液压传动执行元件
液压传动工作原理
液压传动工作原理
液压传动是利用液体传递能量的一种传动方式，它通过液压油在封闭的管路中传递压力，从而实现机械运动。
液压传动具有结构简单、传动平稳、传动效率高等优点，因此在工程机械、冶金设备、船舶、航空航天等领域得到广泛应用。
液压传动的工作原理主要包括液压油的压力传递、液压缸的工作原理和液压泵的工作原理。
首先，液压传动的工作原理是基于液压油的压力传递。
当液压泵启动时，液压油被抽入油箱，形成一定的压力。
通过管道连接，液压油的压力可以传递到需要进行动力传递的液压执行元件上，从而驱动液压缸或液压马达进行工作。
其次，液压缸是液压传动中的重要执行元件，它的工作原理是利用液压油的压力来推动活塞进行直线运动。
当液压油进入液压缸的一侧时，液压缸的活塞受到液压油的压力作用而向另一侧运动，从而驱动相关机械装置进行工作。
最后，液压泵作为液压传动系统中的动力源，其工作原理是通过机械装置将液压油从油箱中抽入，并形成一定的压力，然后将压力传递到液压系统中。
液压泵的工作原理决定了液压传动系统的工作效率和稳定性。
总的来说，液压传动工作原理是基于液压油的压力传递和液压执行元件的工作原理，通过液压泵将液压油的压力传递到需要进行动力传递的元件上，从而实现机械运动。
液压传动系统的工作原理决定了其在工程机械、冶金设备、船舶、航空航天等领域的广泛应用，具有重要的意义和价值。
液压执行元件各有什么用途
液压执行元件各有什么用途液压执行元件是液压系统中的核心部件，主要用于将液压能转化为机械能，实现各种工程机械的运动。
常见的液压执行元件包括液压缸、液压马达和液压伺服阀等。
它们各有不同的用途，具体如下：1. 液压缸：液压缸是最常见和应用广泛的液压执行元件，主要用于产生线性运动。
它通常由缸体、活塞、活塞杆和密封件等部件组成。
液压缸可用于各种工程机械，如挖掘机、铲车和推土机等，实现各种行程和推力的精确控制。
2. 液压马达：液压马达是将液压能转化为旋转运动的液压执行元件。
它通常由马达本体、齿轮或液压马达柱塞等组成。
液压马达广泛应用于各种需要转动运动的工程机械，如起重机、钻机和混凝土泵等。
3. 液压伺服阀：液压伺服阀是用于控制和调节液压系统中流量和压力的重要元件。
通过调节阀芯的位置和开口大小，实现对液压能的精确控制。
液压伺服阀广泛应用于液压系统中的动态控制和自动化控制系统。
4. 液压驻车制动器：液压驻车制动器主要用于工程机械和汽车等的停车制动。
它通过液压系统产生的压力来使制动器盘片紧密贴合，从而实现对车辆的牵制和停止。
5. 液力变矩器：液力变矩器是用于传递和调节动力的液压执行元件。
它通常由泵轮、涡轮和导向器等组成，可以实现变矩器的连续变比。
液力变矩器广泛应用于各种需要动力变速的工程机械和汽车等。
6. 液压传动件：液压传动件主要用于传递液压能和机械能的变换。
常见的液压传动件包括管路、接头和油管等。
液压传动件在液压系统中起到连接各个液压元件的作用，实现液压能的传递和分配。
总结来说，液压执行元件在工程机械、汽车等领域中起到至关重要的作用。
它们能够将液压能有效地转化为机械能，实现各种运动和动力传递。
液压执行元件的应用不仅提高了机械设备的工作效率和精度，还增加了操作的便利性和安全性。
学习任务2 液压传动系统动力和执行元件的学习
二、液压执行元件 (液压缸、液压马达)
1.液压缸
（1）活塞式液压缸 1）双杆式液压缸
（1）活塞式液压缸 1）双杆式活塞缸
活塞两端都有一根直径相等的活塞杆 伸出的液压缸称为双杆式活塞缸。
根据安装方式可分为缸筒固定式和活塞杆 固定式两种。
固定缸体时，工作台的往复 运动范围约为有效行程L的3 倍。
二、液压传动系统的组成
1)叶片泵具有结构紧凑、输出流量均匀、运转平稳、噪声小等优点。 2)自吸性和抗污染能力较差,结构复杂,造价高。 3)叶片泵多用于中高压液压系统中。
6.柱塞泵
柱塞泵是靠柱塞在缸体中做 往复运动造成密封容积的变 化来实现吸油与压油的。
柱塞泵的优点：
第一,构成密封容积的零件为圆柱形的柱塞和缸孔,加工方便,可 得到较高的配合精度,密封性能好,在高压下工作仍有较高的容积 效率。
当转子每转一周,每个工作空间要完成 两次吸油和压油, 称为双作用叶片泵。
这种叶片泵由于有两个吸油腔和两个压 油腔,并且各自的中心夹角是对称的,所 以作用在转子上的油液压力相互平衡, 因此双作用叶片泵又称为卸荷式叶片泵。
为了要使径向力完全平衡,密封空间数 (即叶片数)应当是双数。
（3）叶片泵的特点
视频
