【正文】 長(zhǎng)的場(chǎng)合。單桿活塞缸在其左右兩腔都接通高壓油時(shí)稱為：“差動(dòng)連接”，如圖47所示。如圖46所示，活塞只有一端帶活塞桿，單桿液壓缸也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺(tái)移動(dòng)范圍都是活塞有效行程的兩倍。如圖45(a)所示的為缸筒固定式的雙桿活塞缸。第二節(jié) 液 壓 缸液壓缸又稱為油缸，它是液壓系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，其功能就是將液壓能轉(zhuǎn)變成直線往復(fù)式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。若從油口Ⅰ通入高壓油，葉片2作逆時(shí)針擺動(dòng)，低壓力從油口Ⅱ排出。1. 1.隨著角度φ的變化，柱塞產(chǎn)生的扭矩也跟著變化。 軸向柱塞馬達(dá)的結(jié)構(gòu)形式基本上與軸向柱塞泵一樣，故其種類與軸向柱塞泵相同，也分為直軸式軸向柱塞馬達(dá)和斜軸式軸向柱塞馬達(dá)兩類。葉片7產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為T(mén)1，方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?。圖42葉片馬達(dá)的工作原理圖1～7—葉片當(dāng)壓力為p的油液從進(jìn)油口進(jìn)入葉片1和3之間時(shí)，葉片2因兩面均受液壓油的作用所以不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。，轉(zhuǎn)速提高后，各運(yùn)動(dòng)副的磨損加劇，使用壽命降低，轉(zhuǎn)速高則液壓馬達(dá)需要輸入的流量就大，因此各過(guò)流部分的流速相應(yīng)增大，壓力損失也隨之增加，從而使機(jī)械效率降低。當(dāng)物體靜止或速度很低時(shí)阻力大，彈簧不斷壓縮，增加推力。所以液壓馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速要比理論轉(zhuǎn)速低一些。因?yàn)樵谕瑯拥膲毫ο?，液壓馬達(dá)由靜止到開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)的啟動(dòng)狀態(tài)的輸出轉(zhuǎn)矩要比運(yùn)轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)矩大，這給液壓馬達(dá)帶載啟動(dòng)造成了困難，所以啟動(dòng)性能對(duì)液壓馬達(dá)是非常重要的，啟動(dòng)機(jī)械效率正好能反映其啟動(dòng)性能的高低。n為轉(zhuǎn)速(r/min)；V為排量(m3/s)。米)，所以又稱為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。它們的主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，便于啟動(dòng)和制動(dòng)，調(diào)速和換向的靈敏度高。，起封油作用，形成工作容積。第三章 液壓執(zhí)行元件第一節(jié) 液壓馬達(dá)一、液壓馬達(dá)的特點(diǎn)及分類液壓馬達(dá)是把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，從原理上講，液壓泵可以作液壓馬達(dá)用，液壓馬達(dá)也可作液壓泵用。若將其當(dāng)馬達(dá)用，必須在液壓馬達(dá)的葉片根部裝上彈簧，以保證葉片始終貼緊定子內(nèi)表面，以便馬達(dá)能正常起動(dòng)。通常高速液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩不大(僅幾十牛液壓馬達(dá)也可按其結(jié)構(gòu)類型來(lái)分，可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式和其他型式。為了滿足轉(zhuǎn)速要求，馬達(dá)實(shí)際輸入流量q大于理論輸入流量，則有： q= qi+Δq (42)式中：Δq為泄漏流量。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低的原因，一方面是在靜止?fàn)顟B(tài)下的摩擦因數(shù)最大，在摩擦表面出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)后摩擦因數(shù)明顯減小，另一方面也是最主要的方面是因?yàn)橐簤厚R達(dá)靜止?fàn)顟B(tài)潤(rùn)滑油膜被擠掉，基本上變成了干摩擦。n=nt只有等到彈簧壓縮到其推力大于靜摩擦力時(shí)才開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。對(duì)某些液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)速的提高還受到背壓的限制。葉片3上，一面作用有壓力油，另一面為低壓油。假設(shè)馬達(dá)出口壓力為零，則： (412)式中：B為葉片寬度；R1為定子長(zhǎng)半徑；r為轉(zhuǎn)子半徑；p為馬達(dá)的進(jìn)口壓力。軸向柱塞馬達(dá)的工作原理如圖43所示。整個(gè)液壓馬達(dá)能產(chǎn)生的總扭矩，是所有處于壓力油區(qū)的柱塞產(chǎn)生的扭矩之和，因此，總扭矩也是脈動(dòng)的，當(dāng)柱塞的數(shù)目較多且為單數(shù)時(shí)，脈動(dòng)較小。因葉片與輸出軸連在一起，幫輸出軸擺動(dòng)同時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩、克服負(fù)載。