《执行元件》PPT课件.ppt

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1、 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 概概 述述 液压与气动系统中的执行元件，是将流体液压与气动系统中的执行元件，是将流体的压力能转化为机械能的元件。的压力能转化为机械能的元件。执行元件驱动机构作直线往复或旋转（或执行元件驱动机构作直线往复或旋转（或摆动）运动。摆动）运动。执行执行元件元件压力压力流量流量力（转矩）力（转矩）速度（转速）速度（转速）液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 第一节第一节 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件一、液压缸一、液压缸（一）液压缸的

2、类型（一）液压缸的类型实现直线的往复运动。实现直线的往复运动。1.1.活塞式液压缸活塞式液压缸双杆活塞缸双杆活塞缸单杆活塞缸单杆活塞缸2.2.柱塞式液压缸柱塞式液压缸3.3.伸缩式液压缸伸缩式液压缸按结构形式，可以分为：按结构形式，可以分为：液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 双杆活塞缸双杆活塞缸 活塞两侧的活塞杆直径相等。活塞两侧的活塞杆直径相等。工作台移动范围约为活塞有工作台移动范围约为活塞有效行程的三倍。效行程的三倍。进、出油口位于缸筒两端；进、出油口位于缸筒两端；工作台移动范围约为活塞有工作台移动范围约为活塞有效行程的二倍。效行程的二倍。进、出油口在活塞杆

3、上，或进、出油口在活塞杆上，或用软管连接在缸筒两端；用软管连接在缸筒两端；液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 双杆活塞缸双杆活塞缸 当活塞左右运动对应的当活塞左右运动对应的油压和输入流量相同时，两油压和输入流量相同时，两个方向上输出的推力和速度个方向上输出的推力和速度就是相等的。就是相等的。设：设：A-A-活塞的有效面积；活塞的有效面积；D D、dd活塞和活塞杆的直径；活塞和活塞杆的直径；q q输入流量；输入流量；pp1 1、p p2 2进、出口压力；进、出口压力；m m、v v缸的机械效率、容积效率缸的机械效率、容积效率 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执

4、行元件 佛山科学技术学院 单杆活塞缸单杆活塞缸 只在活塞一端有活塞只在活塞一端有活塞杆，缸的两腔有效工作杆，缸的两腔有效工作面积不相等。面积不相等。安装也有缸筒固定和活塞杆固定两种，安装也有缸筒固定和活塞杆固定两种，进、出油口根据安装方式而定。进、出油口根据安装方式而定。工作台移动范围都为活塞有效行程的工作台移动范围都为活塞有效行程的两倍。两倍。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 单杆活塞缸单杆活塞缸速度和推力计算式速度和推力计算式 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 单杆活塞缸单杆活塞缸 单活塞杆液压缸左右单活塞杆液压缸左右两腔同时

5、接通压力油，这两腔同时接通压力油，这种连接方式称为种连接方式称为差动连接差动连接，此缸称为此缸称为差动缸差动缸。此时液压缸两腔压力相等，但两腔活塞的工此时液压缸两腔压力相等，但两腔活塞的工作面积不相等，活塞将向有杆腔方向运动。作面积不相等，活塞将向有杆腔方向运动。向液压缸右腔输油，左腔通油箱，活塞向左向液压缸右腔输油，左腔通油箱，活塞向左运动。运动。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 单杆活塞缸单杆活塞缸 单活塞杆液压缸左右单活塞杆液压缸左右两腔同时接通压力油，这两腔同时接通压力油，这种连接方式称为种连接方式称为差动连接差动连接，此缸称为此缸称为差动缸差动缸。1.

6、1.在不增加输入流量的情况下提高活塞的在不增加输入流量的情况下提高活塞的运动速度；运动速度；2.2.输出力降低了。输出力降低了。特点特点 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 柱塞液压缸柱塞液压缸1.1.柱塞式液压缸是单作用液柱塞式液压缸是单作用液压缸，即靠液压力只能实现压缸，即靠液压力只能实现一个方向的运动，回程要靠一个方向的运动，回程要靠自重（当液压缸垂直放置时）自重（当液压缸垂直放置时）或其它外力；或其它外力；2.2.用两个柱塞缸组合，也能用两个柱塞缸组合，也能用压力油实现往复运动；用压力油实现往复运动；特点特点 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件

