第4章 液压马达

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。
一. 液压马达的分类
液压马达按结构分为：齿轮式、 叶片式、柱塞式和其它型式。 液压马达按额定转速分为：高速 和低速。额定转速高于500 r/min 的 属于高速液压马达，额定转速低于500 r/min的属于低速液压马达。 高速液压马达的基本类型有齿轮 式、叶片式、轴向柱塞式等，又称为 高速小转矩液压马达 。 低速液压马达的基本型式是径向 柱塞式，又称为低速大转矩液压马达。
源源不断地输入，密封容积变小时低压油液源源不断地排出， 这样才能保证液压马达连续转动和输出转矩。 液压马达的基本工作原理或条件如下 ： （1）要形成密封可变的工作容积。 （2）转子要产生驱动负载的液压转矩。 （3）适当的配流方式。
一、齿轮马达
利用密封在壳体内的两个或两个以上的齿轮啮合而工作 的液压马达称齿轮马达。 外啮合齿轮马达特点 1）进出油道孔径相同，左右 对称 ； 2）具有端面间隙自动补偿的 液压马达，由密封圈围成的 压力补偿区间是对称的，高 低压腔卸荷槽也是对称的； 3）外齿轮马达的转动范围很 宽，必须用滚动轴承，以改 善启动性能 ； 4）外齿轮马达的齿数通常比 齿轮泵多，以减少转矩的脉 动性 。
液压力作用在往复运动的轴向柱塞上而工作的液压马达 称轴向柱塞马达。
斜盘1和配油盘5固定不动，柱塞2可在缸体3的孔内移动，斜 盘中心线与缸体中心线相交一个倾角γ。高压油经配油盘的窗口 进入缸体的柱塞孔时，处在高压腔中的柱塞被顶出，压在斜盘上 ，斜盘对柱塞的反作用力N 可分解为两个分力，轴向分力FN 和作 用在柱塞上的液压力平衡，垂直分力Fr 使缸体产生转矩，带动马 达轴4转动。
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图4-14 JMD型径向柱塞马达 1—柱塞；2—连杆；3—挡圈；4—输出轴；5—连轴节；6—配流轴(配流阀)。
图4-15 配流轴(配流阀)
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二、多作用式内曲线式径向柱塞马达
• 结构组成
多作用内曲线马达 液压马达由定子1、转子2、配流轴4与柱塞组3等主要部 件组成，定子1的内壁有若干段均布的、形状完全相同的曲 面组成。 每一相同形 状的曲面又可分 为对称的两边， 其中允许柱塞副 向外伸的一边称 为进油工作段， 与它对称的另一 边称为排油工作 段。 定子
§4.4
低速大扭矩液压马达
低速大转矩液压马达的主体或应用最广泛的是径向柱 塞式马达。 常见的结构形式为单作用曲轴连杆式、五星轮静力平 衡式和多作用内曲线式 。
一、单作用曲轴连杆式径向柱塞马达
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 单作用叶片马达工作原理 1—叶片；2—定子；3—转子；4—配流盘。
2）双作用叶片马达
当压力为 pH 的高压油液从右部进油口经配流盘进油窗口 （位于二、四象限）进入两相邻叶片间的密封容积腔时 ：8与 4、2与6，处于平衡状态；1与5产生顺时针转矩；3与7产生逆 时针转矩。
三、轴向柱塞马达
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作业题
• P.46 • 习 题：1 2 3 4 5 6 7 8
图4-4
外啮合马达工作原理图
二、叶片马达 液体压力作用在转子径向槽中可往复滑动的叶片上，使 转子转动而工作的液压马达称叶片马达。 叶片马达有单作用叶片马达和双作用叶片马达。
1.叶片马达 1）单作用叶片马达 当向左配流窗口供 入压力为 pM 的高压油 时，叶片a、b之间左部 叶片均浸入高压油中， 叶片上的周向液压力平 衡，仅叶片a、b上液压 力不平衡，其中一侧为 高压，一侧为低压。
液压马达能产生的理论转矩Mt 为：
pqM 6 2 M t pqM M t 10 2
液压马达输出的实际转矩M为：
( N m)
pqM M M tm = m 106 2
( N m)
§4.2
高速小扭矩马达
与液压泵相同，液压马达也是利用密封容积变化而工作
的；与液压泵相反的是，密封容积变大时高压油液（液压能）
第4章
液压马达
执行元件 ：将液压能重新转换成机械能的动力装置 。
根据执行元件能量转换的方式或输出机械能形式，又可分为 两类三种：液压马达、摆动液压马达和液压缸。 • 液压马达作连续回转运动，输出转矩和转速； • 液压缸作往复直线运动，输出力和速度；
• 摆动液压马达作往复摆动（回转或摆角小于360°），输
•压力差：即液压马达输入（入口）与输出（出口）压力之差。
2、排量和流量
• 排量：马达轴转一周，由其密封容积几何尺寸变化计算而 得到的液体体积。
• 实际流量：马达入口处的流量。
• 理论流量：马达密封容积变化所需要的流量。
• 额定流量: 在额定转速和额定压力下输入到马达的流量。 由于有泄漏损失，输入马达的实际流量必须大于它的理 论流量。 马达的实际流量（即进口流量）－泄漏流量＝马达 的理论流量。
液压马达输入功率Ni 为：
pQ Ni 60 106
(kw)
液压马达输出功率N0为：
N0 2 nM
N 0 2 nM Vm 液压马达的总效率为： Ni pQ
4. 转矩和转速
液压马达的实际输入流量为Q时，马达的转速为：
Qt Q Q Q nM v qM qM qM
缸体
配油轴 柱塞 压油口 回油口
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• 排量公式 • V =（πd 2/4）HXYZ H-为柱塞行程； X-为作用次数； Y-为柱塞排数； Z-为每排柱塞数 。 • 应用 • 转矩脉动小，径向力平衡，启动转矩大，能 在低速下稳定运转，普遍用于工程、建筑、起重 运输、煤矿、船舶、农业等机械中。
图4-1 液压马达图形符号 (a)单向定量马达；(b) 双向定量马达； (c) 单向变量马达；(d) 双向变量马达。
。
二.液压马达的主要性能压力：马达的实际工作压力即输入油液的压力。 • 额定压力：正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的 最高压力即额定压力，超过这个最高压力就叫做超载。
出转矩和角速度。
§4.1 液压马达的分类和主要性能参数计算
液压马达将液压泵提供的液压能转变成机械能的能量转
换装置。
液压马达习惯上是指输出旋转运动的液压执行元件。 从能量转换的观点来看，液压泵和液压马达是可逆的液 压元件。因为它们具有同样的基本结构要素——密闭而又可 以周期变化的容积和相应的配油机构。
• 结构原理 –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。
3. 效率和功率 容积效率：由于有泄漏损失，为了达到液压马达要求的转速， 实际输入的流量Q须大于理论流量Q t。容积效率为：
Qt Q Q Q v 1 Q Q Q
机械效率：由于有摩擦损失，液压马达的实际输出转矩T 一 定小于理论转矩T t。因此机械效率为 ：
T m Tt