3液压执行元件教程.pptx

液液压缸的缸的类型及特点型及特点液液压缸的缸的设计计算算液液压缸的典型缸的典型结构构液液压缸的密封缸的密封液液压马达达简介介学学习习目目的的：要要求求掌掌握握液液压压缸缸设设计计中中应应考考虑虑的的主主要要问问题题，包包括括结结结结构构构构类类类类型型型型的的的的选选选选择择择择和和参参参参数数数数计计计计算算算算等等，为液压缸设计打下基础。为液压缸设计打下基础。主要内容：主要内容：第3章 液压传动执行元件 液液压压缸缸（油油缸缸）主主要要用用于于实实现现机机构构的的直直线线往往复复运运动动，也也可可以以实实现现摆摆动动，其其结结构构简简单单，工工作作可可靠靠，应应用广泛。用广泛。液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是速度和液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出量是速度和力。力。液压缸和液压马达都是液压执行元件，液压缸和液压马达都是液压执行元件，其职能是将液压其职能是将液压能转换为机械能。能转换为机械能。p1p2FVdQA液压缸压力p 流量Q液压功率作用力F 速度V机械功率3.1 液压缸 液压缸的分类液压缸的分类按供油方向分：单作用缸和双作用缸。按供油方向分：单作用缸和双作用缸。按结构形式分：活塞缸、柱塞缸、伸缩套筒缸、摆动按结构形式分：活塞缸、柱塞缸、伸缩套筒缸、摆动液压缸。液压缸。按活塞杆形式分：单杆活塞缸、双杆活塞缸。按活塞杆形式分：单杆活塞缸、双杆活塞缸。单杆液压缸单杆液压缸双杆液压缸双杆液压缸柱塞式液压缸柱塞式液压缸3.1.1 液压缸的类型 活活塞塞式式液液压压缸缸可可分分为为双双杆杆式式和和单单杆杆式式两两种种结结构构形形式式，其其安安装装又又有有缸缸筒筒固固定定和和活活塞塞杆杆固固定定两两种方式。种方式。1.1.双杆活塞液压缸双杆活塞液压缸 双双活活塞塞杆杆液液压压缸缸的的活活塞塞两两端端都都带带有有活活塞塞杆杆，分分为为缸体固定和活塞杆固定两种安装形式。缸体固定和活塞杆固定两种安装形式。(a)缸筒固定式缸筒固定式(b)活塞杆固定式活塞杆固定式3.1.2 活塞式液压缸 因为双活塞杆液压缸的因为双活塞杆液压缸的两活塞杆直径相等两活塞杆直径相等，所以当，所以当输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相输入流量和油液压力不变时，其往返运动速度和推力相等。则缸的运动速度等。则缸的运动速度V V和推力和推力F F分别为：分别为：式中式中:、分别为缸的进、回油压力；分别为缸的进、回油压力；分别为缸的容积效率和机械效率；分别为缸的容积效率和机械效率；、d 分别为活塞直径和活塞杆直径；分别为活塞直径和活塞杆直径；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。这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。这种液压缸常用于要求往返运动速度相同的场合。2.2.单活塞杆液压缸单活塞杆液压缸 单活塞杆液压缸的活塞仅一端带有活塞杆，单活塞杆液压缸的活塞仅一端带有活塞杆，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力，活塞双向运动可以获得不同的速度和输出力，其简图及油路连接方式如图所示。其简图及油路连接方式如图所示。(a)无杆腔进油无杆腔进油Ddq(b)有杆腔进油有杆腔进油q无杆腔进油活塞的运动速度活塞的运动速度 和推力和推力 分别为分别为:(a)无杆腔进油无杆腔进油Ddq有杆腔进油活塞的运动速度和推力分别为:(b)有杆腔进油有杆腔进油q 比比较较上上述述各各式式，可可以以看看出出：,；液液压压缸缸往复运动时的速度比为：往复运动时的速度比为：上上式式表表明明：当当活活塞塞杆杆直直径径愈愈小小时时，速速度度比比接接近近1，在两个方向上的速度差值就愈小。