【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 雙向定量泵 c)單向變量泵 d) 雙向變量泵 液壓泵的選擇 ? 選擇液壓泵的原則是：根據(jù)主機(jī)工況、功率大小和系統(tǒng)對(duì)工作性能的要求，首先確定的壓泵的類(lèi)型，然后按系統(tǒng)所要求的壓力、流量大小確定其規(guī)格型號(hào) 。 ? 一般在負(fù)載小、功率小、精度要求不高的機(jī)械設(shè)備中，可用價(jià)格便宜的齒輪泵、雙作用葉片泵； ? 精度較高的機(jī)械設(shè)備（如磨床）可用螺桿泵、雙作用葉片泵；在負(fù)載較大并有快速和慢速工作行程的機(jī)械設(shè)備中（如組合機(jī)床）可使用限壓式變量葉片泵； ? 負(fù)載大、功率大的機(jī)械設(shè)備（如龍門(mén)刨床、拉床）可使用柱塞泵，對(duì)于功率密度要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)（如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)地面模擬系統(tǒng)）也多采用價(jià)格昂貴的柱塞泵； ? 而機(jī)械設(shè)備的輔助裝置，如機(jī)床送料、夾緊等不重要的地方，可使用價(jià)廉的齒輪泵。 液壓泵的選擇 ? 選擇液壓泵時(shí)，按下式確定液壓泵的 油壓 pp: ? 式中， p1為執(zhí)行液壓件最大工作油壓； 為進(jìn)油沿程油壓損失。 ? 按下式選取液壓泵 供油量（流量） qp : ? 式中， 為各個(gè)執(zhí)行液壓件同時(shí)工作時(shí)所需的最大流量； K為考慮系統(tǒng)泄漏的修正系數(shù)； qmin為溢流閥所需最小溢流量。 ? 液壓泵的 功率 P為 (液壓泵總效率為 ηp) p??max?p1p p p? ? ??p m a x m inq K q q???ppppqP?? ? 空氣壓縮機(jī)是氣動(dòng)執(zhí)行裝置的動(dòng)力源，它把電機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣壓能輸送給氣動(dòng)系統(tǒng)。 ? 空氣壓縮機(jī)的種類(lèi)很多，但按工作原理主要可分為容積式和速度式（葉片式）兩類(lèi)。在容積式壓縮機(jī)中，氣體壓力的提高是由于壓縮機(jī)內(nèi)部的工作容積被縮小，使單位體積內(nèi)氣體的分子密度增加而形成的；而在速度式壓縮機(jī)中，氣體壓力的提高是由于氣體分子在高速流動(dòng)時(shí)突然受阻而停滯下來(lái)，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能而達(dá)到的。 氣動(dòng)能源裝置 ? 空氣壓縮機(jī)是氣動(dòng)執(zhí)行裝置的動(dòng)力源，它把電機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣壓能輸送給氣動(dòng)系統(tǒng)。 ? 空氣壓縮機(jī)的種類(lèi)很多，但按工作原理主要可分為容積式和速度式（葉片式）兩類(lèi)。在容積式壓縮機(jī)中，氣體壓力的提高是由于壓縮機(jī)內(nèi)部的工作容積被縮小，使單位體積內(nèi)氣體的分子密度增加而形成的；而在速度式壓縮機(jī)中，氣體壓力的提高是由于氣體分子在高速流動(dòng)時(shí)突然受阻而停滯下來(lái)，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓力能而達(dá)到的。 ? 容積式壓縮機(jī)按結(jié)構(gòu)不同又可分為活塞式、膜片式和螺桿式等；速度式按結(jié)構(gòu)不同可分為離心式和軸流式等，目前，使用最廣泛的是活塞式壓縮機(jī)。 氣動(dòng)能源裝置 ? 一般規(guī)定：排氣量大于或等于6~12m3/min時(shí)，就應(yīng)獨(dú)立設(shè)置壓縮空氣站；若排氣量低于 6m3/min時(shí)，可將壓縮機(jī)或氣泵直接安裝在主機(jī)旁。 ? 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)所使用的壓縮空氣必須經(jīng)過(guò)干燥和凈化處理，因?yàn)閴嚎s空氣中的水分、油污和灰塵等雜質(zhì)會(huì)混合而成膠體渣質(zhì)，若不經(jīng)處理而直接進(jìn)入管路系統(tǒng)時(shí)，可能會(huì)造成不良后果。 空氣壓縮機(jī)的圖形符號(hào) 空氣壓縮機(jī)的選擇 ? 選擇空氣壓縮機(jī)的主要性能指標(biāo)是工作壓力的額定排氣量應(yīng)大于氣動(dòng)系統(tǒng)的工作壓力和所需的自由空氣消耗量。供氣量 q為 ? 式中， qmax為系統(tǒng)中一臺(tái)設(shè)備的最大自由空氣消耗量； Z為系統(tǒng)中氣動(dòng)設(shè)備數(shù)量； ? Kl為漏損系數(shù)，一般取 ~； K2為備用系數(shù)，一般取 ~； ? φ為利用系數(shù)， Z越大越低，對(duì)應(yīng) Z＝ l~80，有φ=~ 1 2 m ax1Ziq K K q??? ? ? 