學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除

液壓傳動與氣動技術專業(yè)基礎課Hydraulicandpneumatictechnology任課教師：液壓傳動與氣動技術學習情境三液壓馬達與液壓缸的選用及故障排除目錄任務一液壓馬達的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除能闡述液壓馬達的工作原理和結(jié)構(gòu)特點；能根據(jù)液壓馬達的性能指標選擇液壓馬達；能分析液壓馬達的常見故障；能掌握液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)；能計算液壓缸的受力和運動速度；能闡述增壓缸、伸縮缸等特殊液壓缸的基本結(jié)構(gòu)和原理。教學目標學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除磨床工作臺液壓傳動系統(tǒng)分析1液壓傳動的工作介質(zhì)2液壓傳動的工作原理與力學基礎3壓力損失及流量特性4

液壓馬達與液壓缸的基本工作原理及結(jié)構(gòu)特點；計算液壓缸的受力和運動速度；特殊液壓缸的基本結(jié)構(gòu)和工作原理教學重點教學難點液壓馬達與液壓缸的基本工作原理；計算液壓缸的受力和運動速度。學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除

液壓馬達的工作原理和結(jié)構(gòu)1液壓馬達的性能指標及使用注意事項2液壓馬達常見的故障及排除方法3任務一液壓馬達的選用及故障排除學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務一液壓馬達的選用及故障排除

液壓缸的作用和分類單作用連桿型徑向柱塞液壓馬達

低速液壓馬達多作用內(nèi)曲線徑向柱塞液壓馬達高速液壓馬達齒輪液壓馬達葉片液壓馬達軸向柱塞液壓馬達

額定轉(zhuǎn)速在500r/min

以上

額定轉(zhuǎn)速在

500r/min

以下學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務一液壓馬達的選用及故障排除

液壓馬達的圖形符號（a）單向定量液壓馬達（b）單向變量液壓馬達（c）雙向定量液壓馬達（d）雙向變量液壓馬達學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務一液壓馬達的選用及故障排除一、液壓馬達的工作原理和結(jié)構(gòu)1—斜盤；2—柱塞；3—缸體；4—配油盤。瞬時方位角α為變量，轉(zhuǎn)矩T也隨之變化，且脈動。柱塞式液壓馬達的工作原理

1.液壓馬達的工作原理學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務一液壓馬達的選用及故障排除

一、液壓馬達的工作原理和結(jié)構(gòu)2.液壓馬達的結(jié)構(gòu)特點1）齒輪式液壓馬達應用：主要用于高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩場合，也作為笨重物體的傳動裝置，在起重設備中應用比較多，但是在低速及符合變化時穩(wěn)定性較差。學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除

齒輪液壓馬達與齒輪泵在結(jié)構(gòu)上基本相同，不同點在于：（1）齒輪泵一般只沿一個方向旋轉(zhuǎn)，其吸油口大，排油口??；齒輪液壓馬達需沿兩個方向旋轉(zhuǎn)，其進、出油口通道對稱，孔徑相等，而且困油卸荷槽也對稱布置。（2）齒輪泵內(nèi)泄漏都流回吸油口，而齒輪液壓馬達則將內(nèi)泄漏單獨引出至油箱。（3）為了減小啟動摩擦力矩，齒輪液壓馬達一般采用摩擦系數(shù)小的滾動軸承；為了減小轉(zhuǎn)矩脈動，齒輪液壓馬達的齒數(shù)比齒輪泵的齒數(shù)要多。任務一液壓馬達的選用及故障排除學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務一液壓馬達的選用及故障排除

一、液壓馬達的工作原理和結(jié)構(gòu)2.液壓馬達的結(jié)構(gòu)特點2）葉片式液壓馬達主要用于在轉(zhuǎn)子葉片上的壓力差工作。轉(zhuǎn)速由流量決定；一般徑向放置，葉片底部一直通壓力油。高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩和動作要求靈敏或小慣性場合，但泄露大，低速不穩(wěn)定，調(diào)速范圍小。學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務一液壓馬達的選用及故障排除

葉片液壓馬達的結(jié)構(gòu)與雙作用式葉片泵相似，不同之處在于：（1）在轉(zhuǎn)子側(cè)面安裝有燕式彈簧，靠預緊彈簧力將葉片推出，可保證葉片液壓馬達在通入壓力油后，高、低壓腔不串通，能正常啟動。（3）葉片槽采用徑向配置及葉片頂端雙向倒角，也是為了適應液壓馬達雙向旋轉(zhuǎn)的要求。（2）在與兩個油口相連通的油道上，安裝兩個梭閥（雙向單向閥），使葉片槽底始終通壓力油，以保證液壓馬達正反方向轉(zhuǎn)動的要求。學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務一液壓馬達的選用及故障排除