，在两个方向上的速度差值就愈小。(a)无杆腔进油无杆腔进油Ddq(b)有杆腔进油有杆腔进油q两腔进油,差动联接(c)差动联接差动联接q 当单杆活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔当单杆活塞缸两腔同时通入压力油时，由于无杆腔有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向有效作用面积大于有杆腔的有效作用面积，使得活塞向右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动，右的作用力大于向左的作用力，因此，活塞向右运动，活塞杆向外伸出；与此同时，又将有杆腔的油液挤出，活塞杆向外伸出；与此同时，又将有杆腔的油液挤出，使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度，单活使其流进无杆腔，从而加快了活塞杆的伸出速度，单活塞杆液压缸的这种连接方式被称为塞杆液压缸的这种连接方式被称为差动连接差动连接。两腔进油,差动联接(c)差动联接差动联接q在在忽忽略略两两腔腔连连通通油油路路压压力力损损失失的的情情况况下下，差差动动连连接接液液压缸的推力为：压缸的推力为：q等效活塞的运动速度为：活塞的运动速度为：两腔进油,差动联接(c)差动联接差动联接qq等效 差动连接差动连接时时,液压缸液压缸的的有效作用面积有效作用面积是是活塞杆的横截活塞杆的横截面积面积，工作台运动速度比无杆腔进油时的大，而输出力则工作台运动速度比无杆腔进油时的大，而输出力则较小。较小。差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实差动连接是在不增加液压泵容量和功率的条件下，实现快速运动的有效办法。现快速运动的有效办法。差动液压缸计算举例差动液压缸计算举例 例例：已已知知单单活活塞塞杆杆液液压压缸缸的的缸缸筒筒内内径径D=100mmD=100mm，活活塞塞杆杆直直径径d=70mmd=70mm，进进入入液液压压缸缸的的流流量量q=25L/minq=25L/min，压压力力P1=2MpaP1=2Mpa，P2=0P2=0。液液压压缸缸的的容容积积效效率率和和机机械械效效率率分分别别为为0.980.98、0.970.97，试试求求在在图图3-3(a)3-3(a)、(b)(b)、图图3-43-4所所示示的的三三种种工工况况下下，液液压压缸缸可可推推动动的的最最大大负负载载和和运运动动速速度度各各是是多多少少？并并给给出出运运动动方方向。向。解解：在在图图3-33-3（a a）中中，液液压压缸缸无无杆杆腔腔进进压压力力油油，回回油腔压力为零，因此，可推动的最大负载为：油腔压力为零，因此，可推动的最大负载为：活塞杆向右运动，其运动速度为：活塞杆向右运动，其运动速度为：在在图图3-33-3（b b）中中，液液压压缸缸为为有有杆杆腔腔进进压压力力油油，无无杆杆腔腔回油压力为零，可推动的负载为：回油压力为零，可推动的负载为：活塞杆向左运动，其运动速度为：活塞杆向左运动，其运动速度为：在图在图3-4 3-4 中，液压缸差动连接，可推动的负载力为：中，液压缸差动连接，可推动的负载力为：活塞杆向右运动，其运动速度为：活塞杆向右运动，其运动速度为：当活塞式液压缸行程较长时，加工难度大当活塞式液压缸行程较长时，加工难度大,使得使得制造成本增加。制造成本增加。某些场合所用的液压缸并不要求双向控制某些场合所用的液压缸并不要求双向控制,柱塞柱塞式液压缸正是满足了这种使用要求的一种价格低廉式液压缸正是满足了这种使用要求的一种价格低廉的液压缸的液压缸。