6第三章液压执行元件

1、叶片式液压马达
叶片式液压马达工作原理
• 原理——由于压力油作用，受力不平衡使转 子产生转矩。
• 输出转矩T——与液压马达的排量VM和液压马
达进出油口之间的压力差有关，
• 转速n——输入液压马达的流量qM大小来决定
。
❖ 转动特性——能正反转（压、回油互换） ❖ 结构特点： ❖ 叶片要径向放置---适应正反转
轴向柱塞马达的特点
❖ 转矩较小， ❖ 转速较高， ❖ 可以反转， ❖ 多用于高转速小转矩的工作场合。
4、齿轮马达
❖ 结构特点：
❖ 进出油口相等、对称——齿轮马达在结构
上为了适应正反转要求
❖ 有单独外泄油口将轴承部分的泄漏油引 出壳体外；
❖ 采用滚动轴承——减少启动摩擦力矩； ❖ 齿轮液压马达的齿数比泵的齿数要多 ❖ ——为了减少转矩脉动, 。
❖ 运行机械效率：TM
pV Mm 2
❖ 式中， TM—实际运行输出转矩
❖
ηMm —马达的运行机械效率
❖ 起动机械效率——液压马达的启动性能，
❖ 用ηm0表示
Mm 0
TM 0 T Mt
❖ 式中， TM0—为液压马达的起动转矩
❖
TMt—为液压马达的理论转矩
❖
ηMm0 —马达的起动机械效率
❖ 启动转矩降低的原因—— ❖ 在静止状态下的摩擦系数最大，在摩擦表面
3、轴向柱塞马达
❖轴向柱塞泵除阀式配流外，其它 形式原则上都可以作为液压马达 用，即轴向柱塞泵和轴向柱塞马 达是可逆的。
❖ 直轴或斜轴式液压泵都可以作液压马达用。 ❖ 原理：
❖ 在配流盘的一侧槽中通入压力油，另一侧回油，将使柱 塞球头压在斜盘上，其反作用力的分力将使缸体带动轴 转动从而输出力矩和转速。
通常高速液压马达输出转矩不大（仅几十牛·米到几百牛·米）， 所以又称为 高速小转矩马达。
❖ 低速液压马达的主要特点——
❖ 输入压力高，排量大，体积大，
❖ 转速低（几转甚至零点几转每分钟可在
❖
每分钟10转以下平稳运转），
❖ 输出转矩大（可达几千牛·米到几万
❖
牛·米），
❖ 又称为低速大转矩液压马达。
二、液压马达的工作原理
❖ Tt －液压马达输出的理论转矩 ❖ ω－角速度(ω=2πn)，如果不计损失，
❖ 所以，马达的理论转矩为
TMt
pV 2
（理论转矩与压力差和排量 的关系）
❖ 2、液压马达的机械效率
❖ 液压马达的实际输出转矩TM总要比理论转矩 TMt小些——效率。
❖ 机械效率 运行机械效率
❖
起动机械效率，低于运行效率
❖
几转甚至零点几转）
❖ 输出转矩大（可达几千牛米到几万牛米）
❖
——排量大，ຫໍສະໝຸດ ❖ 体积大，❖ 属于低速大扭矩液压马达。 径向柱塞液压马达多用于低速大转矩的情况下。
❖ 连杆——偏心定子式 ❖ 该马达有五个柱塞，壳体上有五个缸，。连杆通过球铰与活塞联接，另一
端为圆弧表面，圆弧半径与偏心轮半径一致，两个圆环套在连杆的圆弧外 表面，而连杆既能沿着偏心轮的圆弧表面滑动而又不能脱开，输出轴左端 通过联轴器使配流轴同步旋转。
❖
决定转速
❖ 流量——每分钟输入的理论流量
❖ 压力—— 输入的油压（油泵输出压力－总损失）
❖
输出油压
❖ 压力差——输入油压－输出油压
❖ 排量和输入输出压力差决定转矩
❖ 1、液压马达的排（流）量与转矩的关系
pqTMt2TMtn
❖ Δp－液压马达进、出油口之间的压力差
❖ ｑ－液压马达的输入流量（ｑ＝Vn）
6第三章液压执行元件
第一节 液压马达
将液压能转换为机械能
输入——压力、流量 输出——转动：力矩T、角速度ω（转速n ）
❖ 学习目标：
❖ 1、学会根据使用条件，选择液压马达的实际 输出转矩、实际转速，液压马达的调速范围 ，启动性能；
❖ 2、学会根据液压马达选择液压泵的输出压力 、流量及配套电机功率、转速。
径 向 柱 塞 油 马 达
图形符号
一、液压马达的分类及特点
❖ 按结构类型来分 齿轮式
❖
叶片式
❖
按额定转速分：
柱塞式
齿轮式
高速——额定转速高于500 r/min 螺杆式
叶片式
轴向柱塞式
低速——额定转速低于500 r/min 径向柱塞油马达
•高速液压马达的主要特点—— •转速高，转动惯量小，便于启动和制动，灵敏度高等。
出现相对滑动后摩擦系数明显减小，在同样 的压力下，液压马达由静止到开始转动的启 动状态的输出转矩要比运转中的转矩小。 ❖ 意义——给液压马达带载启动造成了困难
❖ 不同类型的液压马达，内部受力部件的力平
衡情况不同，摩擦力的大小不同，所以ηMm 也不尽相同，同一类液压马达，摩擦副的力
❖ 在回、压油腔通入叶片根部的通路上应设置 单向阀---使叶片根部始终通压力油
❖ 在叶片根部应设置预紧弹簧---使叶片在启动 前能伸出
叶片式液压马达的使用特点 体积小，转动惯量小，动作灵敏—— 允许高频换向，且角速度和输出转矩脉动小 ； 缺点： 泄漏量较大，低速工作时不稳定（爬行）； 因此叶片式液压马达一般用于转速高、 转矩小和动作要求灵敏的场合。
连杆式径向 柱塞马达
❖ 曲线定子式
定子有多段曲线，转子每转一转柱塞来回往复多次 ，排量大，所以转矩大。 定子内表面采用正弦曲线，（或等加速曲线、阿基米德
曲线），保证在低转速下也能稳定工作。 为增大转矩，也有做成多排转子，各排错开可减小脉动
。
❖ 多作用指定子的内曲面可以多达十几段（多次行程）。转子每 转一转，每个柱塞经过每一段时都要吸排油各一次，柱塞要进 行多次进退，对输出轴产生多次渐增转矩，并通过输出轴带动 负载旋转，因此称为多作用马达。
齿轮马达的特点及应用
❖ 缺点： ❖ 不能产生较大转矩——密封性差，容积效率
较低，输入油压力不能过高， ❖ 瞬间转速和转矩随着啮合点的位置变化而变
化 ❖ 适合于——高速小转矩的场合。 ❖ 一般用于工程机械、农业机械以及对转矩均
匀性要求不高的机械设备上。
三、液压马达的基本参数和基本性能
❖ 基本参数
❖ 排量——每转的输入流量（理论流量），
2、径向柱塞式液压马达
❖ 结构：
工作原理：
定子与缸体存在一偏心距ｅ，
在柱塞与定子接触处，定子对
柱塞的反作用力为FN 可分解为 FF FT ——切向力产生转矩
由于在压油区作用有好几个柱
塞，在这些柱塞上所产生的转
矩都使缸体旋转，并输出转矩
。
径向柱塞马达的特点
❖ 优点：
❖ 转速低（低于500r/min，有的可达每分钟