4液压油缸及马达

《4液压油缸及马达》由会员分享，可在线阅读，更多相关《4液压油缸及马达（80页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、首钢工学院首钢工学院第四章第四章 液压缸与液压马达液压缸与液压马达 液压与气动技术液压与气动技术主讲：机电工程系 廖雪梅首钢工学院首钢工学院什么是液压缸？什么是液压缸？液压缸是液压系统中常用的一种执行液压缸是液压系统中常用的一种执行元件，是把液体的压力能转变为机械能的元件，是把液体的压力能转变为机械能的装置，装置，主要用于实现机构的直线往复运动主要用于实现机构的直线往复运动，也可以实现摆动，也可以实现摆动。首钢工学院首钢工学院什么是液压马达什么是液压马达？液压马达也是液压系统中常用的一种执液压马达也是液压系统中常用的一种执行元件，是把液体的压力能转变为机械能的行元件，是把液体的压力能转变为机械

2、能的装置，装置，主要用于实现机构的回转运动主要用于实现机构的回转运动。首钢工学院首钢工学院首钢工学院首钢工学院液压缸工作原理液压缸工作原理首钢工学院首钢工学院液压缸工作原理液压缸工作原理首钢工学院首钢工学院液压缸工作原理液压缸工作原理首钢工学院首钢工学院液压马达工作原理液压马达工作原理首钢工学院首钢工学院液压马达工作原理液压马达工作原理首钢工学院首钢工学院单作用液压缸单作用液压缸柱柱塞塞式式液液压压缸缸液压缸液压缸双作用液压缸双作用液压缸组合液压缸组合液压缸单单活活塞塞杆杆液液压压缸缸双双活活塞塞杆杆液液压压缸缸伸伸缩缩液液压压缸缸单单活活塞塞杆杆液液压压缸缸双双活活塞塞杆杆液液压压缸缸伸伸缩

3、缩液液压压缸缸弹弹簧簧复复位位液液压压缸缸串串联联液液压压缸缸增增压压缸缸齿齿条条传传动动液液压压缸缸液压缸的类型及特点液压缸的类型及特点首钢工学院首钢工学院双作用单活塞杆液压缸？双作用单活塞杆液压缸？单边有活塞杆，双向液压驱动，两向单边有活塞杆，双向液压驱动，两向推力和速度不等。应用较广泛如：工程机推力和速度不等。应用较广泛如：工程机械等。械等。双作用单活塞杆液压缸符号双作用单活塞杆液压缸符号首钢工学院首钢工学院双作用单活塞杆液压缸双作用单活塞杆液压缸结构和工作原理结构和工作原理首钢工学院首钢工学院首钢工学院首钢工学院双活塞杆液压缸？双活塞杆液压缸？双边有活塞杆，双向液压驱动，可实双边有活塞

4、杆，双向液压驱动，可实现等速往复运动。现等速往复运动。双活塞杆液压缸符号双活塞杆液压缸符号首钢工学院首钢工学院柱塞式液压缸？柱塞式液压缸？仅单向液压驱动，返回行程通常是利仅单向液压驱动，返回行程通常是利用自重或其它外力驱动的缸。常用于工件用自重或其它外力驱动的缸。常用于工件的举升，压紧，液压提升机，液压压力机的举升，压紧，液压提升机，液压压力机等。等。柱塞式液压缸符号柱塞式液压缸符号首钢工学院首钢工学院首钢工学院首钢工学院例：液压千斤顶例：液压千斤顶首钢工学院首钢工学院伸缩液压缸？伸缩液压缸？它以短缸获得长行程，它以短缸获得长行程，用压力油从大到小逐节推出用压力油从大到小逐节推出，靠外力由小到

5、大逐节缩回，靠外力由小到大逐节缩回。伸缩液压缸符号伸缩液压缸符号首钢工学院首钢工学院 液压缸的推力液压缸的推力 F 液压缸的运动速度液压缸的运动速度 v 液压缸的结构尺寸，主要包括：液压缸的结构尺寸，主要包括：液压缸直径液压缸直径 D 液压缸活塞杆直径液压缸活塞杆直径 d 液压缸活塞杆行程液压缸活塞杆行程 L首钢工学院首钢工学院DdL首钢工学院首钢工学院一、双活塞杆液压缸一、双活塞杆液压缸首钢工学院首钢工学院一、双活塞杆液压缸一、双活塞杆液压缸q 输入流量；输入流量；A 活塞有效工作面积；活塞有效工作面积；D、d 活塞、活塞杆直径；活塞、活塞杆直径；p1、p2 缸进出口压力。缸进出口压力。)(