7、 佛山科学技术学院 柱塞液压缸柱塞液压缸3.3.柱塞运动时，由缸盖上的柱塞运动时，由缸盖上的导向套来导向，因此，柱塞导向套来导向，因此，柱塞和缸筒的内壁不接触，缸筒和缸筒的内壁不接触，缸筒内孔只需粗加工即可。内孔只需粗加工即可。特点特点 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 伸缩式液压缸伸缩式液压缸1.1.由两个或多个活塞套装而由两个或多个活塞套装而成，前一级活塞杆是后一级成，前一级活塞杆是后一级活塞缸的缸筒；活塞缸的缸筒；2.2.伸出时，可以获得很长的工作行程，缩回时可伸出时，可以获得很长的工作行程，缩回时可保持很小的结构尺寸；保持很小的结构尺寸；特点特点 液液压

8、压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 伸缩式液压缸伸缩式液压缸特点特点3.3.在各级活塞依次伸出时，在各级活塞依次伸出时，液压缸的有效面积是逐级变液压缸的有效面积是逐级变化的。化的。在输入流量和压力不变的在输入流量和压力不变的情况下，液压缸的输出推情况下，液压缸的输出推力和速度逐级变化：力和速度逐级变化：液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 伸缩式液压缸伸缩式液压缸4.4.起动时活塞有效面积最大，起动时活塞有效面积最大，输出推力也最大，随着行程输出推力也最大，随着行程逐级增长，推力随之减小；逐级增长，推力随之减小；这种推力变化情况，正适合于自动

9、装卸车对这种推力变化情况，正适合于自动装卸车对推力的要求。推力的要求。特点特点 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 液压缸类型液压缸类型小结小结1.1.活塞式液压缸活塞式液压缸2.2.柱塞式液压缸柱塞式液压缸3.3.伸缩式液压缸伸缩式液压缸双作用双作用单作用单作用双杆双杆单杆单杆双作用双作用单作用单作用（弹簧复位）（弹簧复位）液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 一、液压缸一、液压缸 液压缸的结构形式很多，在此以单杆活塞液压缸的结构形式很多，在此以单杆活塞缸为例，说明液压缸的基本组成。缸为例，说明液压缸的基本组成。（二）液压缸的结构（二

10、）液压缸的结构 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 一、液压缸一、液压缸只有一端有活塞杆，两端进出口油口都可通压力只有一端有活塞杆，两端进出口油口都可通压力油或回油，以实现双向运动，故为双作用缸。油或回油，以实现双向运动，故为双作用缸。（二）液压缸的结构（二）液压缸的结构 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 一、液压缸一、液压缸 由由缸筒缸筒、前后缸盖前后缸盖、活塞活塞、活塞杆活塞杆、密封装密封装置置、缓冲装置缓冲装置等主要零件组成。等主要零件组成。（二）液压缸的结构（二）液压缸的结构 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件

11、佛山科学技术学院 缸体组件包括缸筒、缸体组件包括缸筒、缸盖和一些连接零缸盖和一些连接零件。件。缸体组件缸体组件缸筒和缸盖的常见连接方式如图所示。缸筒和缸盖的常见连接方式如图所示。缸筒可以用铸铁缸筒可以用铸铁（低压时）和无缝（低压时）和无缝钢管（高压时）制钢管（高压时）制成。成。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 法兰连接，加工和法兰连接，加工和拆装都很方便，只拆装都很方便，只是外形尺寸大些；是外形尺寸大些；缸体组件缸体组件半环连接，要求缸半环连接，要求缸筒有足够的壁厚；筒有足够的壁厚；螺纹连接，外形尺寸小，但拆装不方便，要有专用螺纹连接，外形尺寸小，但拆装不方便，

12、要有专用工具；工具；液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 拉杆式连接，拆装拉杆式连接，拆装容易，但外形尺寸容易，但外形尺寸大；大；缸体组件缸体组件焊接连接，结构简焊接连接，结构简单，尺寸小，但可单，尺寸小，但可能会有因焊接有一能会有因焊接有一些变形。些变形。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 螺纹式连接螺纹式连接结构简单，但要结构简单，但要防止螺母脱落；防止螺母脱落；活塞和活塞杆活塞和活塞杆活塞和活塞杆的常见连接方式如图所示。活塞和活塞杆的常见连接方式如图所示。半环式连接半环式连接结构复杂，但工结构复杂，但工作可靠。作可靠。活塞活塞通常

