液壓傳動技術(shù) 教學(xué)PPT課件

液壓傳動技術(shù) 教學(xué)PPT課件,液壓傳動技術(shù),教學(xué)PPT課件,液壓,傳動,技術(shù),教學(xué),PPT,課件 液壓傳動技術(shù)液壓傳動技術(shù)項目三項目三 液壓執(zhí)行元件的選用、液壓執(zhí)行元件的選用、拆裝與檢修拆裝與檢修項目導(dǎo)入項目導(dǎo)入液壓傳動中的執(zhí)行元件是將流體的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的元件。它驅(qū)動機(jī)構(gòu)作直 線往復(fù)運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)（或擺動）運(yùn)動，其輸入為壓力和流量，輸出為力和速度，或轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。液壓執(zhí)行元件是液壓回路中不可缺少的環(huán)節(jié)。生活中的液壓千斤頂、挖掘機(jī)、升降機(jī)等機(jī)械裝置都很好的利用了液壓執(zhí)行裝置來進(jìn)行工作。執(zhí)行元件分為液液壓壓缸缸和液液壓壓馬馬達(dá)達(dá)，那么它們的工作原理是怎樣的，如何正確的選用執(zhí)行元件呢？任務(wù)一目錄CONTENT液壓缸的選用、拆裝與檢修液壓缸的選用、拆裝與檢修 液壓馬達(dá)的選用液壓馬達(dá)的選用CONTENT任務(wù)二任務(wù)一液壓缸的選用、拆裝與檢修液壓缸的選用、拆裝與檢修 液壓缸的選用、拆裝與檢修液壓缸的選用、拆裝與檢修 學(xué)習(xí)目標(biāo)u掌握液壓缸的工作原理及分類u掌握液壓缸基本參數(shù)的計算u掌握液壓缸的拆裝及檢修u在不同的場合能夠?qū)σ簤焊走M(jìn)行正確的選用任務(wù)描述通過參觀或觀看視頻，觀察磨床工作臺、壓力機(jī)、汽車起重機(jī)、軋鋼設(shè)備等液壓驅(qū)動機(jī)械液壓缸的工作過程，在學(xué)習(xí)液壓缸的類型、運(yùn)動特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)原理、參數(shù)計算等相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，對不同運(yùn)動和工作要求的液壓缸進(jìn)行正確選用。同時具備液壓缸拆裝及檢修的基本技能。一、液壓缸的分類 液壓缸是液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件。它的作用是將液體的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)動部件的機(jī)械能，使運(yùn)動部件實現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動。u 按其作用方式的不同按其作用方式的不同分為單作用式液壓缸和雙作用式液壓缸兩類。單作用式液壓缸中液壓力只能使活塞（或柱塞）單方向運(yùn)動，反方向運(yùn)動必須靠外力（如彈簧力或自重等）實現(xiàn)；雙作用式液壓缸可由液壓力實現(xiàn)兩個方向的運(yùn)動。u按其結(jié)構(gòu)的不同按其結(jié)構(gòu)的不同分為活塞缸、柱塞缸和擺動缸三類。一、液壓缸的分類各類液壓缸的圖形符號及特點(diǎn)匯總于下：一、液壓缸的分類二、液壓缸的參數(shù)計算活塞兩端都有一根直徑相等的活塞桿伸出的液壓缸稱為雙桿式活塞缸。根據(jù)安裝方式的不同可分為缸筒固定式和活塞桿固定式兩種。1.活塞式液壓缸活塞式液壓缸按其使用要求不同可分為雙桿式、單桿式兩種活塞式液壓缸按其使用要求不同可分為雙桿式、單桿式兩種雙桿活塞式液壓缸如圖3-1所示為缸筒固定式的雙桿活塞缸。它的進(jìn)、出油口布置在缸筒兩端,活塞通過活塞桿帶動工作臺移動,當(dāng)活塞的有效行程為L時,整個工作臺的運(yùn)動范圍為3L,所以機(jī)床占地面積大,一般適用于小型機(jī)床。二、液壓缸的參數(shù)計算當(dāng)工作臺行程要求較長時,可采用圖3-2(a)所示的活塞桿固定形式,這時,缸體與工作臺相連,活塞桿通過支架固定在機(jī)床上，動力由缸體傳出。這種安裝形式中，工作臺的移動范圍只等于液壓缸有效行程L的兩倍（2L），因此占地面積小。進(jìn)出油口可以設(shè)置在固定不動的空心的活塞桿的兩端,使油液從活塞桿中進(jìn)出,也可設(shè)置在缸體的兩端,但必須使用軟管連接。圖（b）為活塞桿固定式液壓缸的結(jié)構(gòu)剖分圖。二、液壓缸的參數(shù)計算工作原理：工作原理：由于雙桿活塞缸兩端的活塞桿直徑通常是相等的,因此它左、右兩腔的有效面積也相等。