【正文】 對于要求往返運(yùn)動速度一致的場合，可采用雙活塞桿式液壓缸；若有快速返回的要求，則宜用單活塞桿式液壓缸，并可考慮用差動連接。液壓缸可靠的密封是其正常工作的重要因素。如承受彎曲的活塞桿不能用螺紋連接，要用止口連接。液壓缸在緩沖時，緩沖腔內(nèi)產(chǎn)生的液壓能E1和工作部件產(chǎn)生的機(jī)械能E2分別為：E1=pcAclc (441)E2=ppAplc+mV2Fflc (442)式中：pc為緩沖腔中的平均緩沖壓力；pp為高壓腔中的油液壓力；Ac、Ap為緩沖腔、高壓腔的有效工作面積；Lc為緩沖行程長度；m為工作部件質(zhì)量；v0為工作部件運(yùn)動速度；Ff為摩擦力。活塞桿的直徑d按下式進(jìn)行校核：d≥ (439)式中：F為活塞桿上的作用力；［σ］為活塞桿材料的許用應(yīng)力，［σ］=σb/。為保證最小導(dǎo)向長度，過分增大A和B都是不適宜的，最好在導(dǎo)向套與活塞之間裝一隔套K，隔套寬度C由所需的最小導(dǎo)向長度決定，即：C=H (436)采用隔套不僅能保證最小導(dǎo)向長度，還可以改善導(dǎo)向套及活塞的通用性。一般缸筒的長度最好不超過內(nèi)徑的20倍。根據(jù)負(fù)載和工作壓力的大小確定D：①以無桿腔作工作腔時 (432)②以有桿腔作工作腔時 (433)式中：pI為缸工作腔的工作壓力，可根據(jù)機(jī)床類型或負(fù)載的大小來確定；Fmax為最大作用負(fù)載。(2)確定液壓缸的工作參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。由于節(jié)流閥1是可調(diào)的，因此緩沖作用也可調(diào)節(jié)，但仍不能解決速度減低后緩沖作用減弱的缺點(diǎn)。它結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，磨損后有自動補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、缸蓋和活塞桿之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。 液壓缸中常見的密封裝置如圖416所示。圖415(a)所示為活塞與活塞桿之間采用螺母連接，它適用負(fù)載較小，受力無沖擊的液壓缸中。圖414(b)所示為半環(huán)連接式，它的缸筒壁部因開了環(huán)形槽而削弱了強(qiáng)度，為此有時要加厚缸壁，它容易加工和裝拆，重量較輕，常用于無縫鋼管或鍛鋼制的缸筒上。缸筒在接近行程的左右終端時，徑向孔a和c的開口逐漸減小，對移動部件起制動緩沖作用。圖412雙作用單活塞桿液壓缸1—耳環(huán)2—螺母3—防塵圈17—彈簧擋圈5—套15—卡鍵14—O形密封圈12—Y形密封圈9—缸蓋兼導(dǎo)向套10—缸筒11—活塞13—耐磨環(huán)16—卡鍵帽18—活塞桿19—襯套20—缸底它是由缸底缸筒缸蓋兼導(dǎo)向套活塞11和活塞桿18組成。圖410伸縮缸伸縮缸的外伸動作是逐級進(jìn)行的。F=pA=pπd2/4 (427)υi=q/A=4q/πd2 (428)(1)增壓液壓缸。實(shí)際上活塞在運(yùn)動時，由于差動連接時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(jì)，則差動連接時活塞推力F3和運(yùn)動速度v3為：F3=p1(A1A2)=p1πd2/4 (424)進(jìn)入無桿腔的流量q1=如把兩個方向上的輸出速度v2和v1的比值稱為速度比，記作λv，則λv=v2/v1=1/［1(d/D)2］。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。表42 常見液壓缸的種類及特點(diǎn)圖45雙桿活塞缸此類擺動馬達(dá)的工作壓力小于10MPa，擺動角度小于280176。液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出的總扭矩可用下式計(jì)算：T=ηm圖43斜盤式軸向柱塞馬達(dá)的工作原理圖當(dāng)壓力油進(jìn)入液壓馬達(dá)的高壓腔之后，工作柱塞便受到油壓作用力為pA(p為油壓力，A為柱塞面積)，通過滑靴壓向斜盤，其反作用為N。