13、是用通常是用铸铁铸铁制成的，制成的，活塞杆活塞杆通常用通常用钢钢料料制成。制成。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 根据密封位置不根据密封位置不同，密封装置有同，密封装置有密封装置密封装置 液压缸中的密封是指活塞、活塞杆和缸盖液压缸中的密封是指活塞、活塞杆和缸盖等处的密封。它是用来防止液压缸内部和外部等处的密封。它是用来防止液压缸内部和外部的泄漏。的泄漏。液压缸中密封设计的好坏，对液压缸的性能液压缸中密封设计的好坏，对液压缸的性能有着重要影响。有着重要影响。活塞密封活塞密封活塞杆密封活塞杆密封缸盖密封缸盖密封 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科

14、学技术学院 活塞密封活塞密封 指活塞外表面与缸筒内表面之间的密封，指活塞外表面与缸筒内表面之间的密封，用来防止液压缸中高压容腔的油液向低压容腔用来防止液压缸中高压容腔的油液向低压容腔中泄漏。中泄漏。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 活塞密封活塞密封 在活塞上开出的若干在活塞上开出的若干道深至的环形槽，可以增道深至的环形槽，可以增大油液从高压腔向低压腔大油液从高压腔向低压腔泄漏的阻力，从而减小泄泄漏的阻力，从而减小泄漏。漏。间隙密封间隙密封 间隙密封是一种最简间隙密封是一种最简单的密封形式，常用在活单的密封形式，常用在活塞直径较小、工作压力较塞直径较小、工作压力较

15、低的液压缸中。低的液压缸中。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 活塞密封活塞密封 通过在活塞外表面的通过在活塞外表面的环形槽中放置切了口的金环形槽中放置切了口的金属环来实现密封。属环来实现密封。活塞环密封活塞环密封 金属环依靠弹性变形金属环依靠弹性变形紧贴在缸筒内表面上，在紧贴在缸筒内表面上，在高温、高压和高速运动场高温、高压和高速运动场合有很好的密封性能。合有很好的密封性能。缺点是制造工艺比较缺点是制造工艺比较复杂。复杂。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 活塞密封活塞密封橡胶圈密封橡胶圈密封磨损后能自动补偿、并且密封磨损后能自动补

16、偿、并且密封性能会随着压力的加大而提高性能会随着压力的加大而提高,结构简单、应用广泛。结构简单、应用广泛。左图采用了左图采用了Y Y形橡胶圈，形橡胶圈，使两唇面向油压，以便在压使两唇面向油压，以便在压力油作用下使两唇张开。力油作用下使两唇张开。如果压力波动较大、运如果压力波动较大、运动速度较高，则须考虑在动速度较高，则须考虑在Y Y形形密封圈中添加支撑件。密封圈中添加支撑件。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 活塞密封活塞密封橡胶圈密封橡胶圈密封磨损后能自动补偿、并且密封磨损后能自动补偿、并且密封性能会随着压力的加大而提高性能会随着压力的加大而提高,结构简单、应用

17、广泛。结构简单、应用广泛。上图中采用的是上图中采用的是O O形橡胶圈形橡胶圈。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 活塞杆密封活塞杆密封 指活塞和活塞杆之间的密封。指活塞和活塞杆之间的密封。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 活塞杆密封活塞杆密封V V形和形和Y Y形密封圈在安装时都须将两形密封圈在安装时都须将两唇面向油压。唇面向油压。注意注意 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 缸盖密封缸盖密封 一般采用一般采用O O形圈密封。形圈密封。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 缓

18、冲装置缓冲装置 利用活塞或缸筒移动到接近终点时，将活利用活塞或缸筒移动到接近终点时，将活塞和缸盖之间的一部分液体封住，迫使液体从塞和缸盖之间的一部分液体封住，迫使液体从小孔或缝隙中挤出，从而产生很大的阻力，使小孔或缝隙中挤出，从而产生很大的阻力，使工作部件制动，避免活塞和缸盖的相互碰撞。工作部件制动，避免活塞和缸盖的相互碰撞。常用的缓冲装置有：常用的缓冲装置有：节流口可调式缓冲装置节流口可调式缓冲装置节流口变化式缓冲装置节流口变化式缓冲装置 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 当活塞上的凸台进入端当活塞上的凸台进入端盖凹腔后，圆环形回油腔中盖凹腔后，圆环形回油腔中

