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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date第四章-液压缸第四章 液压执行元件第四章 液压执行元件液压缸和液压马达是液压系统中的执行元件,它是一种把液体的压力能转换成机械能以实现旋转或往复运动的能量转换装置。41液压马达液压马达是执行元件,它把液体的压力能转换为机械能。一、工作原理以轴向柱塞马达为例。(图aP63,B617)轴向柱塞马达由斜盘、缸体、柱塞、配油盘等零件组成。斜盘、配油盘固定不动,斜盘中心线与缸体
2、轴线呈角,柱塞轴向放置在缸体里。当压力油输入时,处在高压腔中的柱塞被顶出,压在斜盘上。设斜盘作用在柱塞上的反力为N,它可分解为两个分力:轴向分力F:与作用在柱塞上的液压作用力相平衡;垂直分力T:使缸体对转子中心产生转矩,即马达输出转矩。改变马达压力油输入方向,可以改变马达旋转方向;改变斜盘倾角,可改变马达排量。二、分类按照结构分为:齿轮马达、叶片马达和柱塞马达等。按排量是否可调分为:定量马达、变量马达。三、性能参数1压力工作压力:马达实际工作时的输入压力,由外负载决定。额定压力:在使用中允许达到的最高工作压力,取决于马达的结构强度和密封条件。2排量和流量排量q:在无泄漏情况下,马达每转所需输入
3、的油液体积。单位:m3/r 。理论流量Qt:在无泄漏情况下,单位时间内输入马达的油液体积。单位:m3/min 。实际流量Q:单位时间内实际输入马达的油液体积。由于存在内、外泄漏,所以实际需要的流量大于理论流量,即QQtDQ。3功率和效率输入功率:PiDpQ,Dp马达入口、出口的压力差。理论功率:不考虑损失时,液压能全部转换成机械能,PtDp Qt = Mt w。容积效率:hvQt /Q 输出功率:P oM w由于马达存在机械摩擦损失,实际输出转矩M比理论转矩Mt要小。机械效率:hmM /Mt 总效率:hM w/DpQ =hmhv4马达输出转矩和转速转矩 MMthmDphm /2转速 n =Qh
4、v / q 马达的能量关系可用图表示。(图326,327)四、液压马达的典型结构轴向柱塞马达、叶片马达的结构图。42 液压缸概述一 、液压缸的类型 按照结构:活塞式(单活塞杆、双活塞杆)、柱塞式、伸缩式。按照作用方式:单作用和双作用。二、 单活塞杆式液压缸的结构及工作原理1结构由活塞、活塞杆、缸筒、导向套、防尘圈、缸盖、耳环等零件组成。液压缸在结构上应满足:l 密封和防尘性能好液压缸是依靠密封容积的变化来传递力和速度的,因此,为了防止泄漏,在零件与零件配合的地方,用密封圈密封,以提高缸的性能和效率。活塞和缸筒内壁、活塞与活塞杆、活塞杆与导向套、缸筒与缸盖、缸盖与导向套等部位都设有密封圈。为了防
5、止灰尘等物进入缸内,提高寿命,在缸的头部设有防尘圈。l 设置导向套 保证活塞只受中心拉力或压力,不受偏心载荷。l 设置排气装置 保证及时排除缸内空气,在缸的最上部设置排气装置。l 设置缓冲装置 对高速液压缸,为避免行程终点产生冲击,应设置缓冲装置。2工作原理利用液体的压力克服外界负载阻力,利用液体的流量维持运动速度。液压缸的外形图。(图aP71,aP72)43 液压缸的静态特性液压缸的静态特性是指它在稳态下工作时,各参数间的关系。这里主要讨论推力和速度。一 、单杆活塞缸1活塞向右运动液压缸左腔进油,压力为p1,流量为Q;右腔回油压力为p2。A1、A2分别为液压缸无杆腔和有杆腔的有效工作面积。(
6、图42)活塞产生向左推力为 F1p1A1p2A2若回油压力为零,即 p20 时, F1p1A1p1D2活塞向右移动速度为 v12活塞向左运动液压缸右腔进油,压力为p1,流量为Q,左腔回油压力为p2。(图43)活塞产生向左推力为 F2p1A2p2A1当p20 时, F2p1A2p1(D2d2)活塞向左运动速度为 v2 由于A1A2,所以 F1F2,v116MPa,Py =1.25Pn-缸筒材料许用应力。= b/n,b -抗拉强度,n-安全系数,n=5。当D/10时,应按厚壁筒的计算公式进行计算。3mm,满足工艺要求。三、验算活塞杆1强度计算活塞杆工作时受拉、压力,强度可以按照直杆的拉、压考虑。 -活塞杆材料许用应力。= b/n,b -抗拉强度,n-安全系数,n=5。2稳定性验算L/d10时,必须把油缸整体作为细长杆件处理,进行稳定性校核。活塞承受负载F应小于使其保持工作稳定的临界负载Fk,即: nk-安全系数,nk=24;Fk-临界负载(不产生纵向弯曲) 细长比 且 举例见附页-