液压马达结构与原理

斜盘式轴向柱塞马达
进出油口
斜盘 轴封 轴承 输出轴
配流盘 转子组件 壳体
1）斜盘式定量轴向柱塞马达
结构
斜盘 轴封 轴承 轴承
输出轴
配流盘 壳体
转子组件
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。
mt mt
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 Pmi pm qm 2）输出功率 实际输出转矩与实际输出角速度的乘积 Pmo Tmm 2nmTm 3）总效率 输出功率与输入功率之比
Pmo m P mi
mvmm
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。
N
T
T
T
T
F T
T
斜盘式轴向柱塞马达工作原理图解
配油窗 柱塞组件
斜盘
出油 口
进油 口
输出轴
柱塞缸组件
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
叉臂
叉臂弹簧
轴封
轴承 轴承 输出 轴
配流盘
壳体 斜盘(装在叉臂上由控制活 塞控制倾角)
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§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。 qm=qmt+qm
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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 qmt qm qm qm mv 1 qm qm qm 2）理论输出转速nmt、实际输出转速nm
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。
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 压力，相互抵消成液压平衡状态。
双摇臂扭簧的两臂分别支撑着互成
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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
a
b
2、叶片式马达
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1）结构
弹簧摇臂 定子环 压力侧板 叶片 轴承 密封
轴承
弹簧挡圈 键
转子
后盖
定子环
壳体
输出轴
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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
转子组件
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。
控制活塞 补偿器
叉臂 叉臂弹簧 斜盘 轴封
进出油口 配流盘 转子 叉臂枢轴 壳体
轴承
轴
斜轴式柱塞马达结构 万向传动轴 柱塞缸 连杆 柱塞 带球窝盘 的输 出轴
复滑动。转子与输出轴花键连接，输出轴由两付轴承支承。
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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。 油口 轴封用以防止液压油漏 动力芯 出和空气侵入。 轴封
波浪弹簧垫
压力侧板
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。
油口 动力芯 轴封
波浪弹簧垫
压力侧板
2）Fra Baidu bibliotek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
在对称的高压油窗范围内相邻叶片伸出长度不同，油
油口通过环形油道
工作 行程 T N
柱塞 回程
D，配油轴上的轴向
孔按马达的工作相 位角给柱塞工作腔 E配油。
进油
F
回油
此类马达的低速 大扭矩特性使其可 以直接应用于车轮 驱动、大型门式起 重机或绞车滚筒驱 动。
结构
1.壳体；2.输出轴；3.缸盖；4.配油阀室；5.轴承；6.缸筒；7.柱塞； 8.配油控制组件。
工作原理 A、B为马达进出油口。 缸筒工作腔E进油或排油是 在配油组件控制下通过油道 D完成的。缸筒及活塞两端 分别支承在偏心轴和缸盖的 球面上。这样活塞与缸筒之 间的相对滑动就不存在侧向 力，且活塞与缸筒之间也不 存在液压载荷，因此摩擦最 小，而效率最高。工作腔的 压力油柱直接作用在偏心轴 上，5缸中2或3个缸按顺序 分别与进油或排油口接通。
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 启动。可以看出，互成90°的两枚叶片当 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
qm nmt Vm
qm nm mv Vm
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5、转矩和机械效率 1）转矩 理论输出转矩
pmVm Tmt 2 实际输出转矩
Tm Tmt Tm 2）机械效率
mm
Tm Tmtmm
pmVm mm 2
Tm Tmt Tm Tm 1 Tmt T T
通低压窗 的缸底油 口
低压油 窗
高压油 窗
工作原理
排油窗覆盖的柱塞在球窝盘 万向轴 压迫下沿箭头方向回缩将乏 油排出 轴颈(装轴承) 输出轴端
排油窗 球窝盘 压油窗口覆盖的柱塞在液压 力作用下推球窝盘对转轴产 生驱动力矩并沿箭头方向逐 渐伸出，通过万向轴驱动缸 体随之转动。
柱塞缸 组件 进油压力作用在柱塞 底部
工作原理 A、B为马达进出油口。 缸筒工作腔E进油或排油是 在配油组件控制下通过油道 D完成的。缸筒及活塞两端 分别支承在偏心轴和缸盖的 球面上。这样活塞与缸筒之 间的相对滑动就不存在侧向 力，且活塞与缸筒之间也不 存在液压载荷，因此摩擦最 小，而效率最高。工作腔的 压力油柱直接作用在偏心轴 上，5缸中2或3个缸按顺序 分别与进油或排油口接通。
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 齿轮马达 螺杆马达 叶片马达 径向柱塞马达 轴向柱塞马达 高速马达 叶片马达 液 压 马 达 变量马达 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
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。 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。
进油窗
斜轴式变量轴向柱塞马达结构与工作原理
变量马达通过变量活 塞驱动销摆动缸体改 变排量 变量控制阀
限位螺钉
驱 动 销
变 量 活 塞
4、径向柱塞式低速大扭矩马达
1）内曲线多作用马达
力士乐MCR系列
1、2—前后壳体；3、4—转子活塞组件； 5—凸轮盘；
6—输出轴；7—配油轴；8—滚子；环向油道D;工作腔E。
• 谢谢
工作原理 A、B为马达进出油口。 缸筒工作腔E进油或排油是 在配油组件控制下通过油道 D完成的。缸筒及活塞两端 分别支承在偏心轴和缸盖的 球面上。这样活塞与缸筒之 间的相对滑动就不存在侧向 力，且活塞与缸筒之间也不 存在液压载荷，因此摩擦最 小，而效率最高。工作腔的 压力油柱直接作用在偏心轴 上，5缸中2或3个缸按顺序 分别与进油或排油口接通。
转子4与轴6花键连接，柱塞3径向布置在转子上并通过滚子8支撑在凸轮盘5上。马达还可 以做成多排结构。
进油压力推动柱塞滚轮抵靠内凸轮上，内凸轮对柱塞的
反力N通过滚轮中心，径向分量F与柱塞底部液压力平衡，
切向分量T推动转子旋转。注意到内曲线多作用马达柱塞
成对作功且对 称于转子中心，因
而形成力偶。A、B
B
A1
A
了扭簧的工作寿命。
B1
叶片伸出靠扭簧的弹力
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。 A
B
3、轴向柱塞马达