1、第3篇 液压与气压传动技术 液压传动基础液压传动基础第第8章章液压泵 第第9章章液压缸和液压马达 第第10章章 液压控制阀液压控制阀第第11章章 液压系统辅助元件 第第12章章基本控制回路 第第13章章 汽车典型液压与液力系统汽车典型液压与液力系统第第14章章 气动技术第第15章章第10章 液压缸和液压马达液压缸10.1液压马达10.2能力训练与拓展 思考题在液压传动系统中，在液压传动系统中，将液压泵提供的液压能转变为机械将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置称为液压执行元件，它包括液压缸和能的能量转换装置称为液压执行元件，它包括液压缸和液压马达。液压马达。液压马达习惯上是指输出旋转运
2、动的液压执液压马达习惯上是指输出旋转运动的液压执行元件，而把输出直线运动（其中包括输出摆动运动）行元件，而把输出直线运动（其中包括输出摆动运动）的液压执行元件称为液压缸。的液压执行元件称为液压缸。10.1.1 10.1.1 液压缸的类型和特点液压缸的类型和特点10.1.2 10.1.2 活塞式液压缸活塞式液压缸10.1.3 10.1.3 其他液压缸其他液压缸分 类名 称符 号说 明单作用液压缸柱塞式液压缸柱塞仅单向运动，返回行程是利用自重或负荷将柱塞推回单活塞杆液压缸活塞仅单向运动，返回行程是利用自重或负荷将活塞推回双活塞杆液压缸活塞的两侧都装有活塞杆，只能向活塞一侧供给压力油，返回行程通常利
3、用弹簧力、重力或外力伸缩液压缸它以短缸获得长行程。用液压油由大到小逐节推出，靠外力由小到大逐节缩回双作用液压缸单活塞杆液压缸单边有杆，两向液压驱动，两向推力和速度不等双活塞杆液压缸双向有杆，双向液压驱动，可实现等速往复运动伸缩液压缸双向液压驱动，伸出由大到小逐步推出，由小到大逐节缩回组合液压缸弹簧复位液压缸单向液压驱动，由弹簧力复位串联液压缸用于缸的直径受限制，而长度不受限制处，获得大的推力增压缸（增压器）由低压力室A缸驱动，使B室获得高压油源齿条传动液压缸活塞往复运动经装在一起的齿条驱动齿轮获得往复回转运动摆动液压缸输出轴直接输出扭矩，其往复回转的角度小于360，也称摆动马达表10-1常见液
4、压缸的种类及特点液压缸液压缸按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞缸和摆动按其结构形式，可以分为活塞缸、柱塞缸和摆动缸三类缸三类。活塞缸和柱塞缸能实现往复运动，输出推力和。活塞缸和柱塞缸能实现往复运动，输出推力和速度，摆动缸则能实现小于速度，摆动缸则能实现小于360360的往复摆动，输出转的往复摆动，输出转矩和角速度。矩和角速度。活塞式液压缸根据其使用要求不同分为双杆式和单杆式活塞式液压缸根据其使用要求不同分为双杆式和单杆式两种。其固定方式有缸体固定和活塞杆固定两种。两种。其固定方式有缸体固定和活塞杆固定两种。（1）双杆式活塞缸。双杆式活塞缸的活塞两端都有一根直径相等的活塞杆伸出，它根据安装方式不
5、同又可以分为缸体固定式和活塞杆固定式两种。（a）缸体固定，活塞杆运动 （b）活塞杆固定，缸体运动图10-1 双杆活塞式液压缸1 1液压泵的压力液压泵的压力2 2液压泵的排量和流量液压泵的排量和流量3 3液压泵的功率和效率液压泵的功率和效率1液压泵的压力（1）工作压力。液压泵实际工作时的输出压力称为工作压力。工作压力的大小取决于外负载的大小和排油管路上的压力损失，而与液压泵的流量无关。（2）额定压力。液压泵在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力称为液压泵的额定压力。工作压力超过此值即为过载。2.2.液压泵的排量和流量液压泵的排量和流量（1 1）排量。）排量。液压泵的排量（用液压泵的排
6、量（用V V表示）是指泵每转一表示）是指泵每转一转，由其密封油腔几何尺寸变化所计算得出的输出液转，由其密封油腔几何尺寸变化所计算得出的输出液体的体积，即在无泄漏的情况下，其每转一转所能输体的体积，即在无泄漏的情况下，其每转一转所能输出的液体体积，常用单位为出的液体体积，常用单位为mL/rmL/r。（2 2）理论流量）理论流量q qvtvt。理论流量是指在不考虑液压泵的理论流量是指在不考虑液压泵的泄漏流量的情况下，在单位时间内所排出的液体体积泄漏流量的情况下，在单位时间内所排出的液体体积的平均值。显然，如果液压泵的排量为的平均值。显然，如果液压泵的排量为V V，其主轴转，其主轴转速为速为n n，