3.1.3 柱塞式液压缸柱塞式液压缸如如图图所所示示，柱柱塞塞缸缸由由缸缸筒筒、柱柱塞塞、导导套套、密密封封圈圈和和压压盖盖等等零零件件组组成成，柱柱塞塞和和缸缸筒筒内内壁壁不不接接触触，因因此此缸缸筒筒内内孔孔不不需需精精加加工工，工工艺艺性性好，成本低。好，成本低。柱柱塞塞式式液液压压缸缸是是单单作作用用的的，它它的的回回程程需需要要借借助助自自重重或或弹弹簧簧等等其其它它外外力力来来完完成成。如如果果要要获获得得双双向向运运动动，可可将将两两柱柱塞塞液液压压缸缸成成对对使使用用,为为减减轻轻柱柱塞塞的的重重量量，有有时时制制成成空空心柱塞心柱塞。柱塞式液压缸QQVdd式中：d柱塞直径，p1进油压力，p2另一缸的回油压力。p1p2缸体伸缩套筒缸伸缩套筒缸伸缩套筒缸伸缩套筒缸伸出伸出缩回缩回套筒活塞活塞伸缩式单作用缸伸缩式单作用缸3.1.4 伸缩式液压缸伸出伸出缩回缩回 伸伸缩缩式式液液压压缸缸的的特特点点是是：活活塞塞杆杆伸伸出出的的行行程程长长，收收缩缩后后的的结结构构尺尺寸寸小小，适适用用于于翻翻斗斗汽汽车车，起起重机的伸缩臂等。重机的伸缩臂等。摆动液压缸 摆动液压缸能实现小于摆动液压缸能实现小于360360角度的往复摆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，主要有液压马达，主要有单叶片式单叶片式和和双叶片式双叶片式两种结构两种结构形式。形式。3.1.5 摆动式液压缸摆动液压缸 单单叶叶片片摆摆动动液液压压缸缸主主要要由由定定子子块块1 1、缸缸体体2 2、摆摆动动轴轴3 3、叶叶片片4 4、左左右右支支承承盘盘和和左左右右盖盖板板等等主主要要零零件件组组成成。定定子子块块固固定定在在缸缸体体上上，叶叶片片和和摆摆动动轴轴固固连连在在一一起起，当当两两油油口相继通以压力油时，叶片即带动摆动轴作往复摆动。口相继通以压力油时，叶片即带动摆动轴作往复摆动。摆动液压缸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当考虑到机械效率时，单叶片缸的摆动轴输出转矩为p1p2 D D 缸体内孔直径；缸体内孔直径；d d 摆动轴直径；摆动轴直径；b b 叶片宽度叶片宽度摆动液压缸q根据能量守恒原理根据能量守恒原理,得输出角速度为得输出角速度为D D 缸体内孔直径；缸体内孔直径；d d 摆动轴直径；摆动轴直径；b b 叶片宽度叶片宽度 q 单叶片摆动液压缸单叶片摆动液压缸的的摆角摆角一般不超过一般不超过280 280 ，双叶片双叶片摆动液压缸摆动液压缸的的摆角摆角一般不超过一般不超过150 150 。当输入压力和流量不变时，双叶片摆动液压缸摆动轴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输出转矩是相同参数单叶片摆动缸的两倍，而摆动角速度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。则是单叶片的一半。q摆摆动动缸缸结结构构紧紧凑凑，输输出出转转矩矩大大，但但密密封封困困难难，一一般般只只用用于于中中、低低压压系系统统中中往往复复摆摆动动，转转位位或或间间歇运动的地方。歇运动的地方。其它形式液压缸其它形式液压缸 齿齿条条活活塞塞缸缸由由带带有有齿齿条条杆杆的的双双作作用用活活塞塞缸缸和和齿齿轮轮齿齿条条机机构构组成，活塞往复移动经齿条、齿轮机构变成齿轮轴往复转动。组成，活塞往复移动经齿条、齿轮机构变成齿轮轴往复转动。