06-1液压马达

• 双作用叶片马达的结构特点如下：
• 转子两侧面开有环形槽，其间放臵燕式弹簧5。弹
簧套在销子4上，并将叶片压向定子的内表面，防 止起动时高、低压腔互相串通，保证马达有足够 的起动扭矩输出。 • 为了保证马达正、反转变换进、出油口时，叶片
底部总是通高压油，以保证叶片与定子紧密接触，
用了一组特殊结构的单向阀（梭阀），单向阀由 钢球2和阀座1、3组成。
• 柱塞马达(包括轴向柱塞马达和径向柱塞马达两 大类)。
• ② 按工作速度范围不同可分为：高速马达和低速 马达两大类。
• 一般认为，额定转速超过500r/min，称为高速马
达；额定转速低于500r/min ，称为低速马达。 • 高速马达主要包括齿轮马达、叶片马达和轴向柱 塞马达。
• 高速马达优点：转动惯量较小，便于启动、换向
• 低速大扭矩液压马达种类较多，一般有内啮合摆
线齿轮式、双斜盘轴向柱塞式、径向柱塞式(曲轴
连杆式、静力平衡式、内曲线多作用式)等，其中
径向柱塞式低速大扭矩液压马达使用最广。
• 本节着重介绍目前常用的几种低速大扭矩液压马
达：曲轴连杆马达和内曲线径向柱塞式马达。
一、单作用连杆型径向柱塞马达(低速大扭矩马达) 1.工作原理
单 作 用 连 杆 型 径 向 柱 塞 式 液 压 马 达 的 典 型 结 构
• 2.曲轴连杆式柱塞径向马达的结构
在壳体2内沿圆周均匀布臵了五个（或七个）柱塞
缸，柱塞上有密封环9，以保证密封良好，提高容
积效率，降低加工精度要求。 连杆3与柱塞10以球头铰接，并用卡环8锁紧。连杆 大端的鞍型圆柱面紧贴在曲轴5的偏心轮上，并用 两个挡圈4夹持住。
度范围内使用，而泵的转速虽相对比较高，但
变化小，故无此苛刻要求。
• 马达起动时需克服较大的静摩擦力，因此要求
起动扭矩大，扭矩脉动小，内部摩擦小（如齿 轮马达的齿数不能象齿轮泵那样少）。 • 泵－希望容积效率高；马达－希望机械效率高。
• 叶片泵的叶片倾斜安装，叶片马达的叶片则径向 安装（考虑正反转）。
总效率高、转速脉动小、启动机械效率高、滑转值低、承
受冲击负荷能力强、寿命长以及单位功率的重量小；就认 为这个液压马达的性能优良。 • 目前液压马达能够达到的主要性能指标可查阅有关的手册 和资料。
• 五、液压马达的图形符号
第二节 高速液压马达
• 常见的高速液压马达有外啮合齿轮马达、叶片马
达和轴向柱塞马达等。它们的结构与同类型液压 泵基本相同，但由于马达工作时的一些特殊要求，
2.叶片式液压马达的工作原理
• 高压油进入由 叶片、定子、 转子组成的密 闭空间，根据 它们的受力情 况，推动转子 旋转。 • 转动惯量小， 反应灵敏，但 泄露大。
• 3. 柱塞式液压马达工作原理
轴向柱塞马达和轴向柱塞泵是互逆的。 改变斜盘倾角的方向，可改变马达的旋转方 向。
• 二、液压马达与液压泵比较
第二节 液压马达
液压马达
• 液压马达是将液体的压力能转换成旋转运动机械
能的转换元件。 • 液压马达能起到与电动机相类似的作用，所不同 的是，在液压系统中，它是靠输入的压力油产生 转矩，实现连续旋转运动，驱动工作机构作功。
• 所以，液压马达在液压系统中，又属于液压执行
元件。
一 概述
一、工作原理
1.齿轮式液压马达的工作原理 当高压油p进入马 达的高压腔时，处 于高压腔的轮齿受 到压力油的作用， 根据它们的受力情 况，齿轮按图示方 向旋转。油液被带 到低压腔。
• （1）相同点
• 从原理上讲，马达和泵是可逆的。
• 泵－用电机带动，输出的是压力能（压力和流 量）
• 马达－输入压力油，输出的是机械能（转矩和 转速）
• 马达和泵的工作原理均是利用密封工作容积的 变化吸油和排油的。
泵－工作容积增大时吸油，减小时排出高压油；
马达－工作容积增大时进入高压油，减小时排出 低压油。 • 从结构上看，马达和泵是相似的。
• （2）泵和马达的不同点
• 泵是能源装臵，马达是执行元件。
• 泵的吸油腔一般为真空，通常进油口尺寸大于 出油口尺寸，马达排油腔的压力稍高于大气压 力，没有特殊要求，可以进、出油口尺寸相同。 • 泵的结构需保证自吸能力，而马达无此要求。 • 马达需要正反转（内部结构需对称），泵一般 是单向旋转。