19、的液体只能通过针形节流阀的液体只能通过针形节流阀流出，从而使活塞制动。流出，从而使活塞制动。调节节流阀开口，可改变制动阻力大小。调节节流阀开口，可改变制动阻力大小。节流口可调式缓冲装置节流口可调式缓冲装置 这种缓冲装置起始缓冲效果好，随着活塞向前这种缓冲装置起始缓冲效果好，随着活塞向前移动，缓冲效果逐渐减弱，因此它的制动行程较长。移动，缓冲效果逐渐减弱，因此它的制动行程较长。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 活塞上开有变截面的轴活塞上开有变截面的轴向三角节流槽。向三角节流槽。节流口变化式缓冲装置节流口变化式缓冲装置 活塞移近端盖时，回油活塞移近端盖时，回油腔油液

20、只能经过三角槽流出，腔油液只能经过三角槽流出，使活塞受到制动作用。使活塞受到制动作用。随着活塞的移动，三角槽通流截面逐渐变小，随着活塞的移动，三角槽通流截面逐渐变小，阻力作用增大，因此，缓冲作用均匀，冲击压力阻力作用增大，因此，缓冲作用均匀，冲击压力较小，制动位置精度高。较小，制动位置精度高。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 排气装置排气装置 由于液体中混有空气或液压缸停止使用时由于液体中混有空气或液压缸停止使用时空气侵入，在液压缸的最高部位常会聚积空气。空气侵入，在液压缸的最高部位常会聚积空气。若不排除就会使缸的运动不平稳，引起爬若不排除就会使缸的运动不平稳，

21、引起爬行和振动，严重时会使液体氧化腐蚀液压元件。行和振动，严重时会使液体氧化腐蚀液压元件。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 排气装置排气装置 排气阀和排气塞都要安装在液排气阀和排气塞都要安装在液压缸的最高部位。压缸的最高部位。并非所有的液压缸都设并非所有的液压缸都设置排气装置。置排气装置。注意注意对于要求不高的液压缸往往不设对于要求不高的液压缸往往不设专门的排气装置，而是将通油口专门的排气装置，而是将通油口布置在缸筒两端的最高处，使缸布置在缸筒两端的最高处，使缸中的空气随油液的流动而排走。中的空气随油液的流动而排走。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件

22、 佛山科学技术学院 第一节第一节 直线往复运动执行元件直线往复运动执行元件二、气缸二、气缸气缸以压缩空气为动力，驱动机气缸以压缩空气为动力，驱动机构作直线往复运动。构作直线往复运动。气缸是气动系统中使用最多的执行元件。气缸是气动系统中使用最多的执行元件。（一）气缸的类型（一）气缸的类型 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 普通气缸在缸筒内只有一个活塞和一个普通气缸在缸筒内只有一个活塞和一个活塞杆，也有单作用和双作用之分。活塞杆，也有单作用和双作用之分。（二）普通气缸（二）普通气缸 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 回程靠弹簧实现。回

23、程靠弹簧实现。（二）普通气缸（二）普通气缸 由于气缸活塞杆初始位置处于退回的位由于气缸活塞杆初始位置处于退回的位置，因此也称为置，因此也称为预缩型单作用气缸预缩型单作用气缸。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 有有无杆气缸无杆气缸、磁性气缸磁性气缸、开关气缸开关气缸、制制动气缸动气缸、坐标气缸坐标气缸、手指气缸手指气缸、气液阻尼气气液阻尼气缸缸等。等。（三）其他形式气缸（三）其他形式气缸 与液体相比，气体具有可压缩性。因此，与液体相比，气体具有可压缩性。因此，在外载荷发生变化时会导致气缸的输出运动在外载荷发生变化时会导致气缸的输出运动产生产生 爬行爬行 或或 自移

24、自移 现象。现象。气液阻尼气缸气液阻尼气缸 在要求气缸有较高的位置和速度精度时，在要求气缸有较高的位置和速度精度时，宜使用气液阻尼缸。宜使用气液阻尼缸。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 气液阻尼缸是一种由气缸和液压缸构成气液阻尼缸是一种由气缸和液压缸构成的组合缸。的组合缸。气液阻尼气缸气液阻尼气缸 气液阻尼缸有气液阻尼缸有串联式串联式和和并联式并联式两种结构：两种结构：由气缸产生驱动力，用液压缸的阻尼调由气缸产生驱动力，用液压缸的阻尼调节作用获得平稳运动。节作用获得平稳运动。串联式串联式并联式并联式 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学