齿条活塞液压缸的结构图齿条活塞液压缸的结构图1 紧固螺帽；紧固螺帽；2 调节螺钉；调节螺钉；3 端盖；端盖；4 垫圈；垫圈；5 O形密封圈；形密封圈；6 挡圈；挡圈；7 缸套；缸套；8 齿条活塞；齿条活塞；9 齿轮；齿轮；l0 传动轴；传动轴；11 缸体；缸体；12 螺钉螺钉q增压缸增压缸a123增速缸增速缸 增速缸原理图增速缸原理图1柱塞；2活塞；3缸筒3.1.6 液压缸的结构双作用单活塞杆液压缸结构图l缸底；2卡键；3、5、9、11密封圈；4活塞；6缸筒；7活塞杆；8导向套；10缸盖；12防尘圈；13耳轴 单单活活塞塞杆杆液液压压缸缸主主要要由由缸缸底底1、缸缸筒筒6、缸缸盖盖10、活活塞塞4、活活塞塞杆杆7和和导导向向套套8等等组组成成。缸缸筒筒一一端端与与缸缸底底焊焊接接，另另一一端端与与缸缸盖盖采采用用螺螺纹纹连连接接。活活塞塞与与活活塞塞杆杆采采用用卡卡键键连连接接。为为了了保保证证液液压压缸缸的的可可靠靠密密封封，在在相相应应部部位位设设置置了了密密封圈封圈3、5、9、11和防尘圈和防尘圈12。连接的形式连接的形式 缸体与缸盖的连接结构 活塞组件由活塞、密封件、活塞杆和连接件等组成。活塞组件由活塞、密封件、活塞杆和连接件等组成。活塞与活塞杆的连接形式活塞与活塞杆的连接形式 活活塞塞与与活活塞塞杆杆的的连连接接最最常常用用的的有有螺螺纹纹连连接接和和半半环环连连接接形形式式，除除此此之之外外还还有有整整体体式式结结构构、焊焊接接式式结结构构、锥锥销销式式结结构构等。等。1一活塞杆；2一活塞；3一密封圈；4一弹簧圈；5一螺母1一卡键；2一套环；3一弹簧卡圈 活活塞塞装装置置主主要要用用来来防防止止液液压压油油的的泄泄漏漏。对对密密封封装装置置的的基基本本要要求求是是具具有有良良好好的的密密封封性性能能，并并随随压压力力的的增增加加能能自自动动提提高高密密封封性性。除除此此以以外外，摩摩擦擦阻阻力力要要小，耐油。小，耐油。u 密封装置有密封装置有 活塞环密封（开口金属环）：适用于活塞环密封（开口金属环）：适用于高压、高速高压、高速 或密封性能要求较高的场合。或密封性能要求较高的场合。（1 1）O O形密封圈形密封圈普通型有挡板型 O O形形密密封封圈圈的的截截面面为为圆圆形形，主主要要用用于于静静密密封封。与与唇唇形形密密封封圈圈相相比比，运运动动阻阻力力较较大大，作作运运动动密密封封时时容容易易产产生生扭扭转转，故一般不单独用于油缸运动密封。故一般不单独用于油缸运动密封。油缸主要采用密封圈密封，密封圈有油缸主要采用密封圈密封，密封圈有O O形、形、V V形、形、Y Y形及组形及组合式等数种，其材料为耐油橡胶、尼龙、聚氨脂等。合式等数种，其材料为耐油橡胶、尼龙、聚氨脂等。O O形形圈圈密密封封的的原原理理：任任何何形形状状的的密密封封圈圈在在安安装装时时，必必须须保保证证适适当当的的预预压压缩缩量量，过过小小不不能能密密封封，过过大大则则摩摩擦擦力力增增大大，且且易易于于损损坏坏。因因此此，安安装装密密封封圈圈的的沟沟槽槽尺尺寸寸和和表表面精度必须按有关手册给出的数据面精度必须按有关手册给出的数据严格保证严格保证。在在动动密密封封中中，当当压压力力大大于于10MPa10MPa时时，O O形形圈圈就就会会被被挤挤入入间间隙隙中中而而损损坏坏，为为此此需需在在O O形形圈圈低低压压侧侧设设置置聚聚四四氟氟乙乙烯烯或尼龙制成的挡圈，双向受高压时，两侧都要加挡圈。或尼龙制成的挡圈，双向受高压时，两侧都要加挡圈。（a）普通型（b）有挡板型O型密封圈的结构原理 V V形形圈圈的的截截面面为为V V形形，如如图图所所示示，V V形形密密封封装装置置是是由由压压环环、V V形形圈圈和和支支承承环环组组成成。当当工工作作压压力力高高于于10MPa10MPa时时，可可增增加加V V形形圈圈的的数数量量，提提高高密密封封效效果果。安安装装时时，V V形形圈圈的的开口应面向压力高的一侧。开口应面向压力高的一侧。