液压动力元件34645
液压伺服控制液压动力元件
K ps
Kq K ce
ωr——惯性环节的转折频率
r
K ce k
Ap
2
1
k kh
K ce
Ap 2
1 k
1 kh
稳态时阀输入位移所引起的液压缸活塞的输出位移
外负载力作用所引起的活塞输出位移的减小量
k 1 时 kh
xp
Kq Ap
xv
K ce Ap 2
4
Vt
eK
ce
s 1FL
s
K ce k Ap 2
s2
总流量 = 推动活塞运动所需流量 + 经过活塞密封的内泄漏流量 + 经过活塞杆密封处的外泄漏流量 + 油液压缩和腔体变形所需的流量
4
流入液压缸进油腔的流量：
Q1
Ap
dx p dt
V1
e
dp1 dt
Ci ( p1
p2 ) Ce p1
从液压缸回油腔流出的流量：
Ap
Q2
Ap
dx p dt
V2
e
dp2 dt
V1 Ap
比例，其作用相当于一个线性液压弹簧，
V
总液压弹簧刚度为：
V2
F
kh
e
Ap
2
1 V1
1 V2
压力P
V左
总液压弹簧刚度是液压缸两腔液压弹簧刚度的并联。
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当活塞处在中间位置时，液压弹簧刚度最小，当在两端时，V1 或V2为零，液压弹簧刚度最大。 液压弹簧与负载质量相互作用所构成系统的固有频率，中间位
QL Kq xv Kc pL
QL
Apsx p
( Vt
4e
s Ct ) pL
Ap pL (M t s2 Bps k )x p FL
2024版液压系统气动原理图及电磁阀详解
由定差减压阀与节流阀串联而成，使通过的流量不受负载变化 的影响，保持恒定。例如，在机床进给系统中，利用调速阀控 制进给油缸的速度，实现工件的精确加工。
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05
液压系统故障诊断与排除方法
Chapter
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常见故障现象及原因分析
油温过高
可能是油液粘度不当、油箱散热不良、系统 压力过高等原因导致的。
系统是否正常工作。
触摸法
通过触摸液压元件的表面温度，判断是否 存在过热现象，以及液压油的温度是否正
常。
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听诊法
通过听液压系统工作时发出的声音，判断 液压泵、阀等元件是否正常工作，有无异 常噪音。
替换法
在怀疑某个液压元件出现故障时，可以用 正常的元件替换，观察系统工作情况是否 有所改善，从而确定故障元件。
液压泵将机械能转换为液体的压力能， 为系统提供动力。
液压缸或液压马达将液体的压力能转 换为机械能，驱动工作机构实现往复 直线运动或旋转运动。
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液压阀控制液压油的流动方向、压力 和流量，以满足执行元件的动作要求。
辅助元件包括油箱、滤油器、冷却器、 加热器、蓄能器等，它们对保证系统 正常工作起到重要作用。
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06
总结与展望
Chapter
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23
液压系统发展趋势
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01
高效节能
随着环保意识的提高和能源成本的增加，高效节能的液压系统将成为发
展趋势。例如，采用变量泵、负载敏感控制等技术，可以降低系统能耗，
提高运行效率。
02
智能化
随着工业4.0和智能制造的推进，液压系统将更加智能化。例如，通过
CB3463-1半自动转塔车床液压系统设计资料
1绪论1.1 液压传动的定义一部完整的机器由原动机部分、传动机构及控制部分、工作机部分（含辅助装置）组成。