當(dāng)活塞的直徑為 D,活塞桿的直徑為 d,液壓缸進(jìn)、出油壓力為 p1和 p2,輸入流量為 q 時,液壓缸左、右兩個方向運(yùn)動產(chǎn)生的推力 F1、F2和速度 v1、v2為：F F1 1=F=F2 2=A(p=A(p1 1-p-p2 2)=/4(D)=/4(D2 2-d-d2 2)(p)(p1 1-p-p2 2)v v1 1=v v2 2=q/A=4q/(=q/A=4q/(D D2 2-d d2 2)式中：A為活塞的有效工作面積當(dāng)分別向雙桿活塞式液壓缸左、右腔輸入相同壓力和相等流量的壓力油時,活塞往復(fù)運(yùn)動的速度和推力相等。二、液壓缸的參數(shù)計算活塞只有一端帶活塞桿的液壓缸稱為單活塞桿式活塞缸。單桿液壓缸也有缸體固定和活塞缸固定兩種形式，但它們的工作臺移動范圍都是活塞有效行程的兩倍。單活塞桿液壓缸單桿活塞缸由于活塞兩端有效面積不等，如果以相同流量的壓力油分別進(jìn)入液壓缸的左、右腔，活塞移動的速度與進(jìn)油腔的有效面積成反比，即油液進(jìn)入無桿腔時有效面積大，速度慢，進(jìn)入有桿腔時有效面積小，速度快；而活塞上產(chǎn)生的推力則與進(jìn)油腔的有效面積成正比。二、液壓缸的參數(shù)計算如圖3-4（a）所示，當(dāng)壓力為 p1，流量為 q的液壓油輸入液壓缸無桿腔時，如果液壓缸有桿腔存在背壓 p2，其活塞上產(chǎn)生的推力 F1和速度 v1為:F F1 1=A=A1 1p p1 1-A-A2 2p p2 2=/4 4（p p1 1-p-p2 2）D D2 2+p+p2 2d d2 2 v v1 1=q/A=q/A1 1=4q/=4q/D D2 2當(dāng)油液從如圖3-4（b）所示的右腔（有桿腔）輸入時，其活塞上所產(chǎn)生的推力 F2和速度 v2為:F F2 2=A=A2 2p p1 1 A A1 1p p2 2=/4 4（p p1 1-p-p2 2）D D2 2-p-p1 1d d2 2 v v2 2=q/A=q/A2 2=4q/=4q/（D D2 2-d-d2 2）二、液壓缸的參數(shù)計算由于 A1 A2,所以 F1 F2,v1 v2。即活塞往復(fù)運(yùn)動的速度和推力不等。若把兩個方向上的輸出速度 v1和 v2的比值稱為速度比，記為v，則v=v2/v1=1/1-（d/D）2。因此，活塞桿直徑越小，v 越接近于1，活塞兩個方向的速度差值也就越??；如果活塞桿越粗，活塞兩個方向運(yùn)動的速度差值就越大。在已知 D和v 的情況下，也就可以較方便地確定 d。二、液壓缸的參數(shù)計算開始工作時左右兩腔的油液壓力相同，但是由于左腔（無桿腔）的有效面積大于右腔（有桿腔）的有效面積，故活塞向右運(yùn)動，同時使右腔中排出的油液（流量為 q）也進(jìn)入左腔，加大了流入左腔的流量（q+q），從而也加快了活塞移動的速度。實際上活塞在運(yùn)動時，由于差動缸兩腔間的管路中有壓力損失，所以右腔中油液的壓力稍大于左腔油液壓力。而這個差值一般都較小可以忽略不計。如圖3-5所示，當(dāng)向單桿活塞缸的左右兩腔同時通壓力油時稱為差動連接差動連接。二、液壓缸的參數(shù)計算則差動缸活塞推力 F3和運(yùn)動速度v3為：F F3 3=p=p1 1（A A1 1-A-A2 2）=p=p1 1/4 4 d d2 2v v3 3=（q+qq+q）/A/A1 1=q+=q+/4/4（D D2 2-d-d2 2）v v3 3/(/4 D/4 D2 2)即：v v3 3=4q/(=4q/(d d2 2)差動連接時液壓缸的推力比非差動連接時小，速度比非差動連接時大，正好利用這一點(diǎn)，可使在不加大油源流量的情況下得到較快的運(yùn)動速度，這種連接方式被廣泛應(yīng)用于組合機(jī)床的液壓動力滑臺和其他機(jī)械設(shè)備的快速運(yùn)動中。如果要求快速運(yùn)動和快速退回速度相等，即使 v v2 2=v v3 3，則可得 D=2d。二、液壓缸的參數(shù)計算柱塞缸是一種單作用液壓缸，靠液壓力只能實現(xiàn)一個方向的運(yùn)動，其工作原理如圖3-6（a）所示，柱塞與工作部件連接，缸筒固定在機(jī)體上。當(dāng)壓力油進(jìn)入缸筒時，推動柱塞帶動運(yùn)動部件向右運(yùn)動，但反向退回時必須靠其它外力或自重驅(qū)動。柱塞缸通常成對反向布置使用，如圖3-6（b）所示。2.柱塞缸二、液壓缸的參數(shù)計算當(dāng)柱塞的直徑為d，輸入液壓油的流量為q，壓力為p時，其柱塞上所產(chǎn)生的推力F和速度v為:F F =pA=pA =p=p/4 4 d d2 2v=q/A=4q/(v=q/A=4q/(d d2 2)柱塞式液壓缸的主要特點(diǎn)是柱塞與缸筒無配合要求，缸筒內(nèi)孔不需精加工，甚至可以不加工。運(yùn)動時由缸蓋上的導(dǎo)向套來導(dǎo)向，所以它特別適用在行程較長的場合。三、其他液壓缸.增壓缸增壓液壓缸又稱增壓器。