液压马达结构与原理

其中一枚伸出时另一枚正在缩回，这样扭
簧在马达运转过程中，是绕着安装在转子
上的销轴转动，摇臂受力恒定，因而提高
A1
A 了扭簧的工作寿命。
B1
叶片伸出靠扭簧的弹力
BG
16
压力建立之前，压力侧板是通过波 浪形弹簧垫圈压紧转子。压力建立后， 压力侧板内装梭阀将压力油导入A腔室 作用在压力侧板的后端，提供一个必要 的压紧力以克服转子的分离力。梭阀导 入的压力又同时通过B油道引到叶片底 部，保持叶片伸出。
液压马达
液压马达是将液压能转变为旋转机械能的一类执 行元件。
一、分类
定量马达
高速马达
液 压 马 达
变量马达
齿轮马达 螺杆马达 叶片马达 径向柱塞马达 轴向柱塞马达
叶片马达 径向柱塞马达 轴向柱塞马达
摆线马达
低速大扭矩马达
轴向柱塞马达
径向柱塞马达
BG
1
二、主要性能参数 ? 1、压力 1）工作压力 pm 马达入口工作介质的实际压力。 通常近似认为马达的工作压力就等于其工作压差。
? ? Pmo ? Tm m ? 2 nmTm
3）总效率 输出功率与输入功率之比
?m
?
Pmo P mi
? ? mv? mm
6
BG
6
三、结构与工作原理
1、外啮合齿轮马达 所有每个未啮合轮齿齿谷内 的压力相同，因此都不产生旋转 力矩。只有啮合点 m将相互啮合 的两个齿面分割为高低压作用区 ，作用于 b谷的不平衡力矩使右齿 轮逆时针旋转，而 a谷的不平衡力 矩使左侧齿轮顺时针旋转。
油口
动力芯 轴封
波浪弹簧垫
BG
压力侧板
13
2）工作原理 高压油从壳体油口进入后被内芯分成两路，通过 A和 A1腰形窗到达相邻叶片间的工作腔。
A1 A
BG
14
在对称的高压油窗范围内相邻叶片伸出长度不同，油 压作用力产生驱动力偶，驱动转子转动，通过花键传递给 输出轴使其转动。在排油窗范围内叶片逐渐缩回，相邻叶 片间容积逐步变小， 乏油通过腰形窗、 后盖油口排到油箱。 进出油口交换，则 转向相反。
壳体
斜盘(装在叉臂上由控制活
BG
塞控制倾角)
23
变量马达换向可以通过换向阀实现，也可以通过改变斜盘倾角方向实现。改变倾角换 向要通过零点，必须采取适当的措施防止超速、超压和（或）气穴现象发生。变量马达可 用于连续、间歇、或连续换向工作场合。
补偿器
控制活塞
进出油口
配流盘 转子
叉臂枢轴 壳体
BG
N
T
F
BG
T T
T
T T
21
配油窗
出油 口
斜盘式轴向柱塞马达工作原理图解
柱塞组件
斜盘
进油 口
输出轴
柱塞缸组件
BG
22
2）斜盘式变量轴向柱塞马达 工作原理与定量马达完全相同，不同的是通过控制活塞推动叉臂从而改变斜盘倾角， 达到改变排量的目的。
控制活塞 轴承
叉臂
叉臂弹簧
轴封 轴承
输出 轴
配流盘 转子组件
7
BG
7
驱动力矩大体上相当于一个齿面油压作用力产生的力 矩，可见外啮合齿轮马达仅适用于小扭矩场合。
m
b
a
BG
8
2、叶片式马达
9
BG
9
1）结构
定子环 压力侧板
叶片 转子
后盖 定子环
弹簧摇臂
轴承 密封 轴承
弹簧挡圈
键
BG
壳体
输出轴 10 10
伊顿M系列结构：动力芯由定子环、转子、 12个叶片 和6对弹簧摇臂组成。摇臂弹簧保持叶片伸出并顶在定子 环内壁上，叶片随转子转动在定子环压迫下在转子槽内往 复滑动。转子与输出轴花键连接，输出轴由两付轴承支承 。
11
BG
11
转子（动力芯）一端与压力侧板（配流盘）接触，另
一端与前壳体接触。压力侧板（配流盘）装在后盖内并通
过波浪形弹簧垫将其压紧在转子（动力芯）上。后盖与前
壳体各有一个进出油口。 轴封用以防止液压油漏 出和空气侵入。
油口
动力芯 轴封
波浪弹簧垫
BG
压力侧板
12
压力侧板有三个作用： 1）作为转子的密封端盖，防止内泄漏； 2）为端盖油口提供配油窗口； 3）始终将系统压力引导到叶片底部 。
BG
15
从下图可以看出，双作用叶片马达高压窗
口或低压窗口各呈180°，对转子作用的液压
双摇臂扭簧的两臂分别支撑着互成
力，相互抵消成液压平衡状态。
90°的两枚叶片，其作用是在马达启动之
前将叶片从叶片槽中推出顶在定子环内壁
上，否则叶片滑落在槽内，导致高低压窗
口串通，系统无法建立压力，马达也无法
B
启动。可以看出，互成90°的两枚叶片当
2）额定压力 pmn 马达在正常工作条件下，按实验标准规定连续运转的 最高压力。
2
BG
2
§3.4 液压马达
2、排量 Vm 马达轴每转一周，密封容腔几何尺寸变化所需要的液 体体积。
3、流量 1）理论流量 qmt 马达密封腔容积变化所需要的流量。
2）实际流量 qm 马达入口处的流量。 注：马达的实际流量 大于理论流量。
Tmt ?
pmVm
2?
实际输出转矩
Tm ? Tmt ? ? Tm 2）机械效率
Tm ? Tm ?t m m
?
pmVm
2?
?
mm
?
mm
?
Tm Tmt
? Tmt ? ? Tm Tmt
? 1 ? ? Tm Tmt
5
BG
5
6、功率和总效率 1）输入功率 马达入口压力和入口流量的乘积 Pm i? pmqm
2）输出功率 实际输出转矩与实际输出角速度的乘积
A
B
BG
17
3、轴向柱塞马达
BG
18
斜盘式轴向柱塞马达
进出油口
配流盘 转子组件
斜盘 轴封 轴承
输出轴
壳体
BG
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1）斜盘式定量轴向柱塞马达 结构
轴承
配流盘 转子组件
BG
斜盘
轴封 轴承
输出轴
壳体
20
工作原理 马达进油口的压力油进入所有高压油窗覆盖的柱塞缸内，压力油作用在柱塞底部的液
压力通过滑履对斜盘产生挤压力，而斜盘对滑履的反作用力N则是通过球铰中心沿斜盘的 法线方向, 如下图所示。反力N可分解为垂直于轴线的T和平行于轴线的F。分力F与柱塞底 部的液压力平衡，作用于柱塞球铰上的分力T与输出轴线不在一个平面内，而且与轴线距 离各不相同，因而对输出轴产生大小不同的力矩，这些力矩之和经过缸筒及花键的传递使 输出轴转动。 T经过排油窗的柱塞腔，其柱塞在斜盘的挤压下将乏油通过排油口排回油箱 或系统。
qm=qmt+? qm
3
BG
3
4、容积效率和转速
1）容积效率
马达的理论流量与实际流量之比
? mv
?
qmt qm
? qm ? ? qm ? 1 ? ? qm
qm
qm
2）理论输出转速 nmt、实际输出转速 nm
nmt
?
qm Vm
nm
?
qm Vm
?? mv
4பைடு நூலகம்
BG
4
5、转矩和机械效率 1）转矩 理论输出转矩