一、液壓馬達的工作原理和結(jié)構(gòu)2.液壓馬達的結(jié)構(gòu)特點3）柱塞式液壓馬達軸向柱塞式液壓馬達徑向柱塞式液壓馬達柱塞式液壓馬達與柱塞泵結(jié)構(gòu)基本相同，工作原理是可逆的，一般柱塞泵都可以用作液壓馬達。此馬達排量較小，輸出轉(zhuǎn)矩不大，為高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達。學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除

任務一液壓馬達的選用及故障排除二、液壓馬達的性能指標及使用注意事項1.性能指標轉(zhuǎn)矩和排量轉(zhuǎn)矩由負載決定排量只取決于密封工作腔幾何尺寸，與轉(zhuǎn)速無關。機械效率和啟動機械效率輸入壓力和流量輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速啟動性能、帶載氣動摩擦系數(shù)、潤滑油膜轉(zhuǎn)速和低速穩(wěn)定性轉(zhuǎn)速取供油量和馬達自身排量存在泄漏。在過低速度時，出現(xiàn)爬行，穩(wěn)定性差，低速大轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定性比高速小轉(zhuǎn)矩好。調(diào)速范圍負載從低速到高速，要求馬達能在較大的速度范圍工作變速機構(gòu)調(diào)速范圍：

i=nmax/nmin學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務一液壓馬達的選用及故障排除

在使用和維護液壓馬達時應注意以下事項：

液壓馬達通常允許在短時間內(nèi)以超過額定壓力20%～50%的壓力工作，但瞬時最高壓力不能和最高轉(zhuǎn)速同時出現(xiàn)。對液壓馬達的回油路背壓有一定限制，且在背壓較大時，必須設置泄漏油管。1

一般情況下，不應使液壓馬達的最大轉(zhuǎn)矩和最高轉(zhuǎn)速同時出現(xiàn)。實際轉(zhuǎn)速不應低于液壓馬達的最低轉(zhuǎn)速，否則將出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。當系統(tǒng)要求的轉(zhuǎn)速較低，而低速液壓馬達在轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等性能參數(shù)不易滿足工作要求時，可采用高速液壓馬達并增設減速機構(gòu)。

安裝液壓馬達的底座、支架必須具有足夠的剛性。安裝時要注意檢查液壓馬達輸出軸與工作機構(gòu)傳動軸的同軸度是否滿足要求，否則將加劇液壓馬達的磨損，增加泄漏，降低容積效率，并嚴重影響使用壽命。23液壓馬達的使用與維護學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務一液壓馬達的選用及故障排除

液壓馬達在使用中應注意油液的種類和粘度；油液使用中的溫度；系統(tǒng)濾油精度等均應符合產(chǎn)品樣本的規(guī)定。液壓馬達運轉(zhuǎn)前注意事項：

液壓馬達使用前必須在殼體內(nèi)灌滿清潔液壓油，使各運動副表面得到潤滑，以防咬死或燒傷。檢查系統(tǒng)中是否有卸荷回路，并調(diào)整溢流閥的壓力設定值。

在無負載狀態(tài)下以不同的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)一段時間（

分鐘）進行排氣。油箱中有泡沫，系統(tǒng)中有噪聲，以及液壓馬達或液壓缸有滯進（顫動）等現(xiàn)象都證明系統(tǒng)中有空氣。

建議在系統(tǒng)中臨時接入一個過濾精度較高的過濾器，在無負載狀態(tài)下運行30分鐘，以便清除系統(tǒng)中的臟物。45學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除

任務一液壓馬達的選用及故障排除液壓馬達運轉(zhuǎn)前注意事項：只有當系統(tǒng)充分洗凈和完全排氣，才能給液壓馬達逐漸增加負載。為了提高液壓馬達的壽命，通常在低負載下運轉(zhuǎn)一段時間（如1小時），同時檢查系統(tǒng)的動作、外泄、噪聲等，如果一切正常，就可正常工作。

通常第一次加的油，應在運轉(zhuǎn)較短的時間（如

個月或更短）內(nèi)進行更換；以后定期檢查油液污染程度，每1～2年換一次油；定期檢查和清洗過濾器；定期檢查油箱油面高度。5

這些措施都能有效地提高液壓馬達的壽命。此外，液壓馬達在使用中若發(fā)現(xiàn)其入口處有壓力不正常的顫動、沖擊聲或外泄嚴重，以及系統(tǒng)壓力突然升高，應停車及時檢查，以防液壓馬達損壞。學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除

任務一液壓馬達的選用及故障排除

2.使用注意事項液壓馬達的泄油腔不允許有壓力。（1）液壓馬達在驅(qū)動大慣性負載時，不能簡單地用關閉換向閥的方法使其停止。（2）在啟動液壓馬達時，若液壓油黏度過低則會使整個液壓馬達的潤滑性下降；黏度過高則會使液壓馬達有些部位得不到有效潤滑。（3）由于液壓馬達總存在一定的泄漏，因此用關閉液壓馬達的進、出油口來保持制動狀態(tài)是不可靠的。長時間保持制動狀態(tài)，需另行設置防轉(zhuǎn)動的制動器。（4）學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除