在某些短時或局部需要高壓液體的液壓系統(tǒng)中，常用增壓缸與低壓大流量泵配合作用。它有單作用和雙作用兩種形式。三、其他液壓缸圖3-8（a）所示為單作用增壓缸的工作原理圖。當(dāng)?shù)蛪簽?p1的油液推動增壓缸的大 活塞時，大活塞推動與其連成一體的小活塞輸出壓力為 p2的高壓液體。當(dāng)大活塞直徑為D，小活塞直徑為d時，p p2 2=p=p1 1(D/d)(D/d)2 2=Kp=Kp1 1 式中，K=D2/d2,稱為增壓比，它代表其增壓能力u增壓缸僅僅是增大輸出的壓力，并不能增大輸出的能量u單作用增壓缸在小活塞運(yùn)動到終點(diǎn)時，不能再輸出高壓液體，需要將活塞退回到左端位 置，再向右行時才又輸出高壓液體，即只能在一次行程中輸出高壓液體。為了克服這一缺點(diǎn)，可采用雙作用增壓缸，如圖3-8（b）所示，由兩個高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。三、其他液壓缸伸縮式液壓缸由兩個或多個活塞式液壓缸套裝而成，前一級活塞缸的活塞是后一級活塞缸的缸筒。伸出時可獲得很長的工作行程，縮回時可保持很小的結(jié)構(gòu)尺寸。伸縮缸被廣泛用于起重運(yùn)輸車輛上。套筒式伸縮缸的外伸動作是逐級進(jìn)行的。首先是最大直徑的缸筒以最低的油液壓力開始外伸，當(dāng)?shù)竭_(dá)行程終點(diǎn)后，稍小直徑的缸筒開始外伸，直徑最小的末級最后伸出。隨著工作級數(shù)增多，外伸缸筒直徑越來越小，工作油液壓力隨之升高，工作速度變快。2.伸縮缸三、其他液壓缸圖3-10（a）所示為單作用式伸縮缸，圖3-10（b）所示為雙作用式伸縮缸，前者靠外力回程，而后者靠液壓回程。三、其他液壓缸齒輪式液壓缸又稱無桿式活塞缸，它由柱塞缸和一套齒輪齒條傳動裝置組成。當(dāng)壓力油推動活塞左右往復(fù)運(yùn)動時，齒條就推動齒輪做往復(fù)旋轉(zhuǎn)，從而齒輪驅(qū)動工作部件（如組合機(jī)床中的旋轉(zhuǎn)工作臺）作周期性的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。3.齒輪缸三、其他液壓缸4.擺動缸擺動式液壓缸也稱為擺動液壓馬達(dá)，如圖3-13所示。當(dāng)它通入壓力油時，它的主軸能輸出小于360的擺動運(yùn)動，常用于夾具夾緊裝置、送料裝置、轉(zhuǎn)位裝置以及需要周期性進(jìn)給的系統(tǒng)中。圖（a）為單葉片式擺動缸，它的擺動角度較大，可達(dá)300。圖（b）所示為雙葉片式擺動缸，它的擺動角度較小，可達(dá)150，它的輸出轉(zhuǎn)矩是單葉片式的兩倍，而角速度則是單葉片式的一半。四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成液壓缸的結(jié)構(gòu)基本上可以分為缸筒和缸蓋缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿活塞和活塞桿、密封裝置密封裝置、緩沖裝置緩沖裝置和排氣裝置排氣裝置五部分。四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成1.缸筒與缸蓋在設(shè)計過程中，缸筒和缸蓋采用何種連接方式主要取決于液壓缸的工作壓力、缸筒的材料和具體工作條件。u當(dāng)工作壓力p10 MPa時使用鑄鐵缸筒，它的連接方式多用（a）法蘭連接，這種結(jié)構(gòu)易于加工和裝拆，但外形尺寸大。u當(dāng)工作壓力 p20 MPa時使用鑄鋼或鍛鋼。它與缸蓋的連接方式常用圖（b）、（c）半環(huán)連接和螺紋連接。采用半環(huán)連接拆裝方便，但削弱了強(qiáng)度，有時要加厚缸壁。采用螺紋連接時，缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工時要求保證內(nèi)外徑同心，裝卸時要使用專用工具。但外形尺寸和重量均較小，常用于無縫鋼管或鑄鋼制的缸筒上。四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成2.活塞和活塞桿u 活塞和活塞桿連接方式必須保證連接可靠活塞和活塞桿連接方式必須保證連接可靠四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成u（a）為活塞與活塞桿之間采用螺紋連接，它適用負(fù)載較小，受力無沖擊的液壓缸中。螺紋連接雖然結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便可靠，但在活塞桿上車螺紋將削弱其強(qiáng)度。u（b）和（c）為卡環(huán)式連接方式。（b）中活塞桿上開有一個環(huán)形槽，槽內(nèi)裝有兩個半環(huán)以夾緊活塞，半環(huán)由軸套套住，而軸套的軸向位置用彈簧卡圈來固定。