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液壓馬達(dá)習(xí)慣上是指輸出旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的,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。
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壓馬達(dá)的特點(diǎn)及分類
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, F2 P0 r% z( y$ h) F從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)來(lái)看,液壓泵與液壓馬達(dá)是可逆工作的液壓元件,向任何一種液壓泵輸入工作液體,都可使其變成液壓馬達(dá)工況;反之,當(dāng)液壓馬達(dá)的主軸由外力矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),也可變?yōu)橐簤罕霉r。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)。
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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,所以同類型的液壓馬達(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;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。由于存在著這些差別,使得液壓馬達(dá)和液壓泵在結(jié)構(gòu)上比較相似,但不能可逆工作。( O; o8 u9 C3 ?& Z* w/ A1 n2 Y
2 O# P' _' p( @液壓馬達(dá)按其結(jié)梅類型來(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。額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的屬于高速液壓馬達(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。通常高速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩不大所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。低速液壓馬達(dá)的基本型式是徑向柱塞式,此外在軸向柱塞式、葉片式和齒輪式中也有低速的結(jié)構(gòu)型式,低速液壓馬達(dá)的主要特點(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)),因此可直接與工作機(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,所以又稱為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。' [$ t$ X5 w* u7 J
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二、液壓馬達(dá)的工作原理
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7 O9 k9 [& M, c& M6 c1、葉片式液壓馬達(dá)
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7 Q F- k6 ^4 g8 D3 X+ z0 {由于壓力油作用,受力不平衡使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。葉片式液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩與液壓馬達(dá)的排量和液壓馬達(dá)進(jìn)出油口之間的壓力差有關(guān),其轉(zhuǎn)速由輸入液壓馬達(dá)的流量大小來(lái)決定。由于液壓馬達(dá)一般都要求能正反轉(zhuǎn),所以葉片式液壓馬達(dá)的葉片要徑向放置。為了使葉片根部始終通有壓力油,在回、壓油腔通人葉片根部的通路上應(yīng)設(shè)置單向閥,為了確保葉片式液壓馬達(dá)在壓力油通人后能正常啟動(dòng),必須使葉片頂部和定子內(nèi)表面緊密接觸,以保證良好的密封,因此在葉片根部應(yīng)設(shè)置預(yù)緊彈簧。 葉片式液壓馬達(dá)體積小,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,動(dòng)作靈敏,可適用于換向頻率較高的場(chǎng)合,但泄漏量較大,低速工作時(shí)不穩(wěn)定。因此葉片式液壓馬達(dá)一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動(dòng)作要求靈敏的場(chǎng)合。9 w( c' d% h2 r( I7 Q9 p
2、徑向柱塞式液壓馬達(dá)$ \, i, G$ S' u* s% G( h% I6 T
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徑向柱塞式液壓馬達(dá)工作原理,當(dāng)壓力油經(jīng)固定的配油軸4的窗口進(jìn)入缸體內(nèi)柱塞的底部時(shí),柱塞向外伸出,緊緊頂住定子的內(nèi)壁,由于定子與缸體存在一偏心距。在柱塞與定子接觸處,定子對(duì)柱塞的反作用力為 。力可分解為 和 兩個(gè)分力。當(dāng)作用在柱塞底部的油液壓力為p,柱塞直徑為d,力和之間的夾角為 X時(shí),力對(duì)缸體產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩,使缸體旋轉(zhuǎn)。缸體再通過(guò)端面連接的傳動(dòng)軸向外輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。* C2 n W: R1 d L+ b% C
* `: N' c' Z/ j以上分析的一個(gè)柱塞產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的情況,由于在壓油區(qū)作用有好幾個(gè)柱塞,在這些柱塞上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩都使缸體旋轉(zhuǎn),并輸出轉(zhuǎn)矩。徑向柱塞液壓馬達(dá)多用于低速大轉(zhuǎn)矩的情況下。
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) h+ u7 ~0 i2 s, T9 B" [! s3、軸向柱塞馬達(dá)( Y- f4 s: \+ F$ M. G/ M1 g$ a' L
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軸向柱塞泵除閥式配流外,其它形式原則上都可以作為液壓馬達(dá)用,即軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達(dá)是可逆的。軸向柱塞馬達(dá)的工作原理為,配油盤(pán)和斜盤(pán)固定不動(dòng),馬達(dá)軸與缸體相連接一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓力油經(jīng)配油盤(pán)的窗口進(jìn)入缸體的柱塞孔時(shí),柱塞在壓力油作用下外伸,緊貼斜盤(pán)斜盤(pán)對(duì)柱塞產(chǎn)生一個(gè)法向反力p,此力可分解為軸向分力及和垂直分力Q。Q與柱塞上液壓力相平衡,而Q則使柱塞對(duì)缸體中心產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩,帶動(dòng)馬達(dá)軸逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。軸向柱塞馬達(dá)產(chǎn)生的瞬時(shí)總轉(zhuǎn)矩是脈動(dòng)的。若改變馬達(dá)壓力油輸入方向,則馬達(dá)軸按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。斜盤(pán)傾角a的改變、即排量的變化,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)生轉(zhuǎn)矩越大,轉(zhuǎn)速越低。
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4、齒輪液壓馬達(dá)
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齒輪馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上為了適應(yīng)正反轉(zhuǎn)要求,進(jìn)出油口相等、具有對(duì)稱性、有單獨(dú)外泄油口將軸承部分的泄漏油引出殼體外;為了減少啟動(dòng)摩擦力矩,采用滾動(dòng)軸承;為了減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)齒輪液壓馬達(dá)的齒數(shù)比泵的齒數(shù)要多。6 u' l W* W4 i- @
A- V- C' m5 @& h1 Q齒輪液壓馬達(dá)由干密封性差,容租效率較低,輸入油壓力不能過(guò)高,不能產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)矩。并且瞬間轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩隨著嚙合點(diǎn)的位置變化而變化,因此齒輪液壓馬達(dá)僅適合于高速小轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合。一般用干工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及對(duì)轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的機(jī)械設(shè)備上。 |
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