7、则该液压泵的理论流量，则该液压泵的理论流量q qvtvt为：为：q qvtvt=VnVn（9-19-1）2.2.液压泵的排量和流量液压泵的排量和流量（3 3）实际流量）实际流量q qv v。它是泵工作时的输出流量，这时它是泵工作时的输出流量，这时的流量必须考虑到泵的泄漏。它等于泵理论流量减去的流量必须考虑到泵的泄漏。它等于泵理论流量减去泄漏损失的流量泄漏损失的流量q qv v，即：，即：（9-29-2）（4 4）额定流量）额定流量q qvnvn。它是泵在额定转速和额定压力下它是泵在额定转速和额定压力下输出的流量。由于泵存在泄漏，所以泵实际流量输出的流量。由于泵存在泄漏，所以泵实际流量q q和和
8、额定流量额定流量q qvnvn都小于理论流量都小于理论流量q qvtvt。vvtvqqq双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的，双杆活塞缸两端的活塞杆直径通常是相等的，因此它左因此它左、右两腔的有效面积也相等。当分别向左、右腔输入相、右两腔的有效面积也相等。当分别向左、右腔输入相同压力和相同流量的油液时，同压力和相同流量的油液时，液压缸左、右两个方向的液压缸左、右两个方向的推力和速度相等。推力和速度相等。若若活塞的直径为活塞的直径为D D，活塞杆的直径为，活塞杆的直径为d d，液压缸进、出油腔的压力为，液压缸进、出油腔的压力为p p1 1和和p p2 2，输入流量为，输入流量为q q，双杆活塞
9、缸的推力为双杆活塞缸的推力为F F和速度为和速度为v v，则它们的关系有：，则它们的关系有：扫码认识双作用油缸如图如图10-210-2所示，活塞只有一端带活塞杆，单杆液压缸所示，活塞只有一端带活塞杆，单杆液压缸也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作也有缸体固定和活塞杆固定两种形式，但它们的工作台移动范围都是活塞有效行程的两倍。台移动范围都是活塞有效行程的两倍。图10-2 单杆活塞式液压缸在输入流量和工作压力相同的情况下，差动连接时在输入流量和工作压力相同的情况下，差动连接时液压缸的推力比非差动连接时小，液压缸的推力比非差动连接时小，速度比非差动连速度比非差动连接时大，接时大，也就是单杆
10、活塞缸差动连接时能使其速度也就是单杆活塞缸差动连接时能使其速度提高，同时其提高，同时其推力下降。推力下降。利用这一点，可使在不加利用这一点，可使在不加大油源流量的情况下得到较快的运动速度，这种连大油源流量的情况下得到较快的运动速度，这种连接方式被广泛应用于接方式被广泛应用于组合机床组合机床的液压动力滑台和其的液压动力滑台和其他机械设备的他机械设备的快速快速回位回位运动运动中。中。10.1.3 10.1.3 其他液压缸其他液压缸1 1柱塞缸柱塞缸柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，柱塞式液压缸的主要特点是柱塞与缸筒无配合要求，缸筒内孔不需精加工，甚至可以不加工。运动时由缸缸筒内孔不需精
11、加工，甚至可以不加工。运动时由缸盖上的导向套来导向，所以它特别适用于行程较长的盖上的导向套来导向，所以它特别适用于行程较长的场合。场合。图10-4 柱塞式液压缸扫码认识柱塞式液压缸的工作原理10.1.3 10.1.3 其他液压缸其他液压缸2 2摆动缸摆动缸摆动式液压缸也称摆动液压马达。用于将液压油的压摆动式液压缸也称摆动液压马达。用于将液压油的压力能转变为其输出轴往复摆动的机械能。当它通入压力能转变为其输出轴往复摆动的机械能。当它通入压力油时，它的主轴能输出小于力油时，它的主轴能输出小于360360的摆动运动，常用的摆动运动，常用于工夹具夹紧装置、送料装置、转位装置以及需要周于工夹具夹紧装置、
12、送料装置、转位装置以及需要周期性进给的系统中。它有单叶片和双叶片两种形式。期性进给的系统中。它有单叶片和双叶片两种形式。图10-5 摆动液压缸扫码认识摆动液压缸的工作原理10.1.3 10.1.3 其他液压缸其他液压缸3 3增压缸增压缸增压液压缸又称增压器。图增压液压缸又称增压器。图10-610-6所示为一种由活塞缸所示为一种由活塞缸和柱塞缸组成的增压缸，它利用活塞和柱塞有效面积和柱塞缸组成的增压缸，它利用活塞和柱塞有效面积的不同使液压系统中的局部区域获得高压。它有单作的不同使液压系统中的局部区域获得高压。它有单作用和双作用两种型式用和双作用两种型式。扫码认识增压液压缸的工作原理（a）单作用增