葉片5產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為T2，方向?yàn)槟鏁r針方向，則： (413)由式(412)、式(413)看出，對結(jié)構(gòu)尺寸已確定的葉片馬達(dá)，其輸出轉(zhuǎn)矩T決定于輸入油的壓力。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，于是壓力差使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生順時針的轉(zhuǎn)矩。例如曲軸連桿式液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)速提高時，回油背壓必須顯著增大才能保證連桿不會撞擊曲軸表面，從而避免了撞擊現(xiàn)象。一旦物體開始運(yùn)動，阻力突然減小，物體突然加速躍動，其結(jié)果又使彈簧的壓縮量減少，推力減小，物體依靠慣性前移一段路程后停止下來，直到彈簧的移動又使彈簧壓縮，推力增加，物體就再一次躍動為止，形成如圖41(b)所示的時動時停的狀態(tài)，對液壓馬達(dá)來說，這就是爬行現(xiàn)象。ηv (410)式中：n為液壓馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速(r/min)；ηv為液壓馬達(dá)的容積效率(%)。一旦馬達(dá)開始運(yùn)動，隨著潤滑油膜的建立，摩擦阻力立即下降，并隨滑動速度增大和油膜變厚而減小。 ηv=qi/q=1/（1+Δq／qi） (43)所以得實(shí)際流量q=qi/ηv (44) 根據(jù)排量的大小，可以計(jì)算在給定壓力下液壓馬達(dá)所能輸出的轉(zhuǎn)矩的大小，也可以計(jì)算在給定的負(fù)載轉(zhuǎn)矩下馬達(dá)的工作壓力的大小。二、液壓馬達(dá)的性能參數(shù)液壓馬達(dá)的性能參數(shù)很多。米到幾百牛，而液壓馬達(dá)就沒有這一要求。但事實(shí)上同類型的液壓泵和液壓馬達(dá)雖然在結(jié)構(gòu)上相似，但由于兩者的工作情況不同，使得兩者在結(jié)構(gòu)上也有某些差異。因?yàn)楫?dāng)馬達(dá)速度很低時，若采用動壓軸承，就不易形成潤滑滑膜。高速液壓馬達(dá)的基本型式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。米到幾萬牛頓根據(jù)液壓動力元件的工作原理可知，馬達(dá)轉(zhuǎn)速n、理論流量qi與排量V之間具有下列關(guān)系 qi=nV (41)式中：qi為理論流量(m3/s)。即：ηm0=T/Tt (48)液壓馬達(dá)的啟動機(jī)械效率表示出其啟動性能的指標(biāo)。由于液壓馬達(dá)內(nèi)部有泄漏，并不是所有進(jìn)入馬達(dá)的液體都推動液壓馬達(dá)做功，一小部分因泄漏損失掉了。另一方面，液壓馬達(dá)和負(fù)載是由液壓油被壓縮后壓力升高而被推動的，因此，可用圖41(a)所示的物理模型表示低速區(qū)域液壓馬達(dá)的工作過程：以勻速v0推彈簧的一端(相當(dāng)于高壓下不可壓縮的工作介質(zhì))，使質(zhì)量為m的物體(相當(dāng)于馬達(dá)和負(fù)載質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量)克服“負(fù)特性”的摩擦阻力而運(yùn)動。實(shí)際工作中，一般都期望最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越小越好。圖42所示為葉片液壓馬達(dá)的工作原理圖。在圖42中，葉片8兩側(cè)的壓力相等，無轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生。但泄漏較大，不能在很低的轉(zhuǎn)速下工作，因此，葉片馬達(dá)一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動作靈敏的場合。設(shè)有一柱塞與缸體的垂直中心線成φ角，則該柱塞使缸體產(chǎn)生的扭矩T為： T=Fr=FRsinφ=pARtanγsinφ (