達(dá)應(yīng)有較大的起動扭矩和較小的脈動。5.5.液壓馬達(dá)的參數(shù)計(jì)算液壓馬達(dá)的參數(shù)計(jì)算液壓泵的工作原理液壓泵的工作原理液壓泵的主要性能及參數(shù)液壓泵的主要性能及參數(shù)液壓泵的結(jié)構(gòu)液壓泵的結(jié)構(gòu)液壓泵與電動機(jī)參數(shù)的選用液壓泵與電動機(jī)參數(shù)的選用液壓缸與液壓馬達(dá)液壓缸與液壓馬達(dá)總總 結(jié)結(jié)