液壓馬達(dá)的基本概念

1、14.5 4.5 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)n 液壓馬達(dá)是把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能液壓馬達(dá)是把液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，在液壓系統(tǒng)中屬于執(zhí)行元件。的裝置，在液壓系統(tǒng)中屬于執(zhí)行元件。2液壓馬達(dá)基本概念液壓馬達(dá)基本概念n液壓馬達(dá)概述液壓馬達(dá)概述n液壓馬達(dá)分類(lèi)液壓馬達(dá)分類(lèi)n液壓馬達(dá)職能符號(hào)液壓馬達(dá)職能符號(hào)n液壓馬達(dá)主要參數(shù)液壓馬達(dá)主要參數(shù)3液壓馬達(dá)概述n液壓馬達(dá)是將液壓能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的元件，輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。n液壓馬達(dá)與液壓泵在原理上有可逆性，但因用途不同結(jié)構(gòu)上有些差別：馬達(dá)要求正反轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱(chēng)性；而泵為了保證其自吸性能，結(jié)構(gòu)上采取了某些措施。4n液壓馬達(dá)輸入液壓能，并以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)向外輸出

2、機(jī)械能，得到的是輸出軸上的轉(zhuǎn)速與扭矩。視頻：視頻：液壓缸與液壓馬達(dá)液壓缸與液壓馬達(dá)5馬達(dá)分類(lèi)（結(jié)構(gòu)形式）6馬達(dá)分類(lèi)（運(yùn)轉(zhuǎn)速度）馬達(dá)分類(lèi)（運(yùn)轉(zhuǎn)速度）高速馬達(dá)高速馬達(dá)（n ns s500r/min 500r/min ）：）：齒輪馬達(dá)，葉片馬達(dá)，軸向柱塞馬達(dá)齒輪馬達(dá)，葉片馬達(dá)，軸向柱塞馬達(dá)特點(diǎn)：特點(diǎn)：轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，便于啟動(dòng)、轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，便于啟動(dòng)、制動(dòng)，調(diào)速和換向。制動(dòng)，調(diào)速和換向。 通常高速馬達(dá)的輸出扭矩僅數(shù)十至數(shù)百通常高速馬達(dá)的輸出扭矩僅數(shù)十至數(shù)百牛頓米，轉(zhuǎn)矩不大，故又稱(chēng)作小扭矩液牛頓米，轉(zhuǎn)矩不大，故又稱(chēng)作小扭矩液壓馬達(dá)。壓馬達(dá)。7低速馬達(dá)低速馬達(dá)（n ns s 500r/min50

3、0r/min） ：徑向柱塞馬達(dá)（單作用連桿型徑向柱塞徑向柱塞馬達(dá)（單作用連桿型徑向柱塞馬達(dá)，多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)）馬達(dá)，多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)）廣泛應(yīng)用于工程、運(yùn)輸、建筑、礦山和廣泛應(yīng)用于工程、運(yùn)輸、建筑、礦山和船舶等機(jī)械上。船舶等機(jī)械上。8特點(diǎn)：輸出轉(zhuǎn)矩通常比較大（可達(dá)數(shù)千至數(shù)萬(wàn)牛頓米），所以又稱(chēng)為低速大扭矩液壓馬達(dá)。低速穩(wěn)定性好（一般可在10r/min平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，有時(shí)可達(dá)0.5r/min）。因此可以直接與工作機(jī)構(gòu)聯(lián)接，不需要減速裝置，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。 選擇低速液壓馬達(dá)的主要參數(shù)指標(biāo)是工作壓力和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。91 齒輪式馬達(dá)齒輪式馬達(dá)n結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n 進(jìn)出油口相等，有單獨(dú)的泄油口

4、；進(jìn)出油口相等，有單獨(dú)的泄油口；n 為減少摩擦力矩，采用滾動(dòng)軸承；為減少摩擦力矩，采用滾動(dòng)軸承；n 為減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，為減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，齒數(shù)較泵的齒數(shù)多。齒數(shù)較泵的齒數(shù)多。視頻：視頻：液壓馬達(dá)基本原理液壓馬達(dá)基本原理10應(yīng)用 由于密封性能差，容積效率較低，不能產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩，且瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩隨嚙合點(diǎn)而變化，因此僅用于高速小轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合，如工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械及對(duì)轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的設(shè)備。視頻：齒輪馬達(dá)視頻：齒輪馬達(dá)11工作原理圖圖3-9 齒輪液壓馬達(dá)的工作原理圖3-9 齒輪液壓馬達(dá)的工作原理213123421122、葉片馬達(dá) 圖3-14 葉片液壓馬達(dá)的工作原理8761324513n結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n