（2 2）V V形密封圈形密封圈 a)a)压环压环 b)Vb)V型圈型圈 c)c)支承环支承环 V V形密封圈形密封圈 Y Y形形密密封封圈圈的的截截面面为为Y Y形形，属属唇唇形形密密封封圈圈。它它是是一一种种摩摩擦擦阻阻力力小小、寿寿命命较较长长的的密密封封圈圈，应应用用普普遍遍。Y Y形形圈圈主主要要用用于于往往复复运运动动的的密密封封。根根据据截截面面长长宽宽比比例例的的不不同同，Y Y形形圈圈可可分分为为宽宽断面和窄断面两种形式，图示为宽断面断面和窄断面两种形式，图示为宽断面Y Y形密封圈。形密封圈。（3 3）Y Y（Y Yx x）形密封圈）形密封圈 Y Y形密封圈形密封圈Y形密封圈 Y Y形圈安装时，唇口端面应对着液压力高的一侧。当形圈安装时，唇口端面应对着液压力高的一侧。当压力变化较大，滑动速度较高时，要使用支承环，以固定压力变化较大，滑动速度较高时，要使用支承环，以固定密封圈，如图所示。密封圈，如图所示。为为了了防防止止这这种种危危害害，保保证证安安全全，应应采采取取缓缓冲措施，对液压缸运动速度进行控制。冲措施，对液压缸运动速度进行控制。缓冲装置：缓冲装置：当液压缸带动质量较大的部件作快速当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，由于运动部件具有很大的动能，因往复运动时，由于运动部件具有很大的动能，因此当活塞运动到液压缸终端时，会与端盖碰撞，此当活塞运动到液压缸终端时，会与端盖碰撞，而产生冲击和噪声。这种机械冲击不仅引起液压而产生冲击和噪声。这种机械冲击不仅引起液压缸的有关部分的损坏，而且会引起其它相关机械缸的有关部分的损坏，而且会引起其它相关机械的损伤。的损伤。当当活活塞塞移移至至端端部部，缓缓冲冲柱柱塞塞开开始始插插入入缸缸端端的的缓缓冲冲孔孔时时，活活塞塞与与缸缸端端之之间间形形成成封封闭闭空空间间，该该腔腔中中受受困困挤挤的的剩剩余余油油液液只只能能从从节节流流小小孔孔或或缓缓冲冲柱柱塞塞与与孔孔槽槽之之间间的的节节流流环环缝缝中中挤挤出出，从而造成背压迫使运动柱塞降速制动，实现缓冲。从而造成背压迫使运动柱塞降速制动，实现缓冲。排气装置：排气装置：液压传动系统往往会混入空气，使系液压传动系统往往会混入空气，使系统工作不稳定，产生振动、爬行或前冲等现象，统工作不稳定，产生振动、爬行或前冲等现象，严重时会使系统不能正常工作。严重时会使系统不能正常工作。因此，设计液压缸时，必须考虑空气的排除。因此，设计液压缸时，必须考虑空气的排除。对于速度稳定性要求较高的液压缸和大型液压对于速度稳定性要求较高的液压缸和大型液压缸，常在液压缸的最高处设置专门的排气装置，缸，常在液压缸的最高处设置专门的排气装置，如排气塞、排气阀等。当松开排气塞或阀的锁紧如排气塞、排气阀等。当松开排气塞或阀的锁紧螺钉后，低压往复运动几次，带有气泡的油液就螺钉后，低压往复运动几次，带有气泡的油液就会排出，空气排完后拧紧螺钉，液压缸便可正常。会排出，空气排完后拧紧螺钉，液压缸便可正常。为了排除聚集在液压缸内的空气，可在缸为了排除聚集在液压缸内的空气，可在缸的两端最高部位各装一只排气塞。的两端最高部位各装一只排气塞。液压缸的计算及验算方法液压缸的计算及验算方法 首首先先根根据据使使用用要要求求确确定定液液压压缸缸的的类类型型，再再按按负负载载和和运运动动要要求求确确定定液液压压缸缸的的主主要要结结构构尺尺寸寸，必必要时需进行强度验算，最后进行结构设计。要时需进行强度验算，最后进行结构设计。液液压压缸缸的的主主要要尺尺寸寸包包括括液液压压缸缸的的内内径径D D、缸缸的的长长度度L L、活活塞塞杆杆直直径径d d。主主要要根根据据液液压压缸缸的的负负载载、活塞运动速度和行程等因素来确定上述参数活塞运动速度和行程等因素来确定上述参数。