u（c）中的活塞桿，使用了兩個半環(huán)，它們分別由兩個密封圈座套住，半圓形的活塞安放在密封圈座的中間。u（d）是一種徑向銷式連接結(jié)構(gòu)，用錐銷把活塞固定在活塞桿上，這種連接方式特別適用于雙出桿式活塞。四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成3.密封裝置（a）為間隙密封，它依靠運(yùn)動件之間的微小間隙來防止泄漏。（b）所示為摩擦環(huán)密封，它依靠套在活塞上的摩 擦環(huán)（尼龍或其他高分子材料制成），在摩擦環(huán)彈力作用下貼緊缸壁而防止泄漏。（c）、（d）所示為密封圈（O形圈、V形圈）密封，它利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動配合面之間來防止泄漏。對于活塞桿外伸部分來說，由于它很容易把臟物帶入液壓缸，使油液受到污染，使密封件磨損，因此常需要在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一端。四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成u（a）為間隙式緩沖裝置：結(jié)構(gòu)簡單，但緩沖壓力不可調(diào)節(jié)，且實現(xiàn)減速所需行程較長，適用于移動部件慣性不大，移動速度不太高的場合。u（b）為可調(diào)節(jié)流緩沖裝置：可根據(jù)負(fù)載情況調(diào)整節(jié)流閥開口的大小，改變緩沖壓力的大小，因此適用范圍較廣。u（c）為可變節(jié)流緩沖裝置：在緩沖過程中能自動改變其節(jié)流口大小（隨著活塞運(yùn)動速度的降低而相應(yīng)關(guān)小節(jié)流口），因而使緩沖作用均勻，沖擊壓力小，制動位置精度高。4.緩沖裝置四、液壓缸的結(jié)構(gòu)組成u排氣裝置一般設(shè)置在液壓缸的最高部位（那里往往是空氣聚積的地方）。u排氣裝置通常有兩種：一種是在液壓缸的最高部位處開排氣孔，并用管道連接排氣閥進(jìn)行排氣；另一種是在液壓缸的最高部位安放排氣塞。u兩種排氣裝置都是在液壓缸排氣時打開（讓活塞全行程往復(fù)移動數(shù)次），排氣完畢后關(guān)閉。5.排氣裝置任務(wù)實施 一、液壓缸的拆裝與檢修 1.拆卸液壓缸擰出四只拉桿螺母取下四根拉桿；取下后端蓋、缸筒；分離前端蓋與活塞桿活塞組合；將零件各部位密封圈卸下（對Y型圈注意方向，而活塞上的組合圈無法取出）。任務(wù)實施首先應(yīng)對液壓缸各零件進(jìn)行外觀檢查，根據(jù)經(jīng)驗判斷是否可用。（1 1）缸筒內(nèi)表面）缸筒內(nèi)表面 缸筒內(nèi)表面有很淺的線狀摩擦或點(diǎn)狀傷痕是允許的，但如果有縱狀拉傷深痕時，必須對內(nèi)孔進(jìn)行研磨，也可用極細(xì)的砂紙或油石修正。當(dāng)縱狀拉傷為深痕而無法修正時，就必須更換新缸筒。（2 2）活塞桿的滑動面）活塞桿的滑動面 產(chǎn)生縱狀拉傷時，其判斷與處理方法與缸筒內(nèi)表面相同。但是，活塞桿的滑動面一般是鍍硬鉻的，如果部分鍍層因磨損產(chǎn)生剝離，形成縱狀傷痕時，活塞桿密封處的漏油對運(yùn)動影響很大。必須除去原有的鍍層，重新鍍鉻、拋光，鍍鉻厚度為0.005 mm左右。2.油缸拆卸后的檢查任務(wù)實施（3 3）密封）密封 活塞密封件是防止液壓缸內(nèi)部漏油的關(guān)鍵零件。檢查密封件時，應(yīng)當(dāng)首先觀察密封件的唇邊有無損傷，以及密封摩擦面的磨損情況。當(dāng)發(fā)現(xiàn)密封件唇口有輕微的傷痕，摩擦面略有磨損時，最好能更換新的密封件。對使用已久、材質(zhì)產(chǎn)生硬化變脆的密封件，也須更換。（4 4）活塞桿導(dǎo)向套的內(nèi)表面）活塞桿導(dǎo)向套的內(nèi)表面 導(dǎo)向套內(nèi)表面若有傷痕，對使用沒有妨礙。但是，如果不均勻磨損的深度在0.20.3 mm時，就應(yīng)該更換新的導(dǎo)向套。任務(wù)實施（5 5）活塞表面）活塞表面 若傷痕深度達(dá)到0.20.3 mm時，就應(yīng)更換新的活塞。另外，還要檢查是否有端面的碰撞、內(nèi)壓引起活塞的裂縫，如有，則必須更換活塞，因為裂縫可能會引起內(nèi)部漏油。另外還需要檢查密封槽是否受損傷。（6 6）其他）其他 檢查時應(yīng)留意端蓋、耳環(huán)、絞軸是否有裂紋，活塞桿頂端螺紋，油口螺紋有無異常，焊接部分是否有裂縫現(xiàn)象。任務(wù)實施先將液壓缸內(nèi)的所有零部件用煤油進(jìn)行清洗、檢驗、分析，均勻涂上潤滑油。按拆卸的相反順序裝配液壓缸，裝配活塞桿時，按照拆開時的記錄順序和位置安裝；安裝四只拉桿時，注意四只拉桿的安裝順序，對角安裝，依次逐步擰緊，保證液壓缸的密封性，裝配時嚴(yán)禁遺漏零件。