5、進(jìn)出油口相等，有單獨(dú)的泄油口；進(jìn)出油口相等，有單獨(dú)的泄油口；n 葉片徑向放置，葉片底部設(shè)置有燕式葉片徑向放置，葉片底部設(shè)置有燕式彈簧；彈簧；n 在高低壓油腔通入葉片底部的通路上在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有梭閥。裝有梭閥。視頻：視頻：葉片馬達(dá)葉片馬達(dá)14應(yīng)用應(yīng)用 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，反應(yīng)靈敏，能適轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，反應(yīng)靈敏，能適應(yīng)較高頻率的換向。但泄漏大，低速應(yīng)較高頻率的換向。但泄漏大，低速時(shí)不夠穩(wěn)定。適用于轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高、時(shí)不夠穩(wěn)定。適用于轉(zhuǎn)矩小、轉(zhuǎn)速高、機(jī)械性能要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合。機(jī)械性能要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合。15軸向柱塞馬達(dá)軸向柱塞馬達(dá)n工作原理工作原理16n結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n 軸向柱塞泵和軸向柱塞馬

6、達(dá)是互逆的。軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達(dá)是互逆的。n 配流盤(pán)為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。配流盤(pán)為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。視頻：視頻：軸向柱塞馬達(dá)軸向柱塞馬達(dá)17應(yīng)用 n 作變量馬達(dá)。改變斜盤(pán)傾角，不僅影響馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩，而且影響它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。斜盤(pán)傾角越大，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)速越低。n液壓馬達(dá)是用來(lái)拖動(dòng)外負(fù)載作功的，只有當(dāng)外負(fù)載轉(zhuǎn)矩存在時(shí)，從液壓泵進(jìn)入液壓馬達(dá)的壓力油才能建立起相應(yīng)的壓力值，所以液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩是隨外負(fù)載轉(zhuǎn)矩而變化的。18徑向柱塞式液壓馬達(dá)徑向柱塞式液壓馬達(dá) 與泵的情況相反，低速大扭矩馬達(dá)多數(shù)采用徑向柱塞式結(jié)構(gòu)。圖為低速大扭矩液壓馬達(dá)的典型結(jié)構(gòu)。馬達(dá)有五個(gè)活塞，殼體上有五個(gè)缸，外形像星，又稱(chēng)為星形馬達(dá)。連桿一端通過(guò)球

7、鉸與活塞連接在一起；另一端為圓弧表面，圓弧半徑與偏心輪半徑一致。兩個(gè)圓環(huán)套在連桿圓弧外面，使連桿既能沿著偏心輪的圓弧表面滑動(dòng)而又不能脫開(kāi)。輸出軸左端通過(guò)聯(lián)軸器使配流軸同步旋轉(zhuǎn)。19單作用連桿型徑向柱塞馬達(dá)單作用連桿型徑向柱塞馬達(dá) 低速大扭矩馬達(dá)低速大扭矩馬達(dá)2021n工作原理n呈五星狀（或七星狀）的殼體內(nèi)均勻分布著柱塞缸。n柱塞與連桿鉸接，連桿的另一端與曲軸偏心輪外圓接觸。高壓油進(jìn)入部分柱塞缸頭部，高壓油作用在柱塞上的作用力對(duì)曲軸旋轉(zhuǎn)中心形成轉(zhuǎn)矩。另外部分柱塞缸與回油口相通。n曲軸為輸出軸。n配流軸隨曲軸同步旋轉(zhuǎn)，各柱塞缸依次與高壓進(jìn)油和低壓回油相通（配流套不轉(zhuǎn)），保證曲軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)。22n應(yīng)用

8、應(yīng)用 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，可以是殼體固定曲軸旋轉(zhuǎn)，也可以是曲軸固定殼體旋轉(zhuǎn)（可驅(qū)動(dòng)車(chē)輪或卷筒），但體積重量較大，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，低速穩(wěn)定性較差。采用靜壓支承或靜壓平衡后最低轉(zhuǎn)速可達(dá)3 r/min。23多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá) 低速大扭矩馬達(dá)低速大扭矩馬達(dá)24內(nèi)曲線式液壓馬達(dá)25n工作原理工作原理 n殼體內(nèi)環(huán)由殼體內(nèi)環(huán)由x x 個(gè)導(dǎo)軌曲面組成，個(gè)導(dǎo)軌曲面組成，n缸體徑向均布有缸體徑向均布有z z 個(gè)柱塞孔，個(gè)柱塞孔，柱塞球面頭部頂在滾輪組橫梁上，柱塞球面頭部頂在滾輪組橫梁上，使之在缸體徑向槽內(nèi)滑動(dòng)使之在缸體徑向槽內(nèi)滑動(dòng) ；n柱塞、滾輪組組成柱塞組件，柱塞、滾輪組組成柱塞組件，n