3.1.7 液压缸的设计与计算 以力为主计算液压缸内径和活塞杆直径以力为主计算液压缸内径和活塞杆直径 这这类机床所用液压缸内径和活塞杆直径是根据液压类机床所用液压缸内径和活塞杆直径是根据液压缸的牵引力缸的牵引力F F和有效工作压力和有效工作压力p p来确定的。来确定的。1)1)计算液压缸的牵引力计算液压缸的牵引力F F 2)2)确定液压缸的有效工作压力确定液压缸的有效工作压力p p 对于不同对于不同用途的液压设备，由于工作条件不同，通常采用用途的液压设备，由于工作条件不同，通常采用的压力值也不同。设计时，用类比法或实验确定。的压力值也不同。设计时，用类比法或实验确定。1.1.工作负载工作负载2.2.液压缸主要尺寸的确定液压缸主要尺寸的确定 液液压压缸缸内内径径D D和和活活塞塞杆杆直直径径d d可可根根据据最最大大总总负负载载和和选取的工作压力来定，对单杆缸而言，有：选取的工作压力来定，对单杆缸而言，有：有杆腔进油时：有杆腔进油时：无杆腔进油时：无杆腔进油时：式中式中 F F液压缸最大牵引力液压缸最大牵引力(N)(N)；A A 液压缸有效工作压力液压缸有效工作压力(Pa(Pa）：）：d d 活塞杆直径活塞杆直径(m)(m)；D D 液压缸内径液压缸内径(m)(m)。对于活塞缸来说，液压缸内径和活塞直径的公称尺对于活塞缸来说，液压缸内径和活塞直径的公称尺寸相同，因此计算出的液压缸内径即是活塞的直径。寸相同，因此计算出的液压缸内径即是活塞的直径。活塞杆直径活塞杆直径d d可根据受力情况和液压缸结构形式来可根据受力情况和液压缸结构形式来决定；决定；受拉时受拉时d d(0.3-0.5)D(0.3-0.5)D 受压时，在受压时，在p5MPap5MPa情况下，情况下，d d(0.5-0.55)D(0.5-0.55)D；在在5MPap7MPa5MPap7MPa的情况下，的情况下，d d(0.6-0.77)D(0.6-0.77)D；在在p p7MPa7MPa的情况下，的情况下，d d0.7D0.7D。差动联结且往复速度相等时，差动联结且往复速度相等时，d d0.7D0.7D。计算出的活塞杆直径和活塞直径，按设计手册圆整为标计算出的活塞杆直径和活塞直径，按设计手册圆整为标准值准值。活塞杆直径系列活塞杆直径系列 液压缸内径系列液压缸内径系列 液液压压缸缸的的缸缸筒筒长长度度由由活活塞塞最最大大行行程程、活活塞塞长长度度、活活塞塞杆杆导导向向套套长长度度、活活塞塞杆杆密密封封长长度度和和特特殊殊要要求求的的长长度度确确定定。其其中中活活塞塞长长度度为为（0.6-1.00.6-1.0）D D，导导向向套套长长度度为为（0.6-1.50.6-1.5）d d。为为减减少少加加工工难难度度，一一般般液液压压缸缸筒长度不应大于内径的缸缸筒长度不应大于内径的20-3020-30倍。倍。3.3.确定液压缸的壁厚确定液压缸的壁厚 液压缸的壁厚一般液压缸的壁厚一般由结构和工艺的需要而定。在中、低压系统中，由结构和工艺的需要而定。在中、低压系统中，缸壁强度不是主要问题，通常不用计算。压力缸壁强度不是主要问题，通常不用计算。压力较高时，可用下式对缸体壁厚进行验算。较高时，可用下式对缸体壁厚进行验算。薄壁薄壁/D0.08/D0.08 厚壁厚壁/D0.3/D0.3 活塞杆长度根据液压缸最大行程活塞杆长度根据液压缸最大行程L L而定。而定。对于工作行程中受压的活塞杆，当活塞杆长对于工作行程中受压的活塞杆，当活塞杆长度度L L与其直径与其直径d d之比大于之比大于1515时，应对活塞杆进时，应对活塞杆进行稳定性验算。行稳定性验算。4.4.液压缸稳定性验算液压缸稳定性验算 液液压压马马达达和和液液压压泵泵在在结结构构上上基基本本相相同同，也也是是靠靠密密封封容容积积的的变变化化进进行行工工作作的的。常常见见的的液液马马达达也也有有齿齿轮轮式式、叶叶片片式式和和柱柱塞塞式式等等几几种种主主要要形形式式；从从转转速速转转矩范围分矩范围分,可有可有高速马达高速马达和和低速大扭矩马达低速大扭矩马达之分。