將液壓缸外表面擦拭干凈，整理工作臺。3.液壓缸的安裝任務(wù)實施二、液壓缸的選用選用液壓缸時，應(yīng)認(rèn)真分析工作機(jī)構(gòu)對液壓缸的運(yùn)動、動力要求，并考慮工作條件，合理選擇液壓缸類型。平面磨床工作臺平面磨床工作臺正常工作時，要帶動工件做速度相等的直線往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動，且往復(fù)運(yùn)動時兩個方向要克服的負(fù)載相同。這就要求液壓缸能夠進(jìn)行速度相同的往復(fù)直線運(yùn)動，且受到的推力相同，通過上面對液壓缸的簡單介紹，我們了解到雙桿式活塞缸左、右兩腔的有效面積相等，當(dāng)分別向左、右腔輸入相同壓力和相等流量的油液時，液壓缸左、右兩個方向的推力和速度相等，能夠滿足平面磨床工作臺的工作要求，所以磨床工作臺的液壓缸選擇雙桿式活塞缸雙桿式活塞缸。任務(wù)實施油壓機(jī)壓力機(jī)工作時，要求液壓缸帶動橫梁向下運(yùn)動速度要慢、壓力要大；液壓缸帶動橫梁向上運(yùn)動速度要快、壓力要小。通過上面對液壓缸的簡單介紹，我們了解到單桿式活塞缸兩腔有效面積不相等，如果以相同流量的壓力油進(jìn)入有桿腔時，活塞移動速度快，產(chǎn)生的推力??；進(jìn)入無桿腔時，活塞移動速度慢，產(chǎn)生的推力大，正好符合壓力機(jī)對液壓缸要求慢速壓制、快速回程的工藝要求。所以壓力機(jī)的液壓缸選用單活塞式液壓缸單活塞式液壓缸。任務(wù)實施鋼包回轉(zhuǎn)臺升降機(jī)構(gòu)鋼包回轉(zhuǎn)臺是連鑄機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備之一，起著連接上下兩道工序的重要作用。鋼包回轉(zhuǎn)臺承載幾十噸到幾百噸的鋼包，所受的載荷比較大，在鋼包回轉(zhuǎn)臺對鋼包進(jìn)行升降時，要求能夠平穩(wěn)的垂直升降，這就要求液壓缸有足夠的剛度來承受大的載荷。當(dāng)液壓缸承受較大載荷時，由于活塞式液壓缸的活塞桿沒有足夠的剛度來承受如此大的載荷，一般采用柱塞缸。通過上面對液壓缸的簡單介紹，我們了解到柱塞式液壓缸的性能符合鋼包回轉(zhuǎn)臺對鋼包升降的要求，所以鋼包回轉(zhuǎn)臺液壓缸采用柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸。知識拓展液壓缸的設(shè)計1.液壓缸設(shè)計中應(yīng)注意的問題在設(shè)計液壓缸之前，必須對整個液壓系統(tǒng)進(jìn)行工況分析，編制負(fù)載圖，選定系統(tǒng)的工作壓力，然后根據(jù)使用要求選擇結(jié)構(gòu)類型，按負(fù)載情況、運(yùn)動要求、最大行程等確定其主要工作尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度、穩(wěn)定性和緩沖驗算，最后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。（1）盡量使液壓缸的活塞桿在受拉狀態(tài)下承受最大負(fù)載，或在受壓狀態(tài)下具有良好的縱向穩(wěn)定性。（2）考慮液壓缸行程終了處的制動問題和液壓缸的排氣問題。缸內(nèi)如無緩沖裝置和排氣裝置，系統(tǒng)中需有相應(yīng)的措施。但是并非所有的液壓缸都要考慮這些問題。知識拓展（3）根據(jù)主機(jī)的工作要求和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，正確確定液壓缸的安裝、固定方式。但液壓缸只能一端定位。（4）液壓缸各部分的結(jié)構(gòu)需根據(jù)推薦的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，盡可能做到結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，加工、裝配和維修方便.2.液壓缸主要尺寸的確定u液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸主要有三個:缸筒內(nèi)徑缸筒內(nèi)徑 D D、活塞桿直徑活塞桿直徑 d d和缸筒長度缸筒長度 L L。u液壓缸的缸筒內(nèi)徑液壓缸的缸筒內(nèi)徑 D D根據(jù)負(fù)載的大小和選定的工作壓力，或運(yùn)動速度和輸入的流量，依上述公式計算之后，再從GB/T2348 1993（等效于ISO3320 1987）標(biāo)準(zhǔn)中選取最近的標(biāo)準(zhǔn)值而得出。知識拓展u活塞桿直徑活塞桿直徑d d液壓缸活塞桿的直徑 d通常先滿足液壓缸速度或速比的要求來選擇，然后再校核其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，若速比為V，則 u液壓缸缸筒長度液壓缸缸筒長度 L L液壓缸的缸筒長度 L由最大工作行程長度決定，缸筒的長度一般最好不超過其內(nèi)徑的20倍。