原动机包括电动机、内燃机等。
工作机即完成该机器之工作任务的直接工作部分，如剪床的剪刀、车床的刀架等。
由于原动机的功率和转速变化范围有限，为了适应工作机的工作力和工作速度变化范围变化较宽，以及性能的要求，在原动机和工作机之间设置了传动机构，其作用是把原动机输出功率经过变换后传递给工作机。
一切机械都有其相应的传动机构借助于它达到对动力的传递和控制的目的。
传动机构通常分为机械传动、电气传动和流体传动机构。
流体传动是以流体为工作介质进行能量转换、传递和控制的传动。
它包括液压传动、液力传动和气压传动。
液压传动和液力传动均是以液体作为工作介质进行能量传递的传动方式。
液压传动主要是利用液体的压力能来传递能量；而液力传动则主要是利用液体的动能来传递能量。
1.2 液压传动系统的主要优点液压传动之所以能得到广泛的应用，是由于它与机械传动、电气传动相比具有以下的主要优点：(1)由于液压传动是油管连接，所以借助油管的连接可以方便灵活地布置传动机构，这是比机械传动优越的地方。
例如，在井下抽取石油的泵可采用液压传动来驱动，以克服长驱动轴效率低的缺点。
由于液压缸的推力很大，又加之极易布置，在挖掘机等重型工程机械上，已基本取代了老式的机械传动，不仅操作方便，而且外形美观大方。
(2)液压传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小。
例如，相同功率液压马达的体积为电动机的12%～13%。
液压泵和液压马达单位功率的重量指标，目前是发电机和电动机的十分之一，液压泵和液压马达可小至0.0025N/W(牛/瓦),发电机和电动机则约为0.03 N/W。
(3)可在大范围内实现无级调速。
借助阀或变量泵、变量马达，可以实现无级调速，调速范围可达1∶2000，并可在液压装置运行的过程中进行调速。
(4)传递运动均匀平稳，负载变化时速度较稳定。
正因为此特点，金属切削机床中的磨床传动现在几乎都采用液压传动。
电液控制-液压动力元件
忽略了库仑摩擦力等非线性负载。 以上三个方程中的变量均是在平衡工作点的增量，去掉了增量 符号“△”。
三个基本方程完全描述了阀控液压缸的动态特性。取它们的拉 式变换，可得
可据此绘制出阀控液压缸系统的方框图。以阀芯位移XV 为指令信号，外负载力FL为干扰信号。图a、 b 分别以负载流量 QL和负载压力pL为中间变量。 通过对方程消去中间变量或由方框图化简，可得阀芯输 入位移和外负载力同时作用时液压缸活塞总输出位移为：
（3）K=0，mt=0，Bp=0时，传递函数为
液压伺服系统常常是整个控制回路的一个部件，如水轮 机调节系统等，此时其传函常可简化为这三种形式。
（三）阀控液压缸系统的频率响应分析
1、无弹性负载时的情形 （1）对输入指令Xv的频响分析 其传递函数为：
可绘制出其伯德图如下图所示，它由比例、积分和二阶振 荡环节组成。系统的主要性能参数为：速度放大系数（速度增益） Kq/Ap，液压固有频率ωh和液压阻尼比ξh。 A、速度放大系数（速度增益）Kq/Ap 表示阀对液压缸活塞 输出速度控制的灵敏度，它直接影响系统的稳定性、响应速度和 控制精度。 Kq/Ap增大时可提高系统的响应速度和精度，但使系 统的稳定性变坏。 在工作零点处Kq0最大，而Kc0最小，系统的稳定性最差，故在计 算系统稳定性时取零位处。 Kq会随负载压力pL的增大而降低， 为保证系统的工作速度和良好的控制性能，常需限制 pL 2Ps / 3
阻尼比表示系统的相对稳定性，一般液压伺服系统的液 压阻尼比较小，需要提高阻尼比值以改善系统性能。所用方法 有： （a）设置旁路泄漏通道，即在液压缸两个工作腔之间设置旁 路通道增加泄漏系数Ctp，但增大了功率损失，降低了系统的 总压力增益和系统刚度，增大了外负载力引起的误差。 （b）采用正开口阀。正开口阀的Kc0值较大，可增加阻尼比， 但会降低系统刚度，零位泄漏量引起的功率损失大，还会带来 非线性流量增益、稳态液动力变化等问题。 （c）增加负载的粘性阻尼，但需另外设置阻尼器，增加了结 构的复杂性。