• 马达的轴承结构、润滑形式需保证在很宽的速
和制动；轴向柱塞马达还可实现无级调速。
• 高速马达缺点是启动机械效率较低，低速稳定性
较差。由于高速马达输出转矩较小，故又称高速 小扭矩马达。 • 通常，高速马达与同类型液压泵相比，在结构上 是基本相似的。
• 低速液压马达主要包括曲轴连杆马达、静力平衡 马达、内曲线径向柱塞式马达，以及摆线马达等。 • 低速马达具有较好的低速稳定性，较高的启动机 械效率。 • 因此，可以直接和工作机构相连接，从而大大简 化了机器的传动装臵。
三、轴向柱塞马达 1.工作原理
• 2.结构特点 轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的。
配流盘为对称结构。
• 应用
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。
第三节 低速液压马达Fra Baidu bibliotek
• 低速液压马达的主要特点是排量大、启动效率高、低速稳 定性好。 • 采用低速液压马达，一般可以不用减速装臵而直接与工作 机构连接，使传动机构大大简化。 • 通常低速马达输出转矩较大，所以又称为低速大扭矩马达。 • 当前各种类型的低速大扭矩液压马达广泛地使用于重载设 备的高压系统中。例如，工程机械、船舶、冶金机械、矿 山机械、起重机械以及制塑机械等多方面。
出油口对换，则马达反向旋转。 • （2）叶片径向放臵，叶片底部设臵有燕式弹簧； • （3）高低压油腔通入叶片底部通路上装有梭阀。 • （4）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。
• 应用：适用于转矩小、转速高、机械性能要求不严格的 场合。
双 作 用 叶 片 式 液 压 马 达 的 典 型 结 构
• ③ 为了减小齿轮马达的启动摩擦损失转矩，以 提高启动机械效率，一般都采用了滚针轴承和 固定间隙侧板。
• ④ 为减小齿轮马达的转矩脉动系数，齿轮马达
的齿数通常都稍多于同类型齿轮泵的齿数。
• 3.齿轮马达的优缺点 • 优点：齿轮马达具有结构简单，体积小，价格低，使用可
靠等优点。
• 缺点：第一，启动机械效率低，通常只有0.7～0.8，也就 是说启动转矩只是理论转矩的70%～80%。 • 第二，低速稳定性差，由于齿轮马达流量脉动大、密封性 差、容积效率低，因此它的低速稳定性差，当转速在50～
次者，称为单作用液压马达。
• 转子旋转一周，每个挤子往复工作两次以上者，
则称为多作用液压马达。
• 单作用液压马达:齿轮液压马达、偏心叶片马达、轴向柱 塞马达、曲轴连杆和静力平衡液压马达。 • 一般说来，这种液压马达结构比较简单，工艺性较好， 因而造价较低。 • 但因为是单作用，在相同性能参数下，比多作用马达的
• ④ 按液压马达排量是否可调可分为：定量液压马达和变 量液压马达。
• ⑤ 按机构运动学形式不同，液压马达可分为如下三大类：
• 以啮合原理工作的液压马达，如齿轮马达、摆线马达等； • 以平面机构运动学工作的液压马达，如叶片马达、曲轴连 杆马达、静力平衡马达和内曲线径向柱塞马达； • 以空间机构运动学工作的液压马达，如各种轴向柱塞马达 (包括斜盘式和斜轴式)。
• 通常低速液压马达的输出转矩较大，可达几千 牛· 米至几万牛· 米，所以又称低速大扭矩液压马 达。这种马达被广泛应用在重载高压系统中。 • 这类液压马达的缺点是转动惯量大，制动较为困 难。
• ③ 按作用次数不同可分为：
• 单作用和多作用两种液压马达。
• 若液压马达转子旋转一周，每个挤子往复工作一
曲轴5支承在两个滚柱轴承6中，一端外伸为输出轴，
另一端与配流轴7连接，一起转动。
据资料介绍，这种结构形式的、缸径为100mm的 马达：
额定角速度达17.5rad/s；
容积效率达95％；
总效率达90％；
起动机械效率可达88％～98％；