任務一液壓馬達的選用及故障排除三、液壓馬達的常見故障及排除方法學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除

液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)1液壓缸常見的故障及排除方法2任務二液壓缸的選用及故障排除學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除

液壓缸的作用和分類任務二液壓缸的選用及故障排除作用：壓力能-機械能

用于實現(xiàn)直線往復運動活塞缸單桿雙桿柱塞缸擺動缸分類單作用：液體只控制缸一腔單向運動

雙作用：液體控制缸兩腔體實現(xiàn)雙向運動

按作用方式按結(jié)構(gòu)學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除

一、液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)雙桿活塞式液壓缸實物圖結(jié)構(gòu)特點：兩側(cè)有效工作面積一樣。動畫1.活塞式液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)1）雙桿活塞式液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

M7120A型平面磨床工作臺實心雙桿活塞式液壓缸的三維軸測圖1—活塞桿；2—導向套；3—左端蓋；4—缸體；5—活塞；6—右端蓋；7—支架。1）雙桿活塞式液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

①②③④⑤緩沖裝置密封裝置排氣裝置活塞組件缸體組件液壓缸1）雙桿活塞式液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

液壓缸密封圈及其安裝位置1）雙桿活塞式液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

1）雙桿活塞式液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)帶可調(diào)緩沖裝置的液壓缸學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

液壓缸緩沖過程及剖面結(jié)構(gòu)圖1）雙桿活塞式液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

2）單桿活塞式液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)①雙作用單桿活塞式液壓缸職能符號單桿單作用活塞缸單桿雙作用活塞缸雙向液壓驅(qū)動單向液壓驅(qū)動，回程靠外力。動畫②單作用單桿活塞式液壓缸學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

簡單連接式。速度、推力計算。差動連接式液壓缸①雙作用單桿活塞式液壓缸學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

簡單連接式特點：1）兩腔面積不等，A1

>A2

2)

壓力相同時，推力不等；流量相同時，速度不等，即：不

具有等推力等速度特性速度、推力計算v1=q/A1=4q/πD2F1=p1A1-p2A2

=π[D2p1-(D2-d2)p2]/4無桿腔進油時:v2=q/A2=4q/π(D2-d2)F2=p1A2-p2A1=π[(D2-d2)p1-D2p2]/4

有桿腔進油時:學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

單活塞桿液壓缸簡單連接比較∵A1>A2

∴v1<v2F1>F2

故：活塞桿伸出時，推力較大，速度較小

活塞桿縮回時，推力較小，速度較大因而：活塞桿伸出時，適用于重載慢速活塞桿縮回時，適用于輕載快速單活塞桿液壓缸簡單連接結(jié)論活塞桿直徑越小，兩個方向速度差值越小。固定方式和工作過程皆與雙桿活塞液壓缸相同。運動行程皆為兩倍的活塞或缸體的有效行程。學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

②差動連接式液壓缸差動連接單桿活塞液壓缸兩腔同時通入流體時，利用兩端面積差進行工作的連接形式。差動連接特點在不增加流量的前提下，實現(xiàn)快速運動，但是產(chǎn)生推力小。學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

差動連接速度、推力計算

∵v3A1=q

+v3A2

∴v3=q/A1-A2=4q/πd2

故要使

v2=v3，D=√2dF3=p1（A1-A2）

=πd2p1/4

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③單桿活塞液壓缸的應用單桿活塞液壓缸不同連接，可實現(xiàn)如下工作循環(huán)：（差動連接）（無桿腔進油）（有桿腔進油）快進

→

工進

→快退

v3、F3v1、F1

v2、F2動畫演示學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

雙作用單桿活塞式液壓缸剖面結(jié)構(gòu)及實物圖動畫學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

彈簧復位單作用單桿活塞式液壓缸結(jié)構(gòu)示意圖應用：液壓力在單個方向上的做功場合學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

單桿柱塞式液壓缸柱塞式液壓缸的三維軸測圖2.柱塞式液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)1—缸體；2—柱塞；3—導向套；4—鋼球a—進油口學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

單頁片式擺動液壓缸：主要由葉片、缸體、輸出軸等組成擺角小于280°。機床送料裝置，間歇進給，回轉(zhuǎn)夾具，工業(yè)機器人手臂手腕回轉(zhuǎn)，工程機械的回轉(zhuǎn)機構(gòu)等液壓系統(tǒng)。3.擺動式液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)動畫學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

齒輪齒條式擺動液壓缸剖面結(jié)構(gòu)圖3.擺動式液壓缸的工作原理和結(jié)構(gòu)學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除

2）伸縮式液壓缸3）串聯(lián)式液壓缸

1）增壓式液壓缸4.其他類型的液壓缸學習情境三液壓馬達和液壓缸的選用及故障排除任務二液壓缸的選用及故障排除