45系列轴向柱塞泵
45系列轴向柱塞泵45系列开式轴向柱塞泵产品样本45系列开式轴向柱塞泵产品样本版本信息修订历史修订记录表日期 2012年10月 2012年9月 2012年9月 2012年8月 2012年7月 2012年6月 2012年3月 2012年1月 2011年12月 2011年10月页码多页多页多页 14-15, 62 多页 17,23,44,72,92 110 多页 75 多页多页 56 108 多页 45, 50 45 多页 22, 27, 31, 41, 43, 47 34, 28 多页多页 62, 65 58-62 78, 93, 94, 95 32, 74, 75, 92 76 52, 53 27, 50, 72, 89 76 4 多页多页 50 多页 51, 52, 53 修改项目增加电控根据原中文版本及英文版本GO大幅修改多处修正增加补油泵回路，增加S5轴输入轴及辅助安装法兰O型圈尺寸变更删除各排量泵的轴承寿命表删除工作盖板尺寸图添加系统稳定性，20页，型号代码多处更改修改 A2 轴描述多处改变及修改技术规格校订，选型代码校订示意图修改花键啮合尺寸修改通篇多处修改060B最高速度3120,安装法兰修改添加065C, 075C轴承寿命参数多处校订及改变-主要修改多处小修改,添加EJ, EA控制器尺寸去掉L和K型中T2轴选项修改对LS的X口接头深度的警告添加对LS的X口接头深度的警告添加 SAE-C 2螺栓壳体 J型尺寸修改多处小修改，去掉E型S5轴选项示意图修改S2花键宽度修改（仅英制尺寸）示意图修改添加RP 和BP控制的LS设定值必须为20bar 对S2轴-6级，长37.91mm的修改 TOC的修改针对每一型号添加了LS设定范围重新布置F和E型章节，添加排量限制器信息修改负载敏感设定值-增量 bar 去掉G型，添加F型，多处修改修改示意图信息去掉H型，添加J型添加E型添加H型和G型第一次印刷版本 GP GO GN GM GL GK GJ GI GHGG GF GE GD GC GB GA FO FN FM FL FK FJ FI FH FG FG FF FF FE FD FC FB FA E D C B A A45系列开式轴向柱塞泵2011年6月 2011年5月 2011年4月 2011年3月 2011年1月 2010年11月 2010年10月 2009年10月 2009年7月 2009年5月 2009年3月 2008年10月 2008年9月 2008年6月 2008年5月 2008年4月 2008年4月 2008年4月 2008年4月 2008年3月2008年2月2007年11月2007年11月2007年9月2006年11月 2005年8月 2003年4月 2001年5月 1999年5月2012 萨澳-丹佛斯版权所有萨澳-丹佛斯对于其产品样本，手册和其它出版物中可能出现的错误不负任何责任。
四自由度机械手的液压系统设计
四自由度机械手的液压系统设计【摘要】机械手是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等。
机械手按驱动方式的不同又可分为液压式、气动式、电动式、机械式，而本文讨论的是具有四自由度的机械手的液压系统设计。
【关键词】机械手;液压系统;设计1.机械手结构分析本文所研究的搬运机械手具有四个自由度，分别为手腕的旋转运动，手臂的伸缩运动、旋转运动和升降运动，坐标形式为圆柱坐标，采用液压驱动控制方式，其结构示意图如图1所示。
图1 机械手结构示意图2.机械手关键液压回路分析在驱动机械手运动过程中，其中夹紧放松动作，旋转动作和伸缩动作是主要的动作，这里对这些动作的回路进行分析。
（1）夹紧回路夹紧回路采用的是O型三位四通换向阀来进行锁定，如图2所示。
1—三位四通换向阀2—调速阀3—二位三通换向阀图2 夹紧回路（2）旋转回路对于机械手的旋转动作，采用了液压马达实现，原理如图3所示。
1—二位二通换向阀2—调速阀3—三位四通换向阀4—液压马达图3 旋转回路3.液压系统设计液压系统作为搬运机械手的重要驱动方式，主要用来使机械手完成工作夹/松、手部摆动、手臂水平位移和垂直升降等动作，主要由油缸、油泵、油压马达和各种阀组成。