6、422dDqAqv)(42122ppdDF首钢工学院首钢工学院 压力相同时：液压缸压力相同时：液压缸 流量相同时：液压缸流量相同时：液压缸；缺点结构尺寸较大。缺点结构尺寸较大。首钢工学院首钢工学院二、单活塞杆液压缸二、单活塞杆液压缸2114DqAqv 无杆腔进油无杆腔进油2221222111)(4pdDpDApApF首钢工学院首钢工学院 有杆腔进油有杆腔进油22224dDqAqv2212212212)(4pDpdDApApF首钢工学院首钢工学院 差动连接差动连接234dqv1221134pdAApF显然，差动连接时活塞运动速度较快，产生的显然，差动连接时活塞运动速度较快，产生的推力较小。所以差

7、动连接常用于推力较小。所以差动连接常用于空载快进场合空载快进场合。首钢工学院首钢工学院 单活塞杆液压缸的速比单活塞杆液压缸的速比在单活塞杆液压缸中，当输入到有杆腔和无杆腔在单活塞杆液压缸中，当输入到有杆腔和无杆腔的流量的流量q相等时，活塞运动速度相等时，活塞运动速度v2与与 v1 之比称为速比，之比称为速比，用用 v 表示。表示。211212AAAqAqvvv首钢工学院首钢工学院 压力相同时：液压缸的压力相同时：液压缸的 流量相同时：液压缸的流量相同时：液压缸的；差动连接时：液压缸的差动连接时：液压缸的首钢工学院首钢工学院三、柱塞式液压缸三、柱塞式液压缸24dqAqvpdpAF42首钢工学院首

8、钢工学院首钢工学院首钢工学院活塞密封活塞密封首钢工学院首钢工学院活塞密封活塞密封首钢工学院首钢工学院活塞杆密封活塞杆密封首钢工学院首钢工学院活塞杆密封活塞杆密封首钢工学院首钢工学院缓冲装置缓冲装置首钢工学院首钢工学院缓冲装置缓冲装置首钢工学院首钢工学院缓冲装置缓冲装置首钢工学院首钢工学院缓冲装置缓冲装置首钢工学院首钢工学院缓冲装置缓冲装置首钢工学院首钢工学院液压缸的节流缓冲及缝隙缓冲原理液压缸的节流缓冲及缝隙缓冲原理首钢工学院首钢工学院首钢工学院首钢工学院缸体与端盖的连接缸体与端盖的连接拉杆连接：前、后端盖装在缸体两边，用四根拉杆（螺栓）将其紧固。这种连拉杆连接：前、后端盖装在缸体两边，用四根

9、拉杆（螺栓）将其紧固。这种连接结构简单，装拆方便，但外形尺寸较大，重量较大，通常只用于较短的液压接结构简单，装拆方便，但外形尺寸较大，重量较大，通常只用于较短的液压缸。缸。法兰连接：在无缝钢管的缸体上焊上法兰盘，再用螺钉与端盖紧固。这种连接法兰连接：在无缝钢管的缸体上焊上法兰盘，再用螺钉与端盖紧固。这种连接结构简单，加工和装拆都很方便，其外形尺寸和重量比拉杆式连接要小些，但结构简单，加工和装拆都很方便，其外形尺寸和重量比拉杆式连接要小些，但比螺纹连接和半环连接要大些，此种结构应用最广，中压液压缸均采用这种结比螺纹连接和半环连接要大些，此种结构应用最广，中压液压缸均采用这种结构。构。首钢工学院首

10、钢工学院内半环连接：图中内半环连接：图中K为半环，把半环切成三块装于缸体槽内。半环连接为半环，把半环切成三块装于缸体槽内。半环连接结构紧凑，重量小，工作可靠，但缸体铣出了半环槽后，削弱了其强度结构紧凑，重量小，工作可靠，但缸体铣出了半环槽后，削弱了其强度，所以相应要加大缸体的壁厚。当液压缸轴向尺寸受到限制，又要获得，所以相应要加大缸体的壁厚。当液压缸轴向尺寸受到限制，又要获得较大行程时，可采用外半环连接。较大行程时，可采用外半环连接。焊接连接：其优点是结构简单、尺寸小、工艺性好；缺点是清洗缸体内焊接连接：其优点是结构简单、尺寸小、工艺性好；缺点是清洗缸体内孔较为困难，同时由于焊接可能造成缸体变