2.液压泵的主要性能参数 （1）压力 油液的压力是由油液的自重和油液受到外力作用而产生的。
由于油液自重而产生的压力一般很小,可忽略不计。 所以油液的压力为:
p--油液压强N/m2,也称帕(Pa) ; F一作用的外力，N; A-油液表面的承压面积,即活塞的有效作用面积, m2。
1)工作压力 实际工作时输出的压力。 压力取决于负载和管路上的压力损失，与液压泵的流量无关。
4《液压传动》执行元件
的供液次数，可分为：
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
• 液压缸的基本计算，主要指其供液压力和驱动负载计算，以及输入 流量和运动速度的计算，输出功率可根据负载及其运动速度计算出。
20
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
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第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
•
静力平衡式马达式在staffa马达的基础上演变和发展起来的，如图 4.4-2所示，其特点是取消了连杆，并在主要摩擦副之间实现了静压 力平衡，故称静力平衡式液压马达，国外称之为“Roston”马达。
15
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
27
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
3 密封装置 液压缸的密封是液压缸结构中的重要环节之一，用于活塞、活塞杆和 端盖等处。用以防止液压缸的内部泄漏。常见密封结构如下：
28
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
29
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
4 液压缸缓冲装置 当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，应设置缓冲装置， 以防止活塞运动到末端时与缸盖碰撞，损坏液压缸。利用节流原理来实现 液压缸的缓冲，常有两种：间隙缓冲装置和节流阀缓冲装置。 环形间隙缓冲装置：当活塞达到行程末端时，长度L上的油液从环形间 隙S处挤出，形成缓冲压力。 节流阀缓冲装置：当活塞进入行程末端时，缓冲柱塞a进入缸盖孔c时， b腔回油液被柱塞a堵塞，回油口d被封闭，压油液只能通过节流阀2的阀口 排出，起到缓冲作用。回程时，油液经单向阀1和d口进入，可使活塞平稳 启动
液压传动知识点复习总结
液压与气压传动知识点复习总结〔很全〕一，根本慨念1，液压传动装置由动力元件，控制元件，执行元件，辅助元件和工作介质〔液压油〕组成2，液压系统的压力取决于负载，而执行元件的速度取决于流量，压力和流量是液压系统的两个重要参数 其功率N=PQ3, 液体静压力的两个根本特性是:静压力沿作用面法线方向且垂直于受压面;液体中任一点压力大小与方位无关.4，流体在金属圆管道中流动时有层流和紊流两种流态，可由临界雷诺数〔Re=2000～2200〕判别，雷诺数〔Re 〕其公式为Re=VD/υ，〔其中D 为水力直径〕， 圆管的水力直径为圆管的经。
5,液体粘度随工作压力增加而增大，随温度增加减少;气体的粘度随温度上升而变大, 而受压力影响小;运动粘度与动力粘度的关系式为ρμν=， 6，流体在等直径管道中流动时有沿程压力损失和局部压力损失，其与流动速度的平方成正比.22ρλv l d p =∆, 22v p ρξ=∆. 层流时的损失可通过理论求得λ=64eR ；湍流时沿程损失其λ与Re 及管壁的粗糙度有关；局部阻力系数ξ由试验确定。
7，忽略粘性和压缩性的流体称理想流体, 在重力场中理想流体定常流动的伯努利方程为γρυ++22P h=C(常数)，即液流任意截面的压力水头，速度水头和位置水头的总和为定值，但可以相互转化。
它是能量守恒定律在流体中的应用;小孔流量公式q=C d A t ρp ∆2,其与粘度根本无关；细长孔流量q=∆ld μπ1284P 。