9、 a a段導(dǎo)軌對(duì)柱塞組件的法向反力的切向分力對(duì)缸段導(dǎo)軌對(duì)柱塞組件的法向反力的切向分力對(duì)缸體產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；體產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；n 配流軸圓周均布配流軸圓周均布2x 2x 個(gè)配流窗口，其中個(gè)配流窗口，其中x x 個(gè)窗口對(duì)個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于應(yīng)于a a段，通高壓油，段，通高壓油，x x 個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于b b段，通回段，通回油（油（xz xz ) )；n 輸出軸輸出軸 ，缸體與輸出軸連成一體。，缸體與輸出軸連成一體。26n應(yīng)用應(yīng)用 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，徑向力平衡，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，能在低速下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，普遍用于工程、建筑、起重運(yùn)輸、煤礦、船舶、農(nóng)業(yè)等機(jī)械中。2728液壓馬達(dá)的職能符號(hào)液壓馬達(dá)的職能符號(hào)29液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)

10、液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)n1 1 工作壓力工作壓力n馬達(dá)入口油液的實(shí)際壓力稱(chēng)為馬達(dá)的工作壓力，工作壓力 p 大小取決于馬達(dá)負(fù)載，馬達(dá)進(jìn)出口壓力的差值稱(chēng)為馬達(dá)的壓差p。30液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)n2 2 額定壓力額定壓力n額定壓力 ps 馬達(dá)在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力。類(lèi)似于泵，馬達(dá)的額定壓力受泄漏和強(qiáng)度的制約，工作壓力超過(guò)額定壓力時(shí)就會(huì)過(guò)載。31n3 排量 n馬達(dá)排量VT是指其轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)一周，馬達(dá)輸入液體的體積，其大小由密封容腔幾何尺寸變化計(jì)算得到，故又稱(chēng)為馬達(dá)的幾何排量（理論排量）。單位為m3/r。n理論排量可變的稱(chēng)為變量馬達(dá)，理論排量不可變的稱(chēng)為定

11、量馬達(dá)。32n4 4 流量流量 n馬達(dá)的流量是指單位時(shí)間輸入馬達(dá)的液體體積。其單位為m3/s。由于泄漏的原因，它有理論流量qT與實(shí)際流量q之分。并且qqT。 qT=nVT=nVMVn轉(zhuǎn)速，r/s 或r/min。33n6 6 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n馬達(dá)的轉(zhuǎn)速n等于理論輸入流量與排量的比值。即 n=qT/V=qMMV V/ /V V34n7 7 扭矩扭矩 n馬達(dá)的理論扭矩與泵的理論扭矩相同，即 MT=Pq/2n（Pq=2MT n）由于馬達(dá)實(shí)際存在機(jī)械損失，故實(shí)際扭矩M小于理論扭矩，即 M=MT-M35n8 8 機(jī)械效率機(jī)械效率 n馬達(dá)的機(jī)械效率等于實(shí)際輸出扭矩與理論輸出扭矩之比，即nMMmm=實(shí)際輸出扭矩/

12、理論輸出扭矩 MMmm=M/MT=(MT-M)/MT =1- M/MT 36n9 9 功率和效率功率和效率 n馬達(dá)的輸入功率為Pq，輸出功率為2nMT 。n馬達(dá)的總效率MM= = 2nMT / / Pq = 2nMT MM m/(pVn/ MM V) = MM m MM V因此，同液壓泵的總效率，液壓馬達(dá)的總效率等于機(jī)械效率與容積效率的乘積。 37n10 10 最低回油背壓最低回油背壓n最低回油背壓是指液壓馬達(dá)為了防止出現(xiàn)脫空現(xiàn)象，在回油腔必須保持的最低壓力。最低回油背壓越小，馬達(dá)的性能越好。 38n三三 液壓馬達(dá)與液壓泵的比較液壓馬達(dá)與液壓泵的比較n液壓馬達(dá)與液壓泵都是旋轉(zhuǎn)式裝置。他們依靠密