100r/min以下时，就不稳定。
• 4.齿轮式液压马达的应用 • 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。
二、叶片式液压马达 1.工作原理
• 2.叶片式液压马达结构特点
• （1）进出油口相等，有单独的泄油口；若将马达的进、
• 四、液压马达的主要性能指标 • 液压马达的工作性能指标是在设计液压系统时选 择液压马达的重要依据，因为它涉及到能否满足 所驱动的工作机械的使用要求。
• 评价液压马达性能的指标较多，除规定的额定压
力、排量、转矩、转速及效率以外，液压马达的 性能指标主要还有以下几方面。
• (1) 启动性能 • 液压马达的启动性能如何主要用启动机械效率来描述。 • 液压马达的启动机械效率越高，表明液压马达的启动性能 就越好。
• 叶片沿转子体径向布臵，进、出油口大小相同，叶片顶部 呈对称圆弧型，以适应正、反转要求。
• 叶片马达优点：
• 体积小，转动惯量小，因此动作灵敏。允许频繁换向（甚 至可以在千分之几秒内换向）。
• 缺点：泄漏较大，不能在低转速下工作。
• 所以叶片式马达一般用于高转速、低扭矩以及动作要求灵 敏的场合。
• 叶片马达的叶片依靠根部的扭转弹簧，使其压紧
在定子表面上，而叶片泵的叶片则依靠根部的压
力油和离心力压紧在定子表面上。
• 液压马达的容积效率比泵低，通常泵的转速高。
而马达输出较低的转速。
• 四、液压马达的分类及特点
• ① 按结构形式不同可分为：
• 齿轮马达(包括外啮合渐开线齿轮马达和内啮合 摆线齿轮马达等)； • 叶片马达(包括单作用叶片马达和双作用叶片马 达等)；
• (4) 最低稳定转速
• 液压马达在额定负载作用下，不出现爬行(抖动或时转时 停)现象的最低转速，称为最低稳定转速。 • 液压马达的最低稳定转速愈低，表明可以工作的速度范围 就愈大，性能就愈好。
• 一般说来，在相同输出功率下，液压马达的额定压力高、 额定转速高、最低稳定转速低、回油背压低、容积效率和
结构尺寸稍大些。而且，单作用液压马达在有限挤子数
的影响下，输出转速的脉动较大，所以低速稳定性较差。 • 另外，由于转子体难于实现完全的液压平衡，致使轴承 载荷加大，有关表面磨损增加。
• 多作用液压马达主要包括同心叶片马达和内曲线径向柱塞
式液压马达。
• 一般说来，这种液压马达结构比较复杂，个别零件(如定 子曲面)的加工比较困难，且需用较好的钢材，因而造价 较高。 • 但由于是多作用，只要有关结构参数选取合理，就可使液 压马达的转速无脉动，从而使低速稳定性较好。 • 另外，转子的径向力能够实现完全平衡，因而启动机械效 率较高。
• 低速液压马达通常是径向柱塞式结构，为了获得 低速和大扭矩，采用高压和大排量，它们的体积
和转动惯量很大，不能用于反应灵敏和频繁换向
的场合。
• 低速液压马达按其每转作用次数，可分为单作用
式和多作用式。若马达每转一周，柱塞做一次往 复运动，称为单作用式，若马达转一周，柱塞做 多次往复运动，称为多作用式。
同类型的马达与泵相比在具体结构上仍有一些差
别。
• 下面主要介绍几种高速液压马达的工作原理、主
要结构及其特点等。
一、外啮合齿轮式液压马达的 1.工作原理
• 2. 结构特点
• ①为保证齿轮马达正、反两个方向旋转时，工作
性能不变，在结构上是对称的(如进、出液口直 径相等)。 • ②由于齿轮马达回油一般具有背压，故内部的泄 漏不能像齿轮泵那样直接引到低压腔去，而设臵 有单独的泄漏口 ，将马达的泄漏液体单独引回油 箱。
• (2) 制动性能
• 当液压马达停止运转时，输出轴在外负载转矩作用下，将 马达原进液腔中的液体经各运动副间缝隙慢慢挤出，并随 之慢慢转动。输出轴的这种转动称为滑转。 • 通常用额定转矩作用下输出轴的滑转值来表征马达的制动 性能。显然，液压马达的滑转值愈小，其制动性能就愈好。
• (3) 工作平稳性 • 液压马达的瞬时输出转速和转矩的脉动性(不均匀)，会造 成液压马达工作不平稳。这种不平稳，可能引起马达低速 爬行现象、系统压力脉动及振动和噪声等不良后果。