平板缝隙流量q=p lbh ∆μ123,其与间隙的 三次方成正比，与压力的一次与方成正比. 8,流体在管道流动时符合连续性原理,即2111V A V A =,其速度与管道过流面积成反比.流体连续性原理是质量守衡定律在流体中的应用.9,在重力场中,静压力根本方程为P=P gh O ρ+; 压力表示:.绝对压力=大气压力+表压力; 真空度=大气压力-绝对压力. 1Mp=10pa 6，1bar=105pa.10,流体动量定理是研究流体控制体积在外力作用下的动量改变,通常用来求流体对管道和阀件的作用力;其矢量表达式为:F=)(12V V q dtdmv -=ρ；=F 222z y x f f f ++. f z y x f f ,,分别是F 在三个坐标上的图影。
液压与气压传动的执行元件
第四章 液压与气压传动的执行元件
本章主要内容为：
• 缸的类型及特点
• 其他类型的常用缸 • 缸的典型结构
为了防止这种危害，保证安全，应采取缓冲措 施，对缸运动速度进行控制。
常见缓冲结构
d
u
u
(a) u
(b) u
（c）
(d)
图4-26液压缸缓冲装置
当活塞移至端部，缓冲柱塞开始插入缸端的缓冲孔时，活塞与缸 端之间形成封闭空间，该腔中受困挤的剩余油液只能从节流小孔或缓 冲柱塞与孔槽之间的节流环缝中挤出，从而造成背压，迫使运动柱塞 降速制动，实现缓冲。
4q
运动速度： v3 d2 Cv
A1
A2
F3
P1
q
q'
(c)差动联接
v3
方向:右
推力：
F 3p 1(A 1 A 2) C m 4[D 2 (D 2 d2)]p 1 Cm 4d2p1Cm
两腔进油,差动联接
A1
A2
F3
A1A2
F3
P1
v3
P1
v3
q
q'
等效
q
(c)差动联接
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。
二、液压马达的工作原理 以斜盘式轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理。
压力油
回油
图4-1轴向柱塞马达工作原理
1-斜盘2-缸体3-柱塞4-配油盘5-马达轴
液压系统的执行元件
第四章、液压执行元件第一节液压马达一、液压马达的特点及分类液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。
但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似，但由于两者的工作情况不同，使得两者在结构上也有某些差异。
例如：1.液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性，而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求。
2.为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。
而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要求。
3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作，因此，应采用液动轴承或静压轴承。
因为当马达速度很低时，若采用动压轴承，就不易形成润滑滑膜。
4.叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内表面，起封油作用，形成工作容积。
若将其当马达用，必须在液压马达的叶片根部装上弹簧，以保证叶片始终贴紧定子内表面，以便马达能正常起动。
5.液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一要求。
6.液压马达必须具有较大的起动扭矩。
所谓起动扭矩，就是马达由静止状态起动时，马达轴上所能输出的扭矩，该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩，所以，为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩，要求马达扭矩的脉动小，内部摩擦小。
由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点，使得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用。
液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类，额定转速高于500r/min的属于高速液压马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。
