液压与气压传动 03液压执行元件讲解.ppt

第一节 液压马达 液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速，是液压系统的执行元件。 马达与泵在原理上有可逆性，但因用途不同结构上有些差别：马达要求正反转，其结构具有对称性；而泵为了保证其自吸性能，结构上采取了某些措施。 马达的分类： ns＞500r/min 为高速液压马达：齿轮马达，叶片马达，轴向柱塞马达 ns＜ 500r/min 为低速液压马达：径向柱塞马达（单作用连杆型径向柱塞马达，多作用内曲线径向柱塞马达） 液压马达图形符号 液压马达的特性参数 工作压力与额定压力 工作压力 p 大小取决于马达负载，马达进出口压力的差值称为马达的压差Δp。额定压力 ps 能使马达连续正常运转的最高压力。 流量与容积效率 输入马达的实际流量 qM＝qMt＋Δq 其中 qMt为理论流量，马达在没有泄漏时，达到要求转速所需进口流量。 容积效率ηMv＝ qMt / qM＝ 1－ Δq / qM 排量与转速 排量V为ηMV等于1 时输出轴旋转一周所需油液体积。 转速 转矩与机械效率 实际输出转矩 T＝Tt-ΔT 理论输出转矩 Tt＝Δp V / 2π 机械效率ηMm＝TM/TMt 功率与总效率 ηM＝ PMo/ Pmi＝ηMvηMm 式中 PMo为马达输出功率，Pmi为马达输入功率。 1.齿轮马达 叶片马达 轴向柱塞马达 低速大扭矩马达单作用连杆型径向柱塞马达 呈五星状（或七星状）的壳体内均匀分布着柱塞缸。 柱塞与连杆铰接，连杆的另一端与曲轴偏心轮外圆接触。高压油进入部分柱塞缸头部，高压油作用在柱塞上的作用力对曲轴旋转中心形成转矩。另外部分柱塞缸与回油口相通。曲轴为输出轴。 配流轴随曲轴同步旋转，各柱塞缸依次与高压进油和低压回油相通（配流套不转），保证曲轴连续旋转。 排量公式 v =πd 2e z / 2 d 为柱塞直径；e 为曲轴偏心距；z 为柱塞数。 低速大扭矩马达多作用内曲线径向柱塞马达 结构原理 壳体内环由x 个导轨曲面组成，每个曲面分为a、b两个区段； 缸体径向均布有z 个柱塞孔，柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上，使之在缸体径向槽内滑动 ；柱塞、滚轮组组成柱塞组件， a段导轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对缸体产生转矩；配流轴圆周均布2x 个配流窗口，其中x 个窗口对应于a段，通高压油， 柱塞式液压缸是单作用的，它的回程需要借助自重或弹簧等其它外力来完成。如果要获得双向运动，可将两柱塞液压缸成对使用为减轻柱塞的重量，有时制成空心柱塞。 图3.3柱塞式液压缸 Q Q V d d 式中：d—柱塞直径，p1—进油压力，p2—另一缸的回油压力。 p1 p2 3 摆动式液压缸 图3.4摆动液压缸 摆动液压缸能实现小于360°角度的往复摆动运动，由于它可直接输出扭矩，故又称为摆动液压马达，主要有单叶片式和双叶片式两种结构形式。 图3.4摆动液压缸 单叶片摆动液压缸主要由定子块1、缸体2、摆动轴3、叶片4、左右支承盘和左右盖板等主要零件组成。定子块固定在缸体上，叶片和摆动轴固连在一起，当两油口相继通以压力油时，叶片即带动摆动轴作往复摆动。 图3-8摆动液压缸 当考虑到机械效率时，单叶片缸的摆动轴输出转矩为 p1 p2 D — 缸体内孔直径； d — 摆动轴直径； b — 叶片宽度； 图3.4摆动液压缸 q 根据能量守恒原理,结合式(3.10)得输出角速度为 D — 缸体内孔直径； d — 摆动轴直径； b — 叶片宽度； ω 单叶片摆动液压缸的摆角一般不超过280 o ，双叶片摆动液压缸的摆角一般不超过150 o 。 当输入压力和流量不变时，双叶片摆动液压缸摆动轴输出转矩是相同参数单叶片摆动缸的两倍，而摆动角速度则是单叶片的一半。 摆动缸结构紧凑，输出转矩大，但密封困难，一般只用于中、低压系统中往复摆动，转位或间歇运动的地方。 缸体 4 伸缩式液压缸 伸出 缩回 套筒活塞 活塞 伸缩式单作用缸 伸出 缩回 伸缩式液压缸的特点是：活塞杆伸出的行程长，收缩后的结构尺寸小，适用于翻斗汽车，起重机的伸缩臂等。 伸缩式双作用缸 伸出 B A 二级活塞 缸体两端有进、出油口A和B。当A口进油，B口回油时，先推动一级活塞向右运动。一级活塞右行至终点时，二级活塞在压力油的作用下继续向右运动。 伸出 B A 二级活塞 3.1.5 齿条活塞缸 齿条活塞缸由带有齿条杆的双作用活塞缸和齿轮齿条机构组成，活塞往复移动经齿条、齿轮机构变成齿轮轴往复转动。 图3.6齿条活塞液压缸的结构图 1 —紧固螺帽；2 —调节螺钉；3 —端盖；4 —