知識拓展u最小導(dǎo)向長度最小導(dǎo)向長度當(dāng)活塞桿全部外伸時，從活塞支承面中點(diǎn)到導(dǎo)向套滑動面中點(diǎn)的距離稱為最小導(dǎo)向長度 H。如果導(dǎo)向長度過小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計時必須保證有一最小導(dǎo)向長度。對于一般的液壓缸，當(dāng)液壓缸的最大行程為 L，缸筒直徑為 D時，最小導(dǎo)向長度為:H L/20+D/2H L/20+D/2知識拓展l活塞的寬度，一般取 B=（0.61.0）D;l導(dǎo)向套滑動面的長度 A，在 D 80 mm時取 A=（0.61.0）d。為保證最小導(dǎo)向長度，過分增大 A和 B都是不適宜的，必要時可在導(dǎo)向套與活塞之間裝一隔套（圖中零件K）。隔套的長度 C由需要的最小導(dǎo)向長度 H決定，即 C=H 1/2C=H 1/2（A+BA+B）知識拓展3.強(qiáng)度校核液壓缸的缸筒壁厚、活塞桿直徑 d和缸蓋處固定螺栓的直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。u缸筒壁厚校核缸筒壁厚校核a.當(dāng) D/10時為薄壁，壁厚按下式進(jìn)行校核：p py y D/2 D/2b.當(dāng) D/10時，壁厚按下式進(jìn)行校核：注意：注意：若液壓缸缸筒與缸蓋采用半環(huán)連接，應(yīng)取缸筒壁厚最小處的值。式中，D為缸筒內(nèi)徑；p py y為缸筒試驗壓力，當(dāng)缸筒的額定壓力 pn 16 MPa時取 p py y=1.5pn，當(dāng) pn 16 MPa時 p py y取=1.25 pn；為缸筒材料的許用應(yīng)力，=b/n，b為材料抗拉強(qiáng)度，n為安全系數(shù)，一般取 n=5。知識拓展u活塞桿直徑校核活塞桿直徑校核活塞桿直徑 d的校核按下式進(jìn)行：式中，F(xiàn)為活塞桿上的作用力；為活塞桿材料的許用應(yīng)力，=b/1.4。任務(wù)二液壓馬達(dá)的選用液壓馬達(dá)的選用液壓馬達(dá)的選用液壓馬達(dá)的選用學(xué)習(xí)目標(biāo)u了解液壓馬達(dá)的工作原理及分類u掌握液壓馬達(dá)的基本參數(shù)和基本性能u在不同的場合能夠?qū)σ簤厚R達(dá)進(jìn)行正確的選用任務(wù)描述通過視頻或參觀，觀察各液壓馬達(dá)驅(qū)動機(jī)構(gòu)的工作過程。在學(xué)習(xí)液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)原理、分類及性能參數(shù)等相關(guān)知識基礎(chǔ)上，為鋼卷小車行走機(jī)構(gòu)、汽車起重機(jī)回轉(zhuǎn)臺和起升機(jī)構(gòu)等選用滿足工作要求的液壓馬達(dá)。一、液壓馬達(dá)的特點(diǎn)及分類u從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)來看，液壓泵與液壓馬達(dá)是可逆工作的液壓元件，向任何一種液壓泵輸入工作液體，都可使其變成液壓馬達(dá)工況；反之，當(dāng)液壓馬達(dá)的主軸由外力矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，也可變?yōu)橐簤罕霉r。u兩者工作條件不同，對它們的性能要求也不一樣，所以同類型的液壓馬達(dá)和液壓泵之間，仍存在許多差別，不能相互代替使用。首先液壓馬達(dá)應(yīng)能夠正、反轉(zhuǎn)，因而要求其內(nèi)部結(jié)構(gòu)對稱；液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍需要足夠大，特別對它的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速有一定的要求。因此，它通常都采用滾動軸承或靜壓滑動軸承。其次液壓馬達(dá)由于在輸入壓力油條件下工作，因而不必具備自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起動轉(zhuǎn)矩。特點(diǎn)：一、液壓馬達(dá)的特點(diǎn)及分類u按結(jié)構(gòu)類型按結(jié)構(gòu)類型液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)類型來分可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式和其他型式。