高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。
它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调速和换向的灵敏度高。
通常高速液压马达的输出转矩不大(仅几十牛·米到几百牛·米)，所以又称为高速小转矩液压马达。
高速液压马达的基本型式是径向柱塞式，例如单作用曲轴连杆式、液压平衡式和多作用内曲线式等。
第三章液压执行元件
p1
p2 )D2
p2d 2 ]
v1
q A1
4q
D 2
b）从有杆腔进油时，活塞上所产生的推力
Ｆ2和速度ｖ2
F2
A2 p1
A1 p2
4 [( p1
p2 )D2
p1d 2 ]
q
4q
v2 A2 (D 2 d 2 )
C）速度比
v
v2 v1
1 1 (d / D)2
3.差动液压缸——单杆活塞缸的左右两腔同 时通压力油，称为差动液压缸。
(二)液压缸的组成 液压缸的结构基本上可以分为缸筒和
缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装 置和排气装置五个部分。
1、缸筒与缸盖
2、活塞和活塞杆
3、密封装置 用以防止油液的泄漏(液压缸一般不允许外泄 并要求内泄漏尽可能小)。
4．缓冲装置 目的：使活塞接近终端时，增达回油阻力， 减缓运动件的运动速度，避免冲击。
3．液压马达的转速和低速稳定性
1）转速
n
q V
v
2）爬行现象——当液压马达工作转速过低 时，往往保持不了均匀的速度，进入时动 时停的不稳定状态，这就是所谓爬行现象
• 和其低速摩擦阻力特性有关。
• 另外，液压马达排量本身及泄漏量也在 随转子转动的相位角变化作周期性波动， 这也会造成马达转速的波动
4．调速范围 液压马达的调速范围以允许的最大转速和 最低稳定转速之比表示，即
当E1=E2时，工作部件的机械能全部被缓冲 腔液体所吸收，由上两式得
pc
E2 Ac l c
节流口可调式则最大的缓冲压力即冲击压
力为
pc max
pc
mv02 2 Aclc
5．液压缸稳定性校核 当 l/d ≤15时 一般不用校核 当 l/d ≥15时 必须进行校核，即F<Fk F为活塞杆承受的负载力，Fk为保持工作稳 定的临界负载力
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• 三、相关知识
（一）概述 1、液压缸和摆动液压马达是液压系统中的执行 元件。其职能是将液压能转换为机械能。 2、液压缸的输入量是液体的流量和压力，输出 量是直线速度和力。 3、摆动液压马达的输入量是液体的流量和压力， 输出量是角速度和转矩。 4、液压缸、摆动液压马达和液压马达都是液压 执行元件，且输入量都是流量和压力；不同的是： 前两者具有作往复运动的共性，液压马达则是作连 续旋转运动。
三 梁 四 柱 式 压 力 机
塑料注射成型机
• 二、任务分析
• 分析上述任务可知，主轴要完成的工作所需 的上下运动必须依靠液压传动系统中相关的元件 来带动，这个元件就是液压传动系统中的执行元 件。 • 在液压传动系统中执行元件一般有液压马达和 液压缸两种。液压缸的作用是将压力能转化为直 线运动，从而带动主轴产生上下运动。 • 下面我们一起来认识几种典型的液压缸。
液 压 传 动
黄 朗 宁
模块三
液压执行元件
课题二 压力机执行元件的选择
知识点 1、液压缸的分类与作原理 2、单出杆活塞液压缸的结构特点与工作特点 技能点 液压缸的选用、维护及故障诊断
一、任务的引入
图示为液压压力机、挖掘机及塑料注射成型机的外形图， 压力机主轴工作时产生上下运动，那么在压力机中是由什么元 件带动主轴来完成这一运动的呢？该如何来选择这些元件呢？
2
d2
D2 2d 2
d D d
2
D 2d
结论：当
或 d 0.707D
时，快进、快退速度相等。
D 2d
若往单活塞杆缸的无杆腔中输入压力油，同时将有杆 腔排出的油接回到无杆腔，这种方式叫缸油路的差动连 接，或称差动连接缸。因此，通常把压力进入无杆腔的 情况作为工作行程，把压力进入有杆腔的情况作为空回 行程。
D2
( p1 p2 )
d2
4
p1 ]m
ii）速度
qv 4qv v1 A1 D2
qv 4qv v2 A2 ( D 2 d 2 )
特点：同样 q ，v1 < v2 ； p 一样，F1 > F2 。
结论：即左右缸在输入同一流量和压力时可以获得不 同的往返运动速度及推力。
④职能符号与安装方式：
i）职能符号：
双向液压驱动