13、封工作容積變化及液體的壓力能來(lái)傳遞能量。液壓馬達(dá)輸入液壓能輸出機(jī)械能，液壓泵反之。液壓馬達(dá)是執(zhí)行元件，液壓泵是動(dòng)力元件。n理論上液壓馬達(dá)與液壓泵是可逆的，但是由于他們的工作要求不同，結(jié)構(gòu)上有所差異，致使大部分液壓泵與馬達(dá)不能互換。 39n液壓馬達(dá)與液壓泵的比較液壓馬達(dá)與液壓泵的比較 40 液壓泵和液壓馬達(dá)的職能符號(hào)（國(guó)家及液壓泵和液壓馬達(dá)的職能符號(hào)（國(guó)家及ISOISO標(biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)）圖334 特特 性性 分分 類(lèi)類(lèi)單向單向定量定量雙向雙向定量定量單向單向變量變量雙向雙向變量變量液壓泵液壓泵 液壓馬達(dá)液壓馬達(dá)414.6 4.6 液壓泵的選用液壓泵的選用n1各類(lèi)液壓泵的特點(diǎn)：各類(lèi)液壓泵的特點(diǎn)：n齒輪泵

14、齒輪泵外嚙：對(duì)油不敏感，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，脈動(dòng)外嚙：對(duì)油不敏感，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，脈動(dòng)大，噪聲大大，噪聲大內(nèi)嚙：對(duì)油不敏感，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)高，脈動(dòng)內(nèi)嚙：對(duì)油不敏感，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)高，脈動(dòng)小，噪聲小小，噪聲小n葉片泵葉片泵雙作用：對(duì)油敏感，結(jié)構(gòu)緊湊，不可變量，不雙作用：對(duì)油敏感，結(jié)構(gòu)緊湊，不可變量，不受徑向不平衡力，噪聲小受徑向不平衡力，噪聲小單作用：可變量，壓力低，受徑向不平衡力，單作用：可變量，壓力低，受徑向不平衡力，噪聲大噪聲大n柱塞泵：柱塞泵：壓力高，可變量，對(duì)油敏感，噪聲大壓力高，可變量，對(duì)油敏感，噪聲大42如下表，各類(lèi)液壓泵性能比較及應(yīng)用：如下表，各類(lèi)液壓泵性能比較及應(yīng)用：43各類(lèi)液

15、壓泵性能比較及應(yīng)用（續(xù)）：各類(lèi)液壓泵性能比較及應(yīng)用（續(xù)）：442 2、選擇液壓泵的原則、選擇液壓泵的原則n是否要求變量：是否要求變量：徑向柱塞泵、軸向柱塞泵、徑向柱塞泵、軸向柱塞泵、單作用葉片泵是變量泵。單作用葉片泵是變量泵。n工作壓力：工作壓力：柱塞泵壓力柱塞泵壓力31.5MPa31.5MPa；葉片泵壓；葉片泵壓力力6.3MPa,6.3MPa,高壓化以后可達(dá)高壓化以后可達(dá)16MPa16MPa；齒輪泵；齒輪泵壓力壓力2.5MPa2.5MPa，高壓化以后可達(dá)，高壓化以后可達(dá)21MPa21MPa。n工作環(huán)境：工作環(huán)境：齒輪泵的抗污染能力最好。齒輪泵的抗污染能力最好。45n噪聲指標(biāo)：噪聲指標(biāo)：低噪聲

16、泵有內(nèi)嚙合齒輪泵、雙低噪聲泵有內(nèi)嚙合齒輪泵、雙作用葉片泵和螺桿泵，雙作用葉片泵和螺作用葉片泵和螺桿泵，雙作用葉片泵和螺桿泵的瞬時(shí)流量均勻。桿泵的瞬時(shí)流量均勻。n效率：效率：軸向柱塞泵的總效率最高；同一結(jié)軸向柱塞泵的總效率最高；同一結(jié)構(gòu)的泵，排量大的泵總效率高；同一排量構(gòu)的泵，排量大的泵總效率高；同一排量的泵在額定工況下總效率最高。的泵在額定工況下總效率最高。463 3、液壓泵大小的選用、液壓泵大小的選用 液壓泵的選擇，通常是先根據(jù)對(duì)液壓泵的性能要求來(lái)選定液壓泵的型式，再根據(jù)液壓泵所應(yīng)保證的壓力和流量來(lái)確定它的具體規(guī)格。 47 液壓泵的輸出流量取決于系統(tǒng)所需最大流量及泄漏量，即q泵K流q缸式中： q泵液壓泵所需輸出的流量。 K流系統(tǒng)的泄漏系數(shù)，取1.11.3 q缸一液壓缸所需提供的最