一、液壓缸的類型和特點(diǎn)液壓缸的種類很多，其詳細(xì)分類可見(jiàn)表42。它的進(jìn)、出口布置在缸筒兩端，活塞通過(guò)活塞桿帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)，當(dāng)活塞的有效行程為l時(shí)，整個(gè)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)范圍為3l，所以機(jī)床占地面積大，一般適用于小型機(jī)床，當(dāng)工作臺(tái)行程要求較長(zhǎng)時(shí)，可采用圖45(b)所示的活塞桿固定的形式，這時(shí)，缸體與工作臺(tái)相連，活塞桿通過(guò)支架固定在機(jī)床上，動(dòng)力由缸體傳出。圖46單桿式活塞缸由于液壓缸兩腔的有效工作面積不等，因此它在兩個(gè)方向上的輸出推力和速度也不等，其值分別為：F1=(p1A1p2A2)=π［(p1p2)D2p2d2］/4 (420)F1=(p1A1p2A2)=π［(p1p2)D2p2d2 ］/4 (421)v1=q/A1=4q/πD2 (422)v2=q/A2=4q/π(D2d2) (423)由式(420)～式(423)可知，由于A1＞A2,所以F1＞F2，v1＜v2。差動(dòng)連接缸左右兩腔的油液壓力相同，但是由于左腔(無(wú)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(dòng)，同時(shí)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(dòng)的速度。柱塞缸輸出的推力和速度各為：圖 48 柱塞缸伸縮缸可以是如圖410(a)所示的單作用式，也可以是如圖410(b)所示的雙作用式，前者靠外力回程，后者靠液壓回程。二、液壓缸的典型結(jié)構(gòu)和組成 圖412所示的是一個(gè)較常用的雙作用單活塞桿液壓缸。活塞與缸筒之間、缸蓋與活塞桿之間以及缸蓋與缸筒之間分別用O形圈V形圈4和17和紙墊13和23進(jìn)行密封，以防止油液的內(nèi)、外泄漏。圖414(a)所示為法蘭連接式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易加工，也容易裝拆，但外形尺寸和重量都較大，常用于鑄鐵制的缸筒上。圖415所示為幾種常見(jiàn)的活塞與活塞桿的連接形式。(3)密封裝置。圖416(c)、圖416(d)所示為密封圈(O形圈、V形圈等)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(dòng)配合面之間來(lái)防止泄漏。當(dāng)緩沖柱塞進(jìn)入配合孔之后，油腔中的油只能經(jīng)節(jié)流閥1排出，如圖417(b)所示。(1)選擇液壓缸的類型和各部分結(jié)構(gòu)形式。液壓缸的缸筒內(nèi)徑D是根據(jù)負(fù)載的大小來(lái)選定工作壓力或往返運(yùn)動(dòng)速度比，求得液壓缸的有效工作面積，從而得到缸筒內(nèi)徑D，再?gòu)腉B2348—80標(biāo)準(zhǔn)中選取最近的標(biāo)準(zhǔn)值作為所設(shè)計(jì)的缸筒內(nèi)徑。M為活塞桿密封長(zhǎng)度，由密封方式定；C為其他長(zhǎng)度。一般導(dǎo)向套滑動(dòng)面的長(zhǎng)度A，在D＜80mm時(shí)取A=()D,在D＞80mm時(shí)取A=()d；活塞的寬度B則取B=()D。(2)活塞桿直徑校核。緩沖計(jì)算中如發(fā)現(xiàn)工作腔中的液壓能和工作部件的動(dòng)能不能全部被緩沖腔所吸收時(shí)，制動(dòng)中就可能產(chǎn)生活塞和缸蓋相碰現(xiàn)象。(3)正確確定液壓缸的安裝、固定方式。(6)要保證密封可靠，防塵良好。如：機(jī)器的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)直接采用液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)是最簡(jiǎn)單又方便的。行程較長(zhǎng)時(shí)，可采用柱塞缸，以減少加工的困難；行程較長(zhǎng)但負(fù)載不大時(shí)，也可考慮采用一些傳動(dòng)裝置來(lái)擴(kuò)大行程。如泄漏嚴(yán)重，不僅降低液壓缸的工作效率，甚至?xí)蛊洳荒苷９ぷ?如滿足不了負(fù)載力和運(yùn)動(dòng)速度要求等)。液壓缸不能在兩端用鍵或銷定位。式(442)中等號(hào)右邊第一項(xiàng)為高壓腔中的液壓能，第二項(xiàng)為工作部件的動(dòng)能，第三項(xiàng)為摩擦能。(3)液壓缸蓋固定螺栓直徑校核。 對(duì)液壓缸的缸筒壁厚δ、活塞桿直徑d和缸蓋固定螺栓的直徑，在高壓系統(tǒng)中必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。另外，液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸還有最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H。(2)活塞桿外徑d。(3)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的計(jì)算和校核。如圖417(c)所示，在緩沖柱塞上開(kāi)有三角槽，隨著柱塞逐漸進(jìn)入配合孔中，其節(jié)流面積越來(lái)越小，解決了在行程最后階段緩沖作用過(guò)弱的問(wèn)題。對(duì)于活塞桿外伸部分來(lái)說(shuō)，由于它很容易把臟物帶入液壓缸，使油液受污染，使密封件磨損，因此常需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。圖416(a)所示為間隙密封，它依靠運(yùn)動(dòng)間的微小間隙來(lái)防止泄漏。螺紋連接雖然