25、院 在液压缸的进、出口处连接了调速用的液压在液压缸的进、出口处连接了调速用的液压单向节流阀，通过调节液压缸的排油量，从而调单向节流阀，通过调节液压缸的排油量，从而调节活塞运动的速度。节活塞运动的速度。气液阻尼气缸气液阻尼气缸 气缸活塞和液气缸活塞和液压缸活塞用一根活压缸活塞用一根活塞杆串联起来，两塞杆串联起来，两缸之间用中盖缸之间用中盖6 6隔隔开，防止空气与液开，防止空气与液压油互窜。压油互窜。串联式串联式 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 气液阻尼气缸气液阻尼气缸 工作进给时，工作进给时，气缸右腔进气，活气缸右腔进气，活塞杆左行，液压缸塞杆左行，液压缸左腔排

26、油。左腔排油。串联式串联式 由于此时单向阀由于此时单向阀4 4关闭，所以排油路线只能经关闭，所以排油路线只能经由节流阀由节流阀3 3进入液压缸右腔。由此，调节节流阀进入液压缸右腔。由此，调节节流阀3 3的开口量大小，就可调节活塞的运动速度。的开口量大小，就可调节活塞的运动速度。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 气液阻尼气缸气液阻尼气缸 返回时，气缸返回时，气缸左腔进气，活塞杆左腔进气，活塞杆右行，液压缸右腔右行，液压缸右腔排油；排油；串联式串联式 由于此时单向阀由于此时单向阀4 4打开，所以排油路线可经单打开，所以排油路线可经单向阀向阀4 4快速进入液压缸左腔，

27、实现快退。快速进入液压缸左腔，实现快退。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 气液阻尼气缸气液阻尼气缸 一般将双活塞一般将双活塞杆腔作为液压缸，杆腔作为液压缸，使液压缸左右两腔使液压缸左右两腔进排油量相等；进排油量相等；串联式串联式 贮油杯内的油液只用于补充因液压缸泄漏而贮油杯内的油液只用于补充因液压缸泄漏而减少的流量。减少的流量。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 工作原理和特性与工作原理和特性与串联式气液阻尼缸相同。串联式气液阻尼缸相同。气液阻尼气缸气液阻尼气缸 液压缸与气缸用刚液压缸与气缸用刚性连接板并联在一起，性连接板并联在一起

28、，但液压缸活塞杆可在连但液压缸活塞杆可在连接板内浮动一段行程接板内浮动一段行程（可调节）。（可调节）。并联式并联式 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 注意使气缸活塞杆注意使气缸活塞杆轴线应与负载作用线处轴线应与负载作用线处在同一轴线上，从而减在同一轴线上，从而减小附加力矩对运动平稳小附加力矩对运动平稳性的影响。性的影响。气液阻尼气缸气液阻尼气缸 结构紧凑，气缸和结构紧凑，气缸和液压缸之间没有窜气现液压缸之间没有窜气现象。象。并联式并联式 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 第二节第二节 旋转运动执行元件旋转运动执行元件一、液压马达一

29、、液压马达（一）液压马达的工作原理（一）液压马达的工作原理输出连续旋转或摆动的执行元件。输出连续旋转或摆动的执行元件。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （一）液压马达的工作原理（一）液压马达的工作原理以轴向柱塞式液压马达为例：以轴向柱塞式液压马达为例：高压油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞高压油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，高压腔的柱塞被顶出，压在斜盘上。孔时，高压腔的柱塞被顶出，压在斜盘上。斜盘斜盘1 1和配油盘和配油盘4 4固定固定不动，柱塞不动，柱塞3 3可在缸体可在缸体2 2的的孔内移动。斜盘中心线和孔内移动。斜盘中心线和缸体中心线相交一个倾角缸体中心线

30、相交一个倾角。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （一）液压马达的工作原理（一）液压马达的工作原理 液压马达产生的转矩应为所有处于高压腔的液压马达产生的转矩应为所有处于高压腔的柱塞产生的转矩之和，即柱塞产生的转矩之和，即 斜盘对柱塞的反作用斜盘对柱塞的反作用力力F F分解为轴向分力分解为轴向分力F FN N和和垂直分力垂直分力F FT T。F FN N与作用与作用在柱塞上的液压力平衡，在柱塞上的液压力平衡，F FT T则产生使缸体发生旋转则产生使缸体发生旋转的转矩，带动轴的转矩，带动轴5 5转动。转动。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学

