资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,第四章 液压执行元件,第一节 液压马达,液压马达是将,液压能,转换成,机械能,的工作装置，以旋转运动向外输出机械能，得到输出轴上的,转速与扭矩,。,1,2,1,、液压马达分类与特点,液压马达可分为：高速马达、低速马达,从原理上讲，同类型的泵与马达可以互换；但事实上，,结构上存在差异,。,1,）液压泵的吸油腔一般为真空，进油口直径比出油口大；而液压马达排油口压力稍大于大气压，进、出油口直径相同。,2,）液压马达需要正反转，内部结构具有对称性；而液压泵一般单向旋转，内部结构不对称。,3,）在确定液压马达轴承时，应保证能在很宽的范围内工作；而液压泵转速变化小，无这一要求。,2,3,1,、液压马达分类与特点,4,）液压泵结构上需保证具有自吸能力，液压马达起动时需保证较好的密封性。,5,）液压马达一般需要外泄油口，而液压泵一般不需要。,6,）为改善液压马达的起动和工作性能，要求转矩脉动小，内摩擦小。,3,4,2,、液压马达的工作原理,（,1,）齿轮式,液压马达,当高压油输入进油腔时，由于齿轮中心,O,、,O,到啮合点,A,的距离均小于齿顶圆半径，因此，,在齿轮,3,和,3,的齿面上便产生不平衡液压力,。,不平衡液压力,对齿轮中心,O,、,O,产生,力矩,，,使齿轮旋转,，输出力矩。,随着齿轮旋转，齿轮,1,、,1,退出啮合，,齿轮,3,、,3,扫过的容积齿轮,1,、,1,扫过的容积,，因此，进油腔的容积增大，,高压油不断输入,，齿轮连续旋转。,4,5,（,2,）双作用叶片式液压马达,输入压力油后，叶片,1,、,3,、,5,、,7,一侧受高压油的作用，另一侧通回油；,叶片,1,、,5,比叶片,3,、,7,伸出长度大一些；,叶片,2,、,4,、,6,、,8,两侧压力相同；,叶片,1,、,3,、,5,、,7,两侧,压力差,克服外载荷使转轴转动；,5,6,（,3,）轴向柱塞式液压马达,柱塞受到斜盘法向作用力,F,，垂直方向分解为,Fy,；,Fy,使缸体产生旋转力矩产生。,6,7,二、液压马达主要参数计算,1,、工作压力与额定压力,输入液压马达油液的实际压力称为液压马达的工作压力，其大小决定于负载。液压马达进口压力与出口压力的差值称为液压马达的压差。,额定压力,按试验标准规定，使液压马达连续正常工作的最高压力。,2,、排量,V,m,和流量,q,在不考虑泄漏的情况下，马达每转一弧度所需输入液体的体积，称为液压马达排量（,m,3,/rad,）,理论流量,Q,mt,不考虑泄漏流量；,实际流量,q,M,7,8,二、液压马达主要参数计算,3,、容积效率和转速,液压马达的容积效率等于理论输入流量与实际输入流量的比值，即,4,、转矩和机械效率,在不计液压马达损失的情况下，其输出功率等于输入功率，即,马达的机械效率,Mm,等于马达实际输出转矩与理论输出转矩的比，即,8,9,二、液压马达主要参数计算,5,、功率和总功率,液压马达的实际输入功率为,pq,M,实际输出功率为,T,马达总效率,M,等于实际输出功率与实际输入功率的比值。即,由上式可知：,液压马达的总效率与液压泵的总效率相同，等于其机械效率与容积效率的乘积。,6,、最低回油背压,最低回油背压是指液压马达为防止出现空脱现象，在回油腔必须保持的最低压力。,7,、最低稳定转速,最低稳定转速是指液压马达在额定负载下，不出现爬行现象的最低转速。,9,10,三、液压马达主要结构形式,1,、高速液压马达 （额定转速,高于,500r/min,）,基本形式有：,齿轮式、叶片式、柱塞式,主要特点：转速高，转动惯量小，便于起动、制动、调速和换向。,（转矩不大通常只有数十至数百牛,米,，又称,高速小转矩,液压马达）,10,双作用叶片式高速马达,与双作用泵相比较，其结构特点：,1,）转子两侧开有环形槽，放置弹簧,2,，弹簧套在销子,1,上，,将叶片压向定子内表面，,防止启动时高、低压腔互通，,保证马达有足够的启动扭矩输出。,2,）壳体内装有棱阀，保证正反转或进出油口互换时，叶片底部始终通向高压油腔。,3,）因需要正反转，叶片呈径向分布。,11,12,2,、低速液压马达,转速低于,500r/min,的马达属于低速液压马达。,基本形式是：径向柱塞式,主要特点是：排量大、体积大、转速低。,可以与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大大简化。其输出扭矩大，可达几千到几万牛,米。,12,13,（,1,）单作用连杆型径向柱塞马达,壳体内,5,个缸径向均匀分布，连杆一端与柱塞铰接。