之分。3.2 液压马达3.2.1 3.2.1 工作原理工作原理 马马达达和和泵泵在在工工作作原原理理上上是是互互逆逆的的，当当向向泵泵输输入入压力油时，其轴输出转速和转矩就成为马达。压力油时，其轴输出转速和转矩就成为马达。由由于于二二者者的的任任务务和和要要求求有有所所不不同同，故故在在实实际际结结构上只有少数泵能做马达使用。构上只有少数泵能做马达使用。柱塞式马达的工作原理柱塞式马达的工作原理 当当压压力力油油输输入入液液压压马马达达时时，处处于于压压力力腔腔的的柱柱塞塞被被顶顶出出，压压在在斜斜盘盘上上，斜斜盘盘对对柱柱塞塞产产生生反反力力，该该力力可可分分解解为为轴轴向向分分力力和和垂垂直直于于轴轴向向的的分分力力。其其中中，垂垂直直于于轴轴向向的的分分力使缸体产生转矩。力使缸体产生转矩。工作压力工作压力 马马达达入入口口油油液液的的实实际际压压力力称称为为马马达达的的工工作作压压力力，马马达入口压力和出口压力的差值称为马达的工作压差。达入口压力和出口压力的差值称为马达的工作压差。流量和排量流量和排量 马马达达入入口口处处的的流流量量称称为为马马达达的的实实际际流流量量。马马达达密密封封腔腔容容积积变变化化所所需需要要的的流流量量称称为为马马达达的的理理论论流流量量。实实际际流流量量和和理论流量之差即为马达的泄漏量。理论流量之差即为马达的泄漏量。马马达达轴轴每每转转一一周周，由由其其密密封封容容腔腔有有效效体体积积变变化化而而排排出的液体体积称为马达的排量。出的液体体积称为马达的排量。3.2.2 液压马达的主要性能参数 容积效率和转速容积效率和转速 因因马马达达实实际际存存在在泄泄漏漏，由由实实际际流流量量 q q 计计算算转转速速 n n 时时，应应考考虑虑马马达达的的容容积积效效率率 。当当液液压压马马达达的的泄泄漏漏流流量量为为 ，马马达的实际流量为达的实际流量为 ，则液压马达的容积效率为：，则液压马达的容积效率为：马达的输出转速等于理论流量马达的输出转速等于理论流量 与排量与排量 的比值，即的比值，即 机械效率机械效率 输出转矩输出转矩 因因马马达达实实际际存存在在机机械械摩摩擦擦，故故实实际际输输出出转转矩矩应应考考虑虑机机械效率。械效率。设设马马达达的的出出口口压压力力为为零零，入入口口工工作作压压力力为为p p，排排量量为为V V，则马达的理论输出转矩与泵有相同的表达形式，则马达的理论输出转矩与泵有相同的表达形式,即即 马达的实际输出转矩小于理论输出转矩：马达的实际输出转矩小于理论输出转矩：功率和总效率功率和总效率 马达的输入功率为马达的输入功率为 马达的输出功率为马达的输出功率为 马达的总效率为马达的总效率为 由由上上式式可可见见，液液压压马马达达的的总总效效率率亦亦同同于于液液压压泵泵的的总总效效率，等于机械效率与容积效率的乘积。率，等于机械效率与容积效率的乘积。u 液压马达的工作特点液压马达的工作特点 马马达达应应能能正正、反反运运转转，因因此此，就就要要求求液液压压马马达达在在设设计计时具有结构上的对称性。时具有结构上的对称性。当当液液压压马马达达的的惯惯性性负负载载大大、转转速速高高，并并要要求求急急速速制制动动或或反反转转时时，会会产产生生较较高高的的液液压压冲冲击击，应应在在系系统统中中设设置置必必要的安全阀或缓冲阀。要的安全阀或缓冲阀。由由于于内内部部泄泄漏漏不不可可避避免免，因因此此将将马马达达的的排排油油口口关关闭闭而而进进行行制制动动时时，仍仍会会有有缓缓慢慢的的滑滑转转，所所以以，需需要要长长时时间间精精确制动时，应另行设置防止滑转的制动器。确制动时，应另行设置防止滑转的制动器。某某些些型型式式的的液液压压马马达达必必须须在在回回油油口口具具有有足足够够的的背背压压才才能保证正常工作。能保证正常工作。