31、院 （一）液压马达的工作原理（一）液压马达的工作原理 液压马达对外输出的总的转矩也是脉动的。液压马达对外输出的总的转矩也是脉动的。随着柱塞和缸体垂直随着柱塞和缸体垂直中心线的夹角中心线的夹角的变化，的变化，每个柱塞产生的转矩是变每个柱塞产生的转矩是变化的。化的。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （一）液压马达的工作原理（一）液压马达的工作原理说明说明 因为考虑到压力平衡、间隙密封的自动补偿因为考虑到压力平衡、间隙密封的自动补偿等因素，液压泵吸、排油腔的结构多是不对称的，等因素，液压泵吸、排油腔的结构多是不对称的，只能单方向旋转。但作为液压马达，通常要求正、只能单

32、方向旋转。但作为液压马达，通常要求正、反向旋转，要求结构对称。反向旋转，要求结构对称。从工作原理上讲，相同形式的液压泵从工作原理上讲，相同形式的液压泵和液压马达是可以相互代换的。和液压马达是可以相互代换的。但是，一般情况下未经改进的液压泵但是，一般情况下未经改进的液压泵不宜用作液压马达。不宜用作液压马达。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （二）液压马达的主要性能参数（二）液压马达的主要性能参数1.1.工作压力和额定压力工作压力和额定压力工作压力工作压力是指马达实际工作时的压力。是指马达实际工作时的压力。额定压力额定压力是指马达在正常工作条件下，按是指马达在正常工

33、作条件下，按试验标准规定能连续运转的最高压力。试验标准规定能连续运转的最高压力。2.2.排量和理论流量排量和理论流量 排量排量是指在没有泄漏的情况下，马达轴旋是指在没有泄漏的情况下，马达轴旋转一周所需输入的液体体积。转一周所需输入的液体体积。理论流量理论流量是指在没有泄漏的情况下，达到是指在没有泄漏的情况下，达到要求转速所需输入液体的流量。要求转速所需输入液体的流量。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （二）液压马达的主要性能参数（二）液压马达的主要性能参数3.3.效率和功率效率和功率容积效率容积效率：由于有泄漏损失，为了达到液压：由于有泄漏损失，为了达到液压马达

34、所要求的转速，实际输入的流量马达所要求的转速，实际输入的流量q q必须大必须大于理论输入流量于理论输入流量q qt t。机械效率：机械效率：由于有摩擦损失，液压马达的由于有摩擦损失，液压马达的实际输出转矩实际输出转矩T T一定小于理论转矩一定小于理论转矩T Tt t。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （二）液压马达的主要性能参数（二）液压马达的主要性能参数3.3.效率和功率效率和功率液压马达的总效率液压马达的总效率：液压马达的输入功率：液压马达的输入功率：液压马达的输出功率：液压马达的输出功率：pp液压马达进、出口的压力差液压马达进、出口的压力差，n n液压马达

35、的角速度和转速液压马达的角速度和转速 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （二）液压马达的主要性能参数（二）液压马达的主要性能参数4.4.转矩和转速转矩和转速液压马达产生的理论转矩：液压马达产生的理论转矩：液压马达输出的实际转矩：液压马达输出的实际转矩：转矩转矩和和转速转速是液压马达输出的两个最重要是液压马达输出的两个最重要物理量，是输出机械能的表现形式。物理量，是输出机械能的表现形式。液压马达输出的实际转速：液压马达输出的实际转速：（V V排量）排量）液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （三）其它类型的液压马达（三）其它类型的液压马

36、达 液压马达按结构可以分为液压马达按结构可以分为齿轮式齿轮式、叶片叶片式式和和柱塞式柱塞式等。等。按工作性能可分为按工作性能可分为高速马达高速马达和和低速马达低速马达两大类。两大类。高速液压马达高速液压马达转子转动惯量小，反应迅速，转子转动惯量小，反应迅速，额定转速大于额定转速大于500r/min500r/min，但输出的转矩相对较，但输出的转矩相对较小。小。低速液压马达低速液压马达旋转速度低、转矩大。旋转速度低、转矩大。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （三）其它类型的液压马达（三）其它类型的液压马达 属于属于高速马达高速马达 。齿轮式液压马达齿轮式液压马达