单向液压驱动，回程靠外力。 缸固定（缸筒固定，活塞运动） L= 2 l 杆固定（活塞固定，缸筒运动） L=2 l
ii）安装方式：
{
l——活塞有效工作行程。 进油腔位置与活塞运动方向相反
单活塞杆液压缸运动所占空间
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ简单连接
i）推力
F1 ( p1 A1 p2 A2 )m
q pq
2
F3 pA 1 pA 2 p( A 1 A2 ) pA 杆 p
d2
4
结论：差动连接后，速度大，推力小。
差动连接的特点：在不增加流量的前提下，实现快速运动
q v3 A杆
如令： 则有：
q v2 A2
A杆 A 2
v2 v3
d 2
4
2
2
D 4
[ p1 [
D2
4
p2 (
D2
4
4
d2
4
)]m
D2
4
( p1 p2 )
d2
p2 ]m
式中： p1——进油压力
p2——回油压力
F2 ( p1 A2 p2 A1 )m
[ p1 ( [ 4
D2 d 2
4 4
) p2
D2
4
]m
有杆腔 无杆腔 进油腔
回油腔
进油腔
i）结构。缸体和底盖焊接成一体。活塞靠支撑环导向用Y 型密封圈密封，活塞与活塞杆用螺纹连接。活塞杆靠导向套 导向，用V型密封圈密封。端盖和缸体用螺纹连接，螺母用 来调整V型密封圈的松紧。缸底端盖和活塞杆头部都有耳环， 便于铰接。因此这种液压缸在往复运动时，其轴线可随工作 需要自由摆动。 ii）工作原理：当液压缸右腔进油、左腔回油时，活塞左 移；反之，活塞右移。且因两侧有效作用面积及油压力不等， 活塞在液压力的作用下，可获得三种直线往复运动的速度。
③ 工作原理
i）结构：双作用双活塞杆式液压缸主要由缸体、 活塞、和两个活塞杆等零件组成，活塞和活塞杆用开 口销连接。活塞杆分别由导向套和导向，并用V型密 封圈密封，螺钉用于V型密封圈的松紧。两个端盖上 开有进出油口。 ii）工作原理：当液压缸右腔进油、左腔回油时， 活塞左移；反之，活塞右移。
④职能符号与安装方式
⑦单杆活塞液压缸应用
单杆活塞液压缸不同连接，可实现如下工作循 环： （差动连接） （无杆腔进油）（有杆腔进油） 快进 v3、F3 → 工进 v1、F1 → 快退 v2、F2
2）双杆活塞缸
①结构特点：两侧有效工作面积一样。
②工作特点：两个方向上的运动速度和输出力均相等。 i）两腔面积相等； ii）压力相同时，推力相等， 流量相同时，速度相等。 即具有等推力等速度特性
例：液压刨床
⑥差动连接 q1 q q2
活塞只有一个，设此时的速度为v3
q1 A1v3
代入上式：
q2 A2v3
q
1
A1v3 q A2v3 q v3 ( A1 A2 ) q q 4q 速度： v3 A1 A2 A杆 d 2
推力： 特点：v3 > v1 ；F3 < F1 。
i）职能符号：
ii）安装方式
{
缸固定 L=3 l 杆固定 L=2 l
l——活塞有效工作行程。
缸固定
L=3l
L
软管 杆固定缸移动 空心杆
{
L=2l
L
2、柱塞缸：体内做相对往复运动的组件是柱塞
的液压缸在缸 1）结构：缸体、柱塞、导向套、钢丝卡圈等
2）特点： ①它是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个 方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重； ②柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易 加工，故适于做长行程液压缸； ③工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度； ④柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂， 造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。
（二）液压缸的分类
按作用方式
分类
{
按结构
{
单作用
双作用
{
活塞缸
{
单杆
柱塞缸
伸缩缸
双杆
• （三）常用液压缸
• 1、活塞式液压缸
• 1）单杆活塞缸
• • 定义：单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。 如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口和都可通压力油或回 油，以实现双向运动，故称为双作用缸。
③工作原理：