第三章 主讲老师:向北平
第六节 液压马达 液压马达概述 液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速,是液压系统的执行元件。 第六节 液压马达 液压马达概述 液压马达是将液体压力能转换为机械能的装置,输出转矩和转速,是液压系统的执行元件。 液压马达与液压泵在原理上有可逆性,但因用途不同结构上有些差别:马达要求正反转,其结构具有对称性;而泵为了保证其自吸性能,结构上采取了某些措施。
液压马达的分类 按转速分为 齿轮马达 叶片马达 柱塞马达 ns>500r/min 为高速液压马达:齿轮马达,叶片马达,轴向柱塞马达。 ns< 500r/min 为低速液压马达:径向柱塞马达 齿轮马达 叶片马达 按结构分为 柱塞马达
齿轮马达 工作原理 结构特点 进出油口相等,有单独的 泄油口; 为减少摩擦力矩,采用滚 动轴承; 为减少转矩脉动,齿数较 泵的齿数多。 应用 由于密封性能差,容积效率较低,不能产生较大的转矩,且瞬时转速和转矩随啮合点而变化,因此仅用于高速小转矩的场合,如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。
叶片马达 工作原理(动画3.6-1叶片马达工作原理 ) 结构特点 进出油口相等,有单独的 泄油口; 叶片径向放置,叶片底部 设置有燕式弹簧; 在高低压油腔通入叶片底 部的通路上装有梭阀。 应用 转动惯量小,反应灵敏,能适应较高频率的换向。但泄漏大,低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、力学性能要求不严格的场合。
轴向柱塞马达 工作原理 结构特点 应用 轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的 配流盘为对称结构 作变量马达。改变斜盘倾角,不仅影响马达的转矩, 而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大,产生的转矩 越大,转速越低。
单作用连杆型径向柱塞马达——低速大转矩马达 结构组成(动画3.6-2单作用连杆型径向柱塞式液压马达 )
工作原理 呈五星状(或七星状)的壳体内均匀分布着柱塞缸。 柱塞与连杆铰接,连杆的另一端与曲轴偏心轮外圆接触。高压油进入部分柱塞缸头部,高压油作用在柱塞上的作用力对曲轴旋转中心形成转矩。另外部分柱塞缸与回油口相通。 曲轴为输出轴。 配流轴随曲轴同步旋转,各柱塞缸依次与高压进油和低压回油相通(配流套不转),保证曲轴连续旋转。 排量公式 v =πd 2e z / 2 d 为柱塞直径;e 为曲轴偏心距;z 为柱塞数。 应用 结构简单,工作可靠,可以是壳体固定曲轴旋转,也可以是曲轴固定壳体旋转(可驱动车轮或卷筒),但体积重量较大,转矩脉动,低速稳定性较差。采用静压支承或静压平衡后最低转速可达3 r/min。
多作用内曲线径向柱塞马达——低速大转矩马达 结构组成(动画3.6-3多作用内曲线径向柱塞马达 )
工作原理 壳体内环由x 个导轨曲面组成, 每个曲面分为a、b两个区段; 缸体径向均布有z 个柱塞孔, 柱塞球面头部顶在滚轮组横梁上, 使之在缸体径向槽内滑动 ; 柱塞、滚轮组成柱塞组件, a段导轨对柱塞组件的法向反力的切向分力对缸体产生转矩; 配流轴圆周均布2x 个配流窗口,其中x 个窗口对应于a段,通高压油,x 个窗口对应于b段,通回油(x≠z ); 输出轴 ,缸体与输出轴连成一体。
排量公式 v =(πd 2/4)s x y z 应用 式中: s 为柱塞行程;x 为作用次数;y 为柱塞排数;z 为每排柱塞数 。 转矩脉动小,径向力平衡,启动转矩大,能在低速下稳定运转,普遍应用于工程、建筑、起重运输、煤矿、船舶、农业等机械中。
液压马达的职能符号 a –单向定量马达 b –单向变量马达 c –双向定量马 d –双向变量马达
液压马达的主要参数 工作压力与额定压力 流量与容积效率 工作压力 p 大小取决于马达负载,马达进出口压力的差值称为马达的压差Δp; 额定压力 ps 能使马达连续正常运转的最高压力。 流量与容积效率 输入马达的实际流量 qM=qMt+Δq 式中qMt为理论流量,马达在没有泄漏时, 达到转速所需进口流量。 容积效率ηMv= qMt / qM= 1- Δq / qM
排量与转速 转矩与机械效率 功率与总效率 排量V为ηMV等于1 时输出轴旋转一周所需油液体积。 转速 n = qMt/ V = qMηMV / V 转矩与机械效率 实际输出转矩 T=Tt–ΔT 理论输出转矩 Tt=Δp VηMm/ 2π 机械效率ηMm=TM/TMt 功率与总效率 ηM= PMo/ Pmi=T 2πn/ Δp qM= ηMvηMm 式中 PMo为马达输出功率,Pmi为马达输入功率。
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