,曲轴,一端通过十字滑块联轴器带动,配流轴,同步旋转；,13,（,1,）单作用连杆型径向柱塞马达,图,a,，高压油进入柱塞,、,顶部，柱塞,处于高压油和回油不相通的过渡位置，柱塞,与回油口相通；,柱塞,、,高压油作用力,F,通过连杆作用于偏心轮，对曲轴中心形成转矩，使之逆时针旋转；,14,（,1,）单作用连杆型径向柱塞马达,曲轴旋转,90,至,图,b,位置，柱塞,、,、,通高压油，柱塞,、,通回油,15,（,1,）单作用连杆型径向柱塞马达,旋转,180,至,图,c,位置，柱塞,处于过渡状态，柱塞,、,通高压油，柱塞,、,通回油,16,（,1,）单作用连杆型径向柱塞马达,壳体固定，曲轴旋转；若曲轴固定，进、排油直接流入配流阀，则可使外壳旋转；外壳旋转用于驱动车轮、卷筒等。,优点：结构简单、工作可靠；,缺点：体积大，质量大，输出转矩脉动大，低速稳定性差。,17,（,2,）多作用内曲线柱塞马达,定子,6,内表面由,i,个形状相同且均布的导轨面组成，每个导轨面可分为,a,、,b,两段；,缸体,2,上有,Z,个径向分布的柱塞孔，柱塞顶作成球面，通过横梁两端的滚轮将力作用在导轨曲面上；,配流轴与壳体连成一体，且固定不动。,若导轨面,a,段对应高压油区，则,b,段对应回油区；,18,轴塞,、,对应导轨,a,段。通压油腔,柱塞,、,对应于,b,段，通回油腔,、,过渡段,柱塞,、,底部液压力通过横梁、滚轮作用在导轨面的,a,段，有一法向力,N,1,、,N,2,，使得缸体中心产生转矩，带动输出轴转动。,19,输出转矩大，转动脉动率小，可在低速下平稳运转。,20,第二节 液压缸,液压缸是执行元件之一，把液体的压力能转换成机械能以实现,直线往复运动,或,往复摆动,的能量转换装置。,1,、液压缸的分类、特点和图形符号,按结构形式分：柱塞缸、活塞缸、伸缩式套筒缸和摆动缸；,按液体压力的作用方式分：单作用液压缸和双作用液压缸；,按液压缸的特殊用途分：串联缸、增压缸、增速缸、步进缸等；,21,22,23,2,、双杆活塞杆的基本参数计算,活塞左右移动速度、行程及推力均相等,A,活塞杆有效面积；,D,活塞直径；,d,活塞杆直径；,m,液压缸的机械效率；,v,液压缸的容积效率；,q,输入液压缸的流量；,p,1,进油腔压力,p,2,回油腔压力,24,缸筒固定式,工作台移动范围为活塞有效行程的,3,倍，占地面积大；,活塞杆固定式,工作台移动范围为活塞有效行程的,2,倍，占地面积小；,25,3,、单杆活塞杆的基本参数计算,（,1,）无杆腔工作,26,（,2,）有杆腔工作,3,、单杆活塞杆的基本参数计算,27,3,、单杆活塞杆的基本参数计算,（,3,）差动连接,缸的两腔压力相等，但由于,A,1,A,2,，活塞仍向右运动；,差动连接缸的有效面积为活塞杆的面积。,28,4,、柱塞缸的基本参数计算,柱塞缸只能实现一个方向的运动，反向靠外力推动；,若要双向运动，可将柱塞缸成对反向布置使用。,29,5,、摆动缸,单叶片摆动,双叶片摆动,摆角较大，可达,300,度,摆角一般小于,150,度,30,6,、增压缸,低压油,P,1,进入左端大腔，活塞向右运动，其小腔输出高压油,P,2,。,31,32,二、液压缸的典型结构,工作压力 小于,10MPa,，铸铁材料；,介于,10,20MPa,，无缝钢管；,大于,20MPa,，铸钢或锻钢。,1,、液压缸的组成,（,1,）缸筒和缸盖,连接方式,a,焊接式连接,b,半环式连接,c,、,f,螺纹式连接,d,连杆式连接,e,法兰焊接式连接,33,二、液压缸的典型结构,材料：活塞一般用耐磨铸铁，,活塞杆用钢。,1,、液压缸的组成,（,2,）活塞和活塞杆,连接方式,a,螺纹式连接,b,、,c,半环式连接,d,销式连接,34,a,）,O,形圈密封,b,）,V,形圈密封,c,）,Y,形圈密封,d,）,Y,形圈和防尘圈密封,35,3,、缓冲装置,为减小冲击，防止碰撞，需在高速液压缸中设置缓冲装置。,原理：,当活塞接近端盖时，利用对液压油的节流作用，增大液压缸的回油阻力，使活塞慢慢减速，从而防止冲击和活塞撞击缸盖。,常见缓冲装置的结构：,环状间隙式、节流口面积可变式和节流口面积可调式。,36,环状间隙式缓冲装置,当活塞上的凸台进入端盖上的凹腔时，油液只能从凸台和凹腔形成的缝隙中挤出，活塞受到一个很大的、由间隙节流而建立的背压作用，形成缓冲；,开始缓冲效果明显，随后缓冲效果逐渐减弱。适用于运动惯性不大、运动速度不高的场合；,凸台做成圆锥凸台，缓冲效果较好。,37,节流口面积可变式,缓冲装置,活塞缓冲凸台上开有轴向斜三角形节流槽，当活塞接近端盖时，活塞与端盖中的油液经轴向斜三角槽流出，活塞受到缓冲；,缓冲过程节流口面积逐渐减小，缓冲作用均匀，缓冲压力较小，制动位置精度高；,38,节流口面积可调式缓冲装置,端盖上有针形节流阀,1,和单向阀,2,；,当活塞凸台进入凹腔后，油液经节流阀流出，活塞受缓冲；,节流阀口面积可根据负载进行调节，从而改变活塞缓冲速度；,起始缓冲效果好，随后缓冲效果逐渐减弱，制动行程长。,39,
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