11、形。一般短行程液压缸多用孔较为困难，同时由于焊接可能造成缸体变形。一般短行程液压缸多用焊接，不少液压缸的底盖都采用焊接。焊接，不少液压缸的底盖都采用焊接。首钢工学院首钢工学院外螺纹连接：并装有防松螺母防止端盖松动。外螺纹连接：并装有防松螺母防止端盖松动。内螺纹连接：螺纹连接的特点是重量轻。外径小、内螺纹连接：螺纹连接的特点是重量轻。外径小、结构紧凑。但螺纹连接加工较复杂，并需要专门的结构紧凑。但螺纹连接加工较复杂，并需要专门的装拆工具。装拆工具。首钢工学院首钢工学院活塞杆头部结构活塞杆头部结构首钢工学院首钢工学院液压缸的排气装置液压缸的排气装置液压缸中不可避免地会混入空气，由此会引液压缸中不可

12、避免地会混入空气，由此会引起活塞运动时的爬行和振动，产生噪声，甚至使起活塞运动时的爬行和振动，产生噪声，甚至使整个液压系统不能正常工作。整个液压系统不能正常工作。排气装置安装在液压缸的最上部位置。排气装置安装在液压缸的最上部位置。首钢工学院首钢工学院4、2 液压缸的设计与计算液压缸的设计与计算液压缸工作压力的确定液压缸工作压力的确定液压缸内径和活塞杆直径的确定液压缸内径和活塞杆直径的确定 缸筒壁厚缸筒壁厚的确定的确定 液压缸其它部位尺寸的确定液压缸其它部位尺寸的确定首钢工学院首钢工学院4、2 液压缸的设计与计算液压缸的设计与计算 液压缸的主要尺寸包括：液压缸的主要尺寸包括：液压缸内径液压缸内径

13、D 活塞杆直径活塞杆直径d 液压缸缸体长度液压缸缸体长度L首钢工学院首钢工学院液压缸工作压力的确定液压缸工作压力的确定 见表，见表，4.2.2 首钢工学院首钢工学院液压缸内径和活塞杆直径的确定液压缸内径和活塞杆直径的确定（一）液压缸内径（一）液压缸内径D D （二）活塞杆直径（二）活塞杆直径d d 首钢工学院首钢工学院液压缸内径液压缸内径D D 1 1 根据最大总负载和选取的工作压力根据最大总负载和选取的工作压力来确定来确定2 2 根据执行机构速度要求和选定液压根据执行机构速度要求和选定液压泵流量来确定泵流量来确定首钢工学院首钢工学院根据最大总负载和选取的工作压力来确定根据最大总负载和选取的工

14、作压力来确定 以单杆缸为例：以单杆缸为例：无杆腔进油时无杆腔进油时 D=D=4F1/(p1-p2)-d4F1/(p1-p2)-d2 2p2/p1-p2 p2/p1-p2 有杆腔进油时有杆腔进油时D=D=4F2/(p1-p2)+d4F2/(p1-p2)+d2 2p1/p1-p2 p1/p1-p2 若初步选取回油压力若初步选取回油压力p2=0p2=0，则上面两式简化为：，则上面两式简化为：无杆腔进油时无杆腔进油时 D=D=4F1/p1 4F1/p1 有杆腔进油时有杆腔进油时 D=D=4F2/p1+d24F2/p1+d2首钢工学院首钢工学院根据执行机构速度要求和选定液压泵流根据执行机构速度要求和选定

15、液压泵流量来确定量来确定 无杆腔进油时：无杆腔进油时：D=4qv/v1 有杆腔进油时：有杆腔进油时：D=4qv/v1+d2 计算所得液压缸的内径（即活塞直径）应圆整为计算所得液压缸的内径（即活塞直径）应圆整为标准值标准值 首钢工学院首钢工学院（二）活塞杆直径（二）活塞杆直径d d 原则：活塞杆直径可根据工作压力或设原则：活塞杆直径可根据工作压力或设备类型选取备类型选取液压缸的往复速度比有一定要求时液压缸的往复速度比有一定要求时 计算所得活塞杆直径计算所得活塞杆直径d d亦应圆整为标亦应圆整为标准系列值。准系列值。vvDd1首钢工学院首钢工学院按活塞杆的受力情况确定活塞杆的直径按活塞杆的受力情况