37、为了减小输出转为了减小输出转矩的脉动，齿轮式矩的脉动，齿轮式液压马达中齿轮的液压马达中齿轮的齿数比泵的齿数多。齿数比泵的齿数多。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （三）其它类型的液压马达（三）其它类型的液压马达齿轮式液压马达齿轮式液压马达 由于齿轮马达由于齿轮马达的容积效率比较低，的容积效率比较低，输入油压不能过高，输入油压不能过高，因此输出转矩较低。因此输出转矩较低。通常适用于高速小转矩的场合，例如工通常适用于高速小转矩的场合，例如工程机械和农业机械中。程机械和农业机械中。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （三）其它类型的液压马

38、达（三）其它类型的液压马达 属于属于高速马达高速马达 。叶片式液压马达叶片式液压马达 叶片式液压马达转动叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，运惯量小，动作灵敏，运转均匀脉动小。转均匀脉动小。缺点是泄漏较大，不能在很低的转速下工作，机缺点是泄漏较大，不能在很低的转速下工作，机械特性较软（即当负载增加时转速将迅速降低）。械特性较软（即当负载增加时转速将迅速降低）。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （三）其它类型的液压马达（三）其它类型的液压马达 属于属于高速马达高速马达 。叶片式液压马达叶片式液压马达 叶片式液压马达转动叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，运惯量小，

39、动作灵敏，运转均匀脉动小。转均匀脉动小。适用于低转矩、高转速的场合，其最高转速可适用于低转矩、高转速的场合，其最高转速可达达2000r/min 2000r/min。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （三）其它类型的液压马达（三）其它类型的液压马达一般多采用一般多采用径向柱塞式径向柱塞式。低速液压马达低速液压马达 特点是输入压力高、特点是输入压力高、排量大，因此输出转矩排量大，因此输出转矩很大，可达几百到几千很大，可达几百到几千NmNm。低速液压马达可在低速液压马达可在10r/min10r/min以下平稳运转。所以以下平稳运转。所以又称又称低速大扭矩液压马达低速大

40、扭矩液压马达。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （三）其它类型的液压马达（三）其它类型的液压马达摆动液压马达摆动液压马达 摆动液压马达摆动液压马达也称也称摆动式液压缸摆动式液压缸，是一种，是一种输出轴作往复摆动（不输出轴作往复摆动（不是连续回转）的液压执是连续回转）的液压执行元件。行元件。摆动液压马达有摆动液压马达有单叶片单叶片和和双叶片双叶片两种结构。两种结构。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 （三）其它类型的液压马达（三）其它类型的液压马达摆动液压马达摆动液压马达 单叶片式摆动马达单叶片式摆动马达的的摆动角度小于摆动角度小于3

41、00300。双叶片式摆动马达双叶片式摆动马达的的摆动角度小于摆动角度小于150150。在相同情况下，在相同情况下，双叶双叶片式片式的输出转矩是的输出转矩是单叶片单叶片式式的两倍，角速度是单叶的两倍，角速度是单叶片式的一半片式的一半。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 第二节第二节 旋转运动执行元件旋转运动执行元件一、液压马达一、液压马达二、气动马达二、气动马达 气动马达气动马达是将压缩空是将压缩空气的能量转换为回转运动气的能量转换为回转运动的气动执行元件的气动执行元件。气动马达气动马达的转动惯量很的转动惯量很小，可频繁做正、反方向转小，可频繁做正、反方向转动。动。

42、液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 第二节第二节 旋转运动执行元件旋转运动执行元件一、液压马达一、液压马达二、气动马达二、气动马达 图示为图示为叶片式气动马达叶片式气动马达，一般在高速回转的范围使用，一般在高速回转的范围使用，其输出功率为其输出功率为20KW20KW，转速，转速为为50050025000 r/min25000 r/min。叶片式气动马达的启动叶片式气动马达的启动特性和低速特性不好，主要特性和低速特性不好，主要用于矿山机械和气动工具。用于矿山机械和气动工具。液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 第三节第三节 设计计算（自学）设计计算（自学）液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 作业：作业：P133P133：3-23-2 液液压压与与气气压压传传动动 第三章 执行元件 佛山科学技术学院 本 章 结 束