液壓執(zhí)行元件 ? 液壓馬達(dá) ? 液壓缸 ? 氣動(dòng)執(zhí)行元件 ? 氣動(dòng)馬達(dá) ? 氣缸 ? 液壓執(zhí)行元件是將液壓泵提供的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，主要包括液壓缸和液壓馬達(dá)。 ? 液壓馬達(dá)習(xí)慣上是指輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的液壓執(zhí)行元件，而把輸出直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（包括輸出擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)）的液壓執(zhí)行元件稱(chēng)為液壓缸。 常用的液壓馬達(dá)的符號(hào) (a) 單作用定量馬達(dá) (b) 雙作用定量馬達(dá) (c) 單作用變量馬達(dá) 液壓馬達(dá) ? 從能量轉(zhuǎn)換的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，液壓馬達(dá)與液壓泵是可逆工作的液壓元件 。因?yàn)樗鼈兙哂型瑯拥幕窘Y(jié)構(gòu)要素 —— 密閉而又可以周期變化的容積和相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)。 ? 但是，由于液壓馬達(dá)和液壓泵的工作條件不同，對(duì)它們的性能要求也不一樣，所以同類(lèi)別的液壓馬達(dá)和液壓泵之間，仍存在許多差別。 ? 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(duì)稱(chēng)；液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍需要足夠大，特別對(duì)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(dòng)軸承或靜壓滑動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)矩。 液壓馬達(dá)的分類(lèi) ? 液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)分可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式和其它型式。 ? 按液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類(lèi)。 ? 額定轉(zhuǎn)速高于 500r／ min屬于高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于 500r／ min的屬于低速液壓馬達(dá)。 ? 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。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)節(jié)（調(diào)速及換向）靈敏度高。 ? 低速液壓馬達(dá)的基本型式是徑向柱塞式，主要特點(diǎn)是排量大、體積大、轉(zhuǎn)速低（有時(shí)可達(dá)每分鐘幾轉(zhuǎn)甚至零點(diǎn)幾轉(zhuǎn)），可直接與工作機(jī)構(gòu)連接，不需要減速裝置，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，通常低速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩較大（可達(dá)幾千到幾萬(wàn) Nm），所以又稱(chēng)為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。 液壓馬達(dá)規(guī)格的參數(shù) ? 液壓馬達(dá)的實(shí)際角速度 ωm為： ? 式中， qm為液壓馬達(dá)實(shí)際流量； Vm為液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)排量； η為容積效率。 ? 液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩 Tm為 ? 式中， pm為液壓馬達(dá)的油壓； ηm為液壓馬達(dá)的機(jī)械效率。 ? 液壓馬達(dá)的輸入功率為 Pim=pmqm ? 液壓馬達(dá)的輸出功率為 Pom=Tmωm mmm2 qV????m m m mm m mm 2p q p VT ?????? 液壓馬達(dá)規(guī)格的選擇 ? 在伺服系統(tǒng)中，既要求大功率又要求快速響應(yīng)的情況極少。 ? 