u按額定轉(zhuǎn)速按額定轉(zhuǎn)速按液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類。額定轉(zhuǎn)速高于500 r/min的屬于高速液壓馬達(dá)，高速液壓馬達(dá)的基本形式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。低速液壓馬達(dá)的基本形式是徑向柱塞式。額定轉(zhuǎn)速低于500 r/min的屬于低速液壓馬達(dá)。通常低速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩較大（可達(dá)幾千牛米到幾萬牛米），所以又稱為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。分類：二、液壓馬達(dá)的工作原理如圖所示：當(dāng)壓力油通入壓油腔后，在葉片1、3（或5、7）上，一面作用有壓力油，另一面為低壓油。由于葉片3伸出的面積大于葉片1伸出的面積，因此作用于葉片3上的總液壓力大于作用于葉片1上的總液壓力，于是壓力差使葉片帶動轉(zhuǎn)子作逆時針方向旋轉(zhuǎn)。作用于其他葉片如5、7上的液壓力，其作用原理同上。葉片2、6兩面同時受壓力油作用，受力平衡對轉(zhuǎn)子不產(chǎn)生作用轉(zhuǎn)矩。葉片式液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩與液壓馬達(dá)的排量和液壓馬達(dá)出口之間的壓力差有關(guān)，其轉(zhuǎn)速由輸入液壓馬達(dá)的流量大小來決定。1.葉片式液壓馬達(dá)二、液壓馬達(dá)的工作原理注意：注意：1.由于液壓馬達(dá)一般都要求能正反轉(zhuǎn)，所以葉片式液壓馬達(dá)的葉片要徑向放置。2.為了使葉片根部始終通有壓力油，在回、壓油腔通入葉片根部的通路上應(yīng)設(shè)置單向閥。3.為了確保葉片式液壓馬達(dá)在壓力油通入后能正常啟動，必須使葉片頂部和定子內(nèi)表面緊密接觸，以保證良好的密封，因此在葉片根部應(yīng)設(shè)置預(yù)緊彈簧。應(yīng)用：應(yīng)用：葉片式液壓馬達(dá)體積小，轉(zhuǎn)動慣量小，動作靈敏，可適用于換向頻率較高的場合。但泄漏量較大，低速工作時不穩(wěn)定。因此葉片式液壓馬達(dá)一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動作要求靈敏的場合。二、液壓馬達(dá)的工作原理當(dāng)壓力油經(jīng)固定的配油軸4的窗口進(jìn)入缸體 3內(nèi)柱塞 1的底部時，柱塞向外伸出，緊緊頂住定子 2的內(nèi)壁。由于定子與缸體存在一偏心距 e。在柱塞與定子接觸處，定子對柱塞的反作用力為 FN。力 FN 可分解為 FF 和 FT兩個分力。力 FT對缸體產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩，使缸體旋轉(zhuǎn)。缸體再通過端面連接的傳動軸向外輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。2.徑向柱塞式液壓馬達(dá)三、液壓馬達(dá)的基本參數(shù)若液壓馬達(dá)的排量為 V，以轉(zhuǎn)速 n 旋轉(zhuǎn)，在理想情況下，液壓馬達(dá)需要油液流量為 qt（理論流量）。由于馬達(dá)存在泄漏，故實際所需流量應(yīng)大于理論流量。設(shè)馬達(dá)的泄漏量為q，則實際供給馬達(dá)的流量應(yīng)為 q=qq=qt t+q+qu液壓馬達(dá)的容積效率 v 是理論流量與實際流量之比，即：u液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速：1.容積效率和轉(zhuǎn)速液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)為轉(zhuǎn)速液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)為轉(zhuǎn)速 n n、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩 T T和效率和效率。v v =q qt t/q /q n=(q/V)n=(q/V)v v 三、液壓馬達(dá)的基本參數(shù)若不考慮馬達(dá)的摩擦損失，液壓馬達(dá)的理論輸出轉(zhuǎn)矩 Tt 的計算公式與泵相同，即:T Tt t=pV/=pV/（2 2）u實際上液壓馬達(dá)存在機(jī)械損壞，設(shè)摩擦損壞造成的轉(zhuǎn)矩為T，則液壓馬達(dá)實際輸出轉(zhuǎn)矩T=TT=Tt t T T，設(shè)機(jī)械效率為m，則u液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩：2.