13、压缸 （b）双作用增压缸图10-6 增压缸10.1.3 10.1.3 其他液压缸其他液压缸4 4伸缩缸伸缩缸伸缩缸又称多级缸，它一般由两个或多个活塞缸套装伸缩缸又称多级缸，它一般由两个或多个活塞缸套装而成，前一级活塞缸的活塞杆内孔是后一级活塞缸的而成，前一级活塞缸的活塞杆内孔是后一级活塞缸的缸筒，伸出时可获得很长的工作行程，缩回时可保持缸筒，伸出时可获得很长的工作行程，缩回时可保持很小的结构尺寸。伸缩缸被广泛用于起重运输车辆上很小的结构尺寸。伸缩缸被广泛用于起重运输车辆上。（a）单作用式 （b）双作用式图10-7伸缩缸液压马达（简称马达）是将液压能转换为机械能的能液压马达（简称马达）是将液压能
14、转换为机械能的能量转换装置，以旋转运动向外输出机械能，得到输出量转换装置，以旋转运动向外输出机械能，得到输出轴上的转矩和转速。其图形符号如图轴上的转矩和转速。其图形符号如图10-810-8所示。所示。图10-8液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，从液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，即液压泵可以作液压马达用，液压马达的液压元件，即液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。向任何一种液压泵输入工作液体，也可作液压泵用。向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工
15、况；反之，当液压马达的主都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。因为轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。因为它们具有同样的基本结构要素它们具有同样的基本结构要素密闭而又可以周期密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。变化的容积和相应的配油机构。虽然从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压虽然从原理上讲，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液压马达虽然在结构上相似，但由于两者的工作情况不同，从而使得两者在结构上也有一
16、些差异。况不同，从而使得两者在结构上也有一些差异。扫码认识齿轮式液压马达扫码认识力矩马达的工作原理常用的液压马达的结构与同类型的液压泵很相似常用的液压马达的结构与同类型的液压泵很相似，下面对叶片液压马达的工作原理进行介绍。，下面对叶片液压马达的工作原理进行介绍。图图10-910-9所示为叶片液压马达的工作原理图。所示为叶片液压马达的工作原理图。图10-9 叶片液压马达的工作原理图扫码认识叶片式液压马达1 1径向柱塞式液压马达径向柱塞式液压马达图10-10 径向柱塞马达工作原理 1柱塞；2定子；3缸体；4配油轴径向柱塞液压马达多用于低速大转矩的情况下。2 2轴轴向柱塞式液压马达向柱塞式液压马达图
17、10-11 轴向柱塞马达工作原理 轴向柱塞马达的结构形式基本上与轴向柱塞泵一样，故其种类与轴向柱塞泵相同，也分为直轴式轴向柱塞马达和斜盘式轴向柱塞马达两类。一般而言，轴向柱塞马达都是高速马达，输出扭矩小，因此，必须通过减速器来带动工作机构。10-1 液压缸的能量转换和液压泵的区别？液压缸的能量转换和液压泵的区别？10-2 液压缸的分类？液压缸的分类？10-3 双杠式活塞液压缸为什么两个方向进油（工作压力一定，流量一定）受力双杠式活塞液压缸为什么两个方向进油（工作压力一定，流量一定）受力F和速度和速度v相同？相同？10-4 单杆式活塞液压缸进油方式有几种？如何计算？单杆式活塞液压缸进油方式有几种？如何计算？10-5 液压马达和液压泵的区别及相似之处有哪些？液压马达和液压泵的区别及相似之处有哪些？