因此在負(fù)載和功率比較大的情況下，液壓馬達(dá)規(guī)格的選擇主要是滿(mǎn)足負(fù)載要求，而在要求響應(yīng)快的小負(fù)載或完成計(jì)算功能的液壓伺服系統(tǒng)中，液壓馬達(dá)的規(guī)格就根據(jù)液壓固有頻率值來(lái)確定。 (1) 按最大功率或最大負(fù)載力矩選擇 ? 為了使動(dòng)力元件在整個(gè)工作循環(huán)中都能滿(mǎn)足負(fù)載要求，應(yīng)使其輸出特性曲線(xiàn)能包圍全部負(fù)載曲線(xiàn)。 ? 按照負(fù)載匹配條件，有： ? 式中 TL*為最大功率點(diǎn)的負(fù)載力矩； ωL*為最大功率點(diǎn)的負(fù)載速度； ps為供油壓力； qom為伺服閥空載流量； Dm為液壓馬達(dá)每弧度排量， Dm=Vm/2π ? 若按最大負(fù)載力矩選擇，則通過(guò)對(duì)系統(tǒng)工作循環(huán)分析，作出位移、速度、加速度時(shí)間圖，再按負(fù)載條件就可求出負(fù)載力矩時(shí)間圖，從而確定出最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩。 或 或 *ms23LT D p?*Lms32TDp?*L 3ommqD? ?*3om m LqD ?? (2) 根據(jù)液壓固有頻率選擇： ? 需要針對(duì)特定的系統(tǒng)，在確定系統(tǒng)的固有頻率 ωh后，計(jì)算出馬達(dá)的每弧度排量，從而確定馬達(dá)的規(guī)格。如對(duì)于四通閥控液壓馬達(dá)組合， Dm計(jì)算公式為： ? 式中， Vt為液壓馬達(dá)兩腔的總?cè)莘e； Ke為油液等效體積模量； Jt為折算到液壓馬達(dá)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 ? 液壓固有頻率根據(jù)系統(tǒng)要求的頻寬確定，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推斷。 ttmhe4VJDK?? 液壓缸 ? 液壓缸是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，用于驅(qū)動(dòng)工作機(jī)構(gòu)作直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)擺動(dòng)的液壓執(zhí)行元件。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，與杠桿、連桿、齒輪齒條、棘輪棘爪、凸輪等機(jī)構(gòu)配合能實(shí)現(xiàn)多種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，在液壓系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 ? 液壓缸按其結(jié)構(gòu)形式，可以分為活塞缸、柱塞缸和擺動(dòng)缸三類(lèi)?；钊缀椭讓?shí)現(xiàn)直線(xiàn)住復(fù)運(yùn)動(dòng)，輸出推力和速度，擺動(dòng)缸則能實(shí)現(xiàn)小于 360176。的往復(fù)擺動(dòng)，輸出轉(zhuǎn)矩和角速度。 液壓缸的符號(hào)及說(shuō)明 雙葉片擺動(dòng)液壓缸單葉片擺動(dòng)液壓缸能實(shí)現(xiàn)小于 360 176。 角度的往復(fù)擺動(dòng)，雙葉片擺動(dòng)液壓缸能實(shí)現(xiàn)小于 180 176。 角度的往復(fù)擺動(dòng)，可直接輸出轉(zhuǎn)矩。單葉片擺動(dòng)液壓缸擺動(dòng)液壓缸由低壓力缸驅(qū)動(dòng)，使 B 室獲得高壓油源。增壓液壓缸用于缸的直徑受限制，而長(zhǎng)度不受限制處，能獲得大的推力。串聯(lián)液壓缸組合液壓缸雙向液壓驅(qū)動(dòng)，伸出由大到小逐節(jié)推出，由小到大逐節(jié)縮回。伸縮式液壓缸雙邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)等速住復(fù)運(yùn)動(dòng)。雙活塞桿液壓缸單邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，雙向推力和速度不等。單活塞桿液壓缸雙作用液壓缸以短缸獲得長(zhǎng)行程。用液壓油由大到小遠(yuǎn)節(jié)推出，靠外力由小到大逐節(jié)縮回。伸縮式液壓缸柱塞僅單向運(yùn)動(dòng)，返回行程是利用自重或負(fù)載將柱塞推回。柱塞式液壓缸活塞僅單向運(yùn)動(dòng)，返回行程是利用自重或負(fù)載將柱塞推回。活塞式液壓缸單作用液壓缸說(shuō) 明符 號(hào)名 稱(chēng)分類(lèi)雙葉片擺動(dòng)液壓缸單葉片擺動(dòng)液壓缸能實(shí)現(xiàn)小于 176。 角度的往復(fù)擺動(dòng)，雙葉片擺動(dòng)液壓缸能實(shí)現(xiàn)小于 176。 角度的往復(fù)擺動(dòng)，可直接輸出轉(zhuǎn)矩。單葉片擺動(dòng)液壓缸擺動(dòng)液壓缸由低壓力缸驅(qū)動(dòng)，使 室獲得高壓油源。