轉(zhuǎn)矩和機(jī)械效率m m=T/T=T/Tt tT=TT=Tt tm m=pV/(2=pV/(2)m m三、液壓馬達(dá)的基本參數(shù)由上式可知液壓馬達(dá)的總效率等于液壓馬達(dá)的機(jī)械效率和容積效率的乘積。3.液壓馬達(dá)的總效率 四、液壓馬達(dá)的選用選擇液壓馬達(dá)時需考慮的因素較多，如:轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、工作壓力、排量、效率、外形等。由于液壓馬達(dá)和泵在結(jié)構(gòu)上類似，關(guān)于泵的選用原則同樣適用于馬達(dá)。u 一般齒輪結(jié)構(gòu)馬達(dá)結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜，常用于高轉(zhuǎn)速、低轉(zhuǎn)矩和平穩(wěn)性要求不高的工作場合，如風(fēng)扇、驅(qū)動研磨機(jī)等。u葉片馬達(dá)轉(zhuǎn)動慣性量小，動作靈敏，但容積效率不高，機(jī)械特性軟，適用于中速以上、轉(zhuǎn)矩中等、要求啟動、換向頻繁的場合，如磨床工作臺的驅(qū)動、機(jī)床操作系統(tǒng)等。u軸向柱塞馬達(dá)容積效率高，調(diào)速范圍大，且低速平穩(wěn)性好，但耐沖擊性能差，常用于要求較高的高壓系統(tǒng)，如船舶、工程機(jī)械、起重機(jī)械等的回轉(zhuǎn)、起重液壓系統(tǒng)中。u徑向柱塞馬達(dá)屬于低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)，若選用徑向柱塞馬達(dá)，一般不需要減速箱，可直接驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。任務(wù)實施液壓馬達(dá)的選用任務(wù)分析某熱軋鋼卷運(yùn)輸小車行走機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)直接驅(qū)動。已知該系統(tǒng)工作壓力為 16 MPa。經(jīng)工況分析，確定所需馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速為 2.512.5 r/min，輸出轉(zhuǎn)矩為260 Nm，為該行走機(jī)構(gòu)選擇合適的液壓馬達(dá)。首先根據(jù)液壓馬達(dá)的工況和應(yīng)用場合選擇馬馬達(dá)達(dá)類類型型，然后根據(jù)馬達(dá)所驅(qū)動機(jī)構(gòu)所需的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及工作壓力選擇液壓馬達(dá)的型號液壓馬達(dá)的型號。任務(wù)實施u馬達(dá)類型馬達(dá)類型由要求馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速為 2.512.5 r/min，可知，該馬達(dá)的工況為低速運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到滿足低速穩(wěn)定性要求的馬達(dá)，應(yīng)選徑向柱塞馬達(dá)徑向柱塞馬達(dá)。u馬達(dá)型號馬達(dá)型號由工作壓力為 16 MPa，輸出轉(zhuǎn)矩為 260 Nm，輸出轉(zhuǎn)速為 2.512.5 r/min等技術(shù)參數(shù)要求，由液壓技術(shù)手冊，可選擇 PJM型或 QJM型徑向柱塞馬達(dá)。如可選擇 1QJM21-0.321QJM21-0.32型徑向馬達(dá)型徑向馬達(dá)。項目小結(jié)液壓執(zhí)行元件是把液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能輸出的裝置，它有液壓缸和液壓馬達(dá)兩種類型，液壓缸把液壓能變成直線運(yùn)動或擺動的機(jī)械能，輸出力和速度；而液壓馬達(dá)是將液壓能變成連續(xù)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。液壓缸有活塞式、柱塞式、擺動式等形式。液壓馬達(dá)有齒輪式、葉片式、柱塞式等形式。本項目主要討論了液壓缸、液壓馬達(dá)的工作原理、分類、結(jié)構(gòu)以及參數(shù)計算，其中重重點(diǎn)點(diǎn)介 紹了單作用、雙作用液壓缸的工作特點(diǎn)以及速度、推力的計算，并對液壓缸的拆裝與維修進(jìn)行了簡單的介紹，難點(diǎn)難點(diǎn)是對執(zhí)行元件的正確選用。謝謝