16、确定活塞杆的直径d d 当活塞杆受拉时：当活塞杆受拉时：d=(0.30.5)D;d=(0.30.5)D;当活塞杆受压时：当活塞杆受压时：d=(0.50.55)D(p5.0MPa);d=(0.50.55)D(p5.0MPa);d=(0.60.7)D(5.0MPa p 7.0MPa);d=(0.60.7)D(5.0MPa p 7.0MPa);d=0.7D(p d=0.7D(p 7.0MPa);7.0MPa);首钢工学院首钢工学院（三）液压缸缸体长度（三）液压缸缸体长度L L 原则：由液压缸最大行程、活塞宽度原则：由液压缸最大行程、活塞宽度、活塞杆导向套长度、活塞杆密封长度和、活塞杆导向套长度、活塞

17、杆密封长度和特殊要求的其它长度确定特殊要求的其它长度确定,为减小加工难为减小加工难度，一般液压缸缸体长度不应大于内径的度，一般液压缸缸体长度不应大于内径的20-3020-30倍。倍。首钢工学院首钢工学院(四四)缸筒壁厚缸筒壁厚 中低压系统，无需校核中低压系统，无需校核确定原则确定原则 :高压大直径时，必须校核高压大直径时，必须校核首钢工学院首钢工学院缸筒壁厚缸筒壁厚校核方法校核方法薄壁缸体（无缝钢管）薄壁缸体（无缝钢管）:当当D D /10/10时时 厚壁缸体（铸造缸体）厚壁缸体（铸造缸体）:当当D/D/1010时时 液压缸外径液压缸外径D D1 1便可由下式求出：便可由下式求出：2Dpy 1

18、3.14.02yyppD21 DD首钢工学院首钢工学院液压缸其它部位尺寸的确定液压缸其它部位尺寸的确定 导向长度导向长度HL/20+D/2 HL/20+D/2（L L为液压缸最大为液压缸最大行程）行程）活塞宽度活塞宽度B=B=（0.61.00.61.0）D D；A=(0.61.6)D A=(0.61.6)D（D D80mm80mm）导向套滑动面长度导向套滑动面长度A A A=(0.61.0)d A=(0.61.0)d（D80mmD80mm）如装有隔套如装有隔套K K时，时，C=H-C=H-（A+BA+B）/2/2首钢工学院首钢工学院液压缸其它部位尺寸的确定液压缸其它部位尺寸的确定 活塞杆长度由

19、活塞杆长度由L确定，必要时需进行稳定性确定，必要时需进行稳定性验算。验算。当液压缸承受轴向压缩载荷时：当液压缸承受轴向压缩载荷时：若若l/d15时，无须验算时，无须验算 验算验算 l/d15时，可按材料力学有关公式进时，可按材料力学有关公式进行行首钢工学院首钢工学院冶金设备用液压缸冶金设备用液压缸首钢工学院首钢工学院首钢工学院首钢工学院冶金设备用液压缸技术参数首钢工学院首钢工学院冶金设备用液压缸技术参数首钢工学院首钢工学院GHF1系列高压液压缸系列高压液压缸首钢工学院首钢工学院首钢工学院首钢工学院液压马达分类：齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。液压马达分类：齿轮式、叶片式和柱塞式三大类。用于高转速

20、、小转矩的场合。但是，输出用于高转速、小转矩的场合。但是，输出转矩和转速的脉动性较大。转矩和转速的脉动性较大。用于高转速、小转矩和动作灵敏的场合，用于高转速、小转矩和动作灵敏的场合，但不适用于低速工作。常用于内外圆磨床主轴驱动等。但不适用于低速工作。常用于内外圆磨床主轴驱动等。首钢工学院首钢工学院液压马达图形符号液压马达图形符号首钢工学院首钢工学院液压马达工作原理液压马达工作原理 当压力油通入马达后，柱塞受油压作用压紧倾斜盘当压力油通入马达后，柱塞受油压作用压紧倾斜盘,斜斜盘则对柱塞产生一反作用力，因倾角此力可分解为两个盘则对柱塞产生一反作用力，因倾角此力可分解为两个 轴向分力轴向分力 Fx=

