第4章--液压执行元件.ppt

4.2液压马达4.2.1液压马达的基本工作原理液压马达和液压泵从工作原理上来说，都是通过密封工作腔的容积变化来实现能量转换的，只不过液压马达的密封工作腔容积由小变大时输入的是压力油，密封工作腔容积由大变小时排出的是低压油。液压马达在输入的压力油作用下，直接或间接对转动部件施加压力并产生扭矩，以克服负载实现转动；同时液压马达的回液腔向油箱（开式系统）或泵的吸液口（闭式系统）回液，并降低压力。不同结构类型的液压马达，其主要的差别是扭矩产生的方式不一样。从原理上来说，除阀式配流的液压泵外（具有单向性），其他形式的液压泵和液压马达可以互相通用。只是实际上由于各自的工作要求不一样，为了更好地发挥其相应的工作性能，同形式的液压马达和液压泵在结构上往往又存在某些差别，因此除少数液压泵可当作液压马达使用外，一般情况下液压马达和液压泵不能直接互换。?4.2.2液压马达的主要性能参数对于液压马达来说，其主要的性能参数是转矩、转速、排量和效率等。这些参数与液压泵所描述的含义相同。1．液压马达的容积效率和转速和液压泵一样，液压马达也存在泄漏，因此，马达的实际输入流量qM总是大于根据马达结构参数计算出来的理论流量qtM，故液压马达的容积效率为（4-17）由于qtM=V·n（其中V排量，n为转速），代入（4-17）则可得液压马达的转速公式为（4-18）式中，qM——液压马达输入流量（L/min）；V——液压马达排量（L/r）；N——液压马达转速（r/min）。由上式可知，当容积效率一定时，液压马达的转速只取决于输入流量和排量的比值，或者说在一定排量下，输入流量越大，则转速越高。衡量液压马达转速性能的另一个重要指标是最低稳定转速，它是指液压马达在额定负载下不出现爬行（抖动或时转时停）现象的最低转速。液压马达的结构形式不同，最低稳定转速也不同，一般是越小越好，这样能扩大马达的变速范围。2．液压马达的机械效率和转矩液压马达工作输出的转矩称为实际输出转矩TM，由于存在机械摩擦损失，液压马达的实际输出转矩TM必然小于理论转矩TtM，故液压马达的机械效率为（4-19）马达的理论功率ptM（忽略能量损失时马达输出的机械功率等于输入的液压功率）表达式为（4-20）因而有（4-21）式中，△p——液压马达进、出口压差，一般情况下可用其进口油压代替（Pa）。将式（4-21）代入式（4-19），可得液压马达的输出转矩公式为3．液压马达的总效率马达的输入功率为PiM=△pqM，输出功率为，马达的总效率为输出功率与输入功率的比值，即（4-23）由式（4-23）可见，液压马达的总效率与液压泵的总效率一样，等于机械效率与容积效率的乘积。不过，液压马达的机械效率直接影响的是马达的启动性能，如果机械效率低，则启动转矩小；而其容积效率直接影响的是制动性能，如果容积效率低，即泄漏大，则马达的制动性能就差。另外液压马达的作用是驱动各种工作机构，因此其最重要的性能能数是输出转矩和转速。从式（4-18）和式（4-22）可以看出，对于定量马达，排量V为定值，在输入流量qM和△p不变的情况下，输出转矩和转速皆不可变；对于变量马达，排量V的大小可以调节，因而其输出转速和转矩也是可以改变的，在输入流量qM和△p不变的情况下，若使V增大，则转速减小，转矩增大。?4.2.3常用液压马达?液压马达和液压泵在结构形式上的分类完全一样，都有齿轮式、叶片式、柱塞式、螺杆式等类型。按照工作特性，液压马达可分为两大类：额定转速在500r/min以上的高速液压马达和额定转速低于500r/min的低速液压马达。高速液压马达的基本形式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高，转动惯量小，便于启动和制动，调节（调节和换向）灵敏度高。通常高速液压马达的输出扭矩不大，仅几十牛·米到几百牛·米，所以又称为高速小扭矩液压马达。低速液压马达的基本形式是径向柱塞式，它又可分为多作用内曲线式、单作用曲轴连杆式和静压平衡式等。低速液压马达的主要特点是排量大、体积大、转速低，有的可低到每分钟几转甚至不到一转。因此，低速液压马达可以直接与工作机构连接，不需要减速装置，通常其输出扭矩较大，可达几千牛·米到几万牛·米，所以又称为低速大扭矩液压马达。1．高速小扭矩液压马达（2）叶片马达叶片马达也分为单作用和双作用两种，图4-15所示为