增壓液壓缸用于缸的直徑受限制，而長(zhǎng)度不受限制處，能獲得大的推力。串聯(lián)液壓缸組合液壓缸雙向液壓驅(qū)動(dòng)，伸出由大到小逐節(jié)推出，由小到大逐節(jié)縮回。伸縮式液壓缸雙邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)等速住復(fù)運(yùn)動(dòng)。雙活塞桿液壓缸單邊有桿，雙向液壓驅(qū)動(dòng)，雙向推力和速度不等。單活塞桿液壓缸雙作用液以短缸獲得長(zhǎng)行程。用液壓油由大到小遠(yuǎn)節(jié)推出，靠外力由小到大逐節(jié)縮伸縮式液壓缸柱塞僅單向運(yùn)動(dòng)，返回行程是利用自重或負(fù)載將柱塞推回。柱塞式液壓缸活塞僅單向運(yùn)動(dòng)，返回行程是利用自重或負(fù)載將柱塞推回?；钊揭簤焊讍巫饔靡赫f(shuō) 明符 號(hào)名 稱(chēng)B 液壓缸規(guī)格的選擇原則 ? 液壓缸規(guī)格的選擇原則與液壓馬達(dá)相同，只要把式 ()和式 ()中的 Dm換成 Ap（液壓缸活塞有效面積），TL*換成大功率點(diǎn)的負(fù)載力， ωL*換成最大功率點(diǎn)的負(fù)載速度； ? 式 ()中，把 Jt換成負(fù)載質(zhì)量 m， Dm換成 Ap，就可以計(jì)算出 Ap，再確定液壓缸的規(guī)格。 ? 一般說(shuō)來(lái)，閥控液壓缸的液壓固有頻率隨活塞行程變化。當(dāng)行程較長(zhǎng)時(shí)，固有頻率就降低。此時(shí)宜用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)絲杠或齒輪齒條裝置把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 *s23LpF A p?*L 3ompqvA?the4pVmAK ?? ? 氣動(dòng)執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的元件，它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)往復(fù)、擺動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其輸出為力（轉(zhuǎn)矩）和速度（角速度），主要包括氣缸和氣動(dòng)馬達(dá)。 常用的氣動(dòng)馬達(dá)的符號(hào) 常用的氣缸符號(hào) 氣動(dòng)馬達(dá) ? 氣動(dòng)馬達(dá)將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，在氣壓傳動(dòng)中使用最廣泛的是葉片式和活塞式氣動(dòng)馬達(dá)。 ? 由于氣動(dòng)馬達(dá)具有一些比較突出的特點(diǎn)，在某些工業(yè)場(chǎng)合，它比電動(dòng)馬達(dá)和液壓馬達(dá)更適用，這些特點(diǎn)是： ? 具有防爆性能。由于氣動(dòng)馬達(dá)的工作介質(zhì) —— 空氣本身的特性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的考慮，能夠在工作中不產(chǎn)生火花，故適合于有爆炸、高溫、灰塵的場(chǎng)合，并能用于空氣極潮濕的環(huán)境，而無(wú)漏電的危險(xiǎn)。 ? 馬達(dá)本身的軟特性使之能長(zhǎng)期滿(mǎn)載工作，溫升較小，且有過(guò)載保護(hù)的性能。 ? 有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，能帶載啟動(dòng)。 ? 換向容易，操作簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。 ? 與電動(dòng)機(jī)相比，單位功率尺寸小，重量輕，適用于安裝在位置狹小的場(chǎng)合及手工工具上。 ? 但氣動(dòng)馬達(dá)也具有輸出功率小，耗氣量大，效率低、噪聲大和易產(chǎn)生振動(dòng)等缺點(diǎn)。 氣缸 ? 與液壓傳動(dòng)相比較，氣缸的工作介質(zhì)是空氣，既廉價(jià)又不污染環(huán)境，管路不易堵塞，回氣可隨意排入大氣； ? 具有防火、防爆性能，高溫下能可靠安全工作； ? 空氣粘度小，所以管道壓力損失小，便于集中供氣向中遠(yuǎn)距離輸送； ? 動(dòng)作迅速，反應(yīng)快；可靠性高，壽命長(zhǎng)； ? 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，安裝自由度大； ? 蓄能方便； ? 允許工作溫度范圍廣。 ? 但是由于氣體的可壓縮性大，所以速度穩(wěn)定性差，且隨負(fù)載變化而變化，所以位置及速度控制的精度低，容易產(chǎn)生爬行；工作壓力低，所以輸出的推力小、總輸出力不宜大于 l0～ 40kN。 標(biāo)準(zhǔn)化氣缸的標(biāo)記 ? 標(biāo)準(zhǔn)化氣缸的標(biāo)記是用符號(hào)