21、dFx=d2 2p/4p/4分力分力 径向分力径向分力 Fy=/4dFy=/4d2 2ptanptan Fx Fx与液压力平衡，与液压力平衡，FyFy对缸体中心产生转矩，对缸体中心产生转矩，使缸体带动马使缸体带动马达轴旋转。达轴旋转。首钢工学院首钢工学院一、工作压力和额定工作压力一、工作压力和额定工作压力液压马达的液压马达的工作压力工作压力是指马达实际工作是指马达实际工作时的输入压力。时的输入压力。液压马达的液压马达的额定压力额定压力是指马达在正常工是指马达在正常工作条件下按试验标准规定的连续运转的最高作条件下按试验标准规定的连续运转的最高输入压力输入压力（超过此值就是过载）（超过此值就是过载

22、）首钢工学院首钢工学院二、排量和流量二、排量和流量液压马达的液压马达的排量排量（V）是指马达每转是指马达每转一转所需输入的液体的体积。单位：一转所需输入的液体的体积。单位：mL/r液压马达的液压马达的理论流量理论流量（qi）是指马是指马达在单位时间内所需输入的液体体积。达在单位时间内所需输入的液体体积。单位：单位：m3/s 或或 L/min首钢工学院首钢工学院三、转矩三、转矩T 和转速和转速nMpVT21VqnvP P 马达进出口压差；马达进出口压差；q q 马达输入流量；马达输入流量；V V 马达排量；马达排量；v v 马达容积效率；马达容积效率；m 马达机械效率。马达机械效率。首钢工学院首

23、钢工学院液压马达与液压泵的区别液压马达与液压泵的区别 作用上作用上相反相反 和液压泵的区别和液压泵的区别 结构上结构上相似相似（略有差（略有差别）别）原理上原理上互逆互逆首钢工学院首钢工学院液压马达与液压泵的区别液压马达与液压泵的区别 1、吸入性能吸入性能要求：泵有（进油口真空，进油口比要求：泵有（进油口真空，进油口比出油口大），马达没有（进油口有压力油，进油出油口大），马达没有（进油口有压力油，进油口与出油口一样大）。口与出油口一样大）。2、转速转速要求：一般泵的工作转速变化小，马达要要求：一般泵的工作转速变化小，马达要有很宽的工作转速范围。有很宽的工作转速范围。3、换向换向要求：泵一般不要

24、求正、反转，马达需要要求：泵一般不要求正、反转，马达需要正、反转（结构必须对称）。正、反转（结构必须对称）。4、针对马达的、针对马达的使用性能使用性能要求：起动性能（起动转要求：起动性能（起动转矩和起动机械效率）、制动性能（设计制动装置矩和起动机械效率）、制动性能（设计制动装置）和最低稳定转速。）和最低稳定转速。首钢工学院首钢工学院液压马达的使用性能要求液压马达的使用性能要求 1、起动性能：、起动性能：影响马达起动性能的两个因素：马达摩影响马达起动性能的两个因素：马达摩擦副之间的静摩擦力和扭矩脉动。擦副之间的静摩擦力和扭矩脉动。描述马达起动性能的两个指标：描述马达起动性能的两个指标：起动扭矩：

25、起动扭矩：T0 起动机械效率：起动机械效率：tmTT00首钢工学院首钢工学院 2、制动性能：、制动性能：工作机构或负载停止运动时有可能有重工作机构或负载停止运动时有可能有重力做功的工况时，对马达有制动性要求。力做功的工况时，对马达有制动性要求。由于马达的容积效率影响马达的制动性由于马达的容积效率影响马达的制动性，一般马达（特别是需要长时间停止）还，一般马达（特别是需要长时间停止）还需设置制动装置。需设置制动装置。首钢工学院首钢工学院 3、最低稳定转速：、最低稳定转速：液压马达在额定负载下不出现爬行的最液压马达在额定负载下不出现爬行的最低转速。低转速。%10minmax平均N首钢工学院首钢工学院 1、如图所示，已知单杆液压缸的内径，如图所示，已知单杆液压缸的内径，活塞杆直径活塞杆直径 ,泵的供油压泵的供油压力力 ,供油流量供油流量 。试求：。试求：液压缸差动连接时的运动速度和推力；液压缸差动连接时的运动速度和推力；若考虑管路损失，则实测若考虑管路损失，则实测 ，而，而 ，求此时液压缸的推力。，求此时液压缸的推力。P48 4.1mmD50mmd35MPap5.2min/10Lq pp 1MPap6.22首钢工学院首钢工学院首钢工学院首钢工学院ENDThank you!