液压马达精讲

液压马达

第一节液压马达分类、原理与特点

图4-1为外啮合齿轮马达的工作原理图。图中I为输出扭矩的齿轮，B为空转齿轮，当高压油输入马达高压腔时，处于高压腔的所有齿轮均受到压力油的作用(如中箭头所示，凡是齿轮两侧面受力平衡的部分均未画出)，其中互相啮合的两个齿的齿面，只有一部分处于高压腔。设啮合点c到两个齿轮齿根的距离分别为阿a和b，由于a和b均小于齿高h，因此两个齿轮上就各作用一个使它们产生转矩的作用力pB(h—a)和pB(h—b)。这里p代表输入油压力，B代表齿宽。在这两个力的作用下，两个齿轮按图示方向旋转，由扭矩输出轴输出扭矩。随着齿轮的旋转，油液被带到低压腔排出。

图4-1外啮合齿轮马达的工作原理图

齿轮马达的结构与齿轮泵相似，但是内于马达的使用要求与泵不同，二者是有区别的。例如；为适应正反转要求，马达内部结构以及进出油道都具有对称性，并且有单独的泄漏油管，将轴承部分泄漏的油液引到壳体外面去，而不能向泵那样由内部引入低压腔。这是因为马达低压腔油液是由齿轮挤出来的，所以低压腔压力稍高于大气压。若将泄漏油液由马达内部引到低压腔，则所有与泄漏油道相连部分均承受回油压力，而使轴端密封容易损坏。

三、叶片马达的工作原理

图4-2为叶片马达的工作原理图。当压力为p的油掖从进油口进入叶片1和叶片3之间时，叶片2因两面均受液压油的作用，所以不产生转矩。叶片1和叶片3的一侧作用高压油，另一侧作用低压油．并且叶片3伸出的面积大于叶片1伸出的面积，因此使转子产生顺时针方向的转矩。同样，当压力油进入叶片5和叶片7之间时，叶片7伸出面积大于叶片5伸出的面积，也产生顺时针方向的转矩，从而把油液的压力能转换成机械能，这就是叶片马达的工作原理。为保证叶片在转子转动前就要紧密地与定子内表面接触，通常是在叶片根部加装弹簧，完弹簧的作用力使叶片压紧在定子内表面上。叶片马达一般均设置单向阀为叶片根部配油。为适应正反转的要求，叶片沿转子径向安置。

图4-2为叶片马达的工作原理图

四、轴向柱塞马达的工作原理

轴向柱塞马达包括斜盘式和斜轴式两类。由于轴向柱塞马达和轴向柱塞泵的结构基本相同，工作原理是可逆的，所以大部分产品既可作为泵使用。图4-325示轴向柱塞式液压马达的工作原理。斜盘l和配油盘4固定不动，缸体2和马达轴5相连接，并可一起旋转。当压刀

油经配油窗口进入缸体孔作用到柱塞端面上时，压力油将柱塞项出，对斜盘产生推力，斜盘则对处于压油区一侧的每个柱塞都要产生一个法向反力F，这个力的水平分力F X与柱塞上的液压力平衡，而垂直分力Fy则使每个柱塞都对转子中心产生一个转矩，使缸体和马达轴作逆时针方问旋转。如果改变液压马达压力油的输入方向，马达轴就可作顺针方向旋转。

图4-3 轴向柱塞马达的工作原理

五、曲轴连杆式径向柱塞马达工作原理

曲轴连杆式液压马达的工作原理如图4-4所示。图中仅画出马达的一个柱塞缸。它相当于一个曲柄连杆机构。

通压力油的柱塞缸受液压力的作用，在柱塞上产生推力P。此力通过连杆作用在偏心轮中心，使输出轴旋转，同时配流轴随着一起转动。当柱塞所处位置超过下止点时，柱塞缸便由配流轴接通总回油口，柱塞便被偏心轮往上推，作功后的油液通过配流轴返回油箱。各柱塞缸依次接通高、低压油，各柱塞对输出轴中心所产生的驱动力矩同向相加，就使马达输出轴获得连续而平稳的回转扭矩。当改变油流方向时，便可改变马达的旋转方向。如将配流轴转180°装配，也可以实现马达的反转。如果将曲轴固定，进、出油直接通到配流轴中，就可实现外壳旋转。壳转马达可用来驱动车轮和绞车卷筒等。

图4-4 轴连杆式液压马达的工作原理

第二节液压马达性能参数与检测

一、主要参数

1．压力

（1）额定压力在规定的转速范围内连续运转，并能保证设计寿命的最高输入压力。

（2）背压保证马达稳定运转的最小输出压力。

2．转速

（1）额定转速额定压力、规定背压条件，能够连续运转并能保证设计寿命的最高转速。

（2）最低转速既能保持额定压力又能稳定运转的最低转速。

3．排量

（1）排量马达轴旋转一周所输入的液体体积。

（2）空载排量空载压力下测得的实际输入排量。

（3）有效排量在设定压力下测得的实际输入排量。

4．流量

（1）实际流量液压马达进口处的流量。

（2）理论流量空载压力下马达的输入流量。

5．功率

（1）输入功率液压马达入口处的液压功率。

（2）输出功率液压马达输出轴上输出的机械功率。

6．效率

（1）容积效率液压马达理论流量与实际流量的比值。

（2）机械效率液压马达的实际扭矩与理论扭矩之比值。

（3）总效率液压马达的输出功率与输入功率之比。

二、液压马达检测

1. 试验装置和试验条件

(1) 试验回路

试验回路原理图见图。

1—油泵；2—溢流阀；3—调速阀；4—流量计；5—换向阀；6—压力计；7—温度计；

8—被试马达；9—转速仪；10—转矩仪；11—负载；12—加热器；13—冷却器

图A1 试验回路原理图

(2) 测量点位置

压力测量点：设置在距离被试马达进口、出口的(2～4) d（d为管路通径）处。试验时，允许将测量点的位置移至距被试马达更远处，但必须考虑管路的压力损失。

温度测量点：设置在距离测压点(2～4) d (d为管路通径)处，比测压点更远离被试马达。噪声测量点：测量的位置和数量按GB 3767—83中6.5的规定。

(3) 试验用油

粘度：40℃时的运动粘度为42~47mm2/s (特殊要求另行规定)。

油温：除明确规定外，型式试验在50℃±2℃下进行；出厂试验在50℃±4℃下进行。

清洁度等级：试验用油液的固体颗粒污染度等级代号不得高于19/16。

(4) 稳态工况

各参量平均显示值的变化范围符合表5规定时为稳态工况。在稳态工况下应同时测量每个设定点的各参量(压力、流量、转矩、转速等)。

表 1

测量参量测量准确度等级