系统主要技术参数如下：抓重：20kg自由度：4坐标形式：圆柱坐标最大工作半径：1500mm手臂最大中心高度：700mm手臂运动参数：伸缩行程：700mm伸缩速度：400mm/s升降行程：300m m升降速度：50mm/s回转范围：0°—180°回转速度：70°/s手腕运动参数：回转范围：0°—180°回转速度：9 0°/s手指夹持范围：∮30mm—∮60mm手指握力：500N根据系统的工作要求和特点，拟定的四自由度搬运机械手液压系统原理图如图4所示。
液压执行元件-PowerPointPresentati
3、密封圈密封：
3）密封圈形状：
“O”形；
“Y”形；
“V”形。
3.1 液压 缸的基本 类型和特 点
3.2液压缸 的构造
3.3 液压 缸结构设 计中应注 意的问题
习题
第三章 液压缸
§3-2 液压缸的构造
三、密封装置
3、密封圈密封：
活塞杆和端 盖处的密封
3.1 液压 缸的基本 类型和特 点
3.1 液压 缸的基本 类型和特 点
3.2液压缸 的构造
3.3 液压 缸结构设 计中应注 意的问题
习题
第三章 液压缸
第三章 液压缸
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3.1 液压 缸的基本 类型和特 点
3.2液压缸 的构造
3.3 液压 缸结构设 计中应注 意的问题
习题
介绍
第三章 液压缸
液压缸的基本类型和特点 液压缸的构造
3.3 液压 缸结构设 计中应注 意的问题
习题
第三章 液压缸
§3-2 液压缸的构造
二、活塞组件：活塞、活塞杆
1、整体式活塞、活塞杆
2、分体式
❖螺纹连接（图（a））：适用于负载较 小，受力较平稳的液压缸中；
❖非螺纹连接（图（a）、（b）、 （c））：活塞一般为铸铁件、活塞杆一 般为钢件。
3.1 液压 缸的基本 类型和特 点
一、活塞式液压缸
1、双出杆液压缸
3.1 液压 缸的基本 类型和特 点
3.2液压缸 的构造
3.3 液压 缸结构设 计中应注 意的问题
习题
第三章 液压缸
§3-1 液压缸的基本类型和特点
一、活塞式液压缸
2、单出杆液压缸
3.1 液压 缸的基本 类型和特 点
xxqj3(液压传动执行元件)
液压缸的设计与计算
液压缸主要尺寸的确定
工作压力的选取
根据液压缸的实际工况，计算出外负载大小，然后参
考手册选取适当的工作力；
活塞杆直径d和缸筒内径D的计算 受拉时： 受压时： d=(0.3-0.5)D d=(0.5-0.55)D (p1<5Mpa) d=(0.6-0.7)D (5mpa< p1<7Mpa) d=0.7D (p1>7Mpa)
活塞杆在导向套内往复运动，其外圆表面应当耐磨并具有防锈能
力，故活塞杆外圆表面有时需镀铬
液压缸的典型结构
活塞和活塞杆（活塞组件）
活塞与活塞杆的连接形式如图所示。除此之外，还有整体式结构、
焊接式结构、锥销式结构等。
液压缸的典型结构
密封装置
密封方法：间隙密封、活塞环密封及密封圈密封
间隙密封的特点是结构简单、摩擦力小、耐用，但对零件的加 工精度要求较高，且难以完全消除泄漏，故只适用于低压、小 直径的快速液压缸中。
直径强度校核： d≥[4F/π(σ)]1/2
d—活塞杆直径；F—液压缸的负载；
(σ)—缸筒材料许用应力。(σ)=σb/n 液压缸缸筒长度的确定 缸筒长度根据所需最大工作行程而定。活塞杆长 度根据缸筒长度而定。对于工作行程受压的活塞杆， 当活塞杆长度与活塞杆直径之比大于15时，应按材料 力学有关公式对活塞进行压杆稳定性验算。
局部高压油路的场合。
伸缩液压缸
它由两个或多个活塞式缸套装
而成，前一级活塞缸的活塞杆
是后一级活塞缸的缸筒。各级 活塞依次伸出可获得很长的行 程，当依次缩回时缸的轴向尺 寸很小。 当通入压力油时，活塞由大到小依次伸出，推力先大后小，伸出速度先慢后 快；缩回时，活塞则由小到大依次收回，缩回速度为先快后慢。 特别适用于工程机械及自动线步进式输送装置。