液壓馬達的特點、分類及工作原(yuan)理(li)
一、液壓馬達的特點及分類
從(cong)能量轉換(huan)的(de)觀點來看，液(ye)(ye)壓(ya)泵(beng)與液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達(da)是可(ke)(ke)逆工作的(de)液(ye)(ye)壓(ya)元(yuan)件(jian)，向任何一種液(ye)(ye)壓(ya)泵(beng)輸入工作液(ye)(ye)體(ti)，都可(ke)(ke)使其變成(cheng)液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達(da)工況(kuang);反之，當液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達(da)的(de)主(zhu)軸由外力(li)矩驅動旋轉時，也可(ke)(ke)變為液(ye)(ye)壓(ya)泵(beng)工況(kuang)。因為它們具有同樣的(de)基(ji)本(ben)結構要素--密(mi)閉而又可(ke)(ke)以周(zhou)期變化的(de)容積和相應(ying)的(de)配油機構。
但(dan)是，由(you)(you)于(yu)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達(da)和(he)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)泵(beng)(beng)的(de)(de)(de)工作(zuo)條件(jian)不同，對它們的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)要(yao)(yao)求(qiu)也不一(yi)樣，所以同類型的(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達(da)和(he)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)泵(beng)(beng)之間，仍存(cun)在(zai)許多(duo)差別。首(shou)先液(ye)(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達(da)應能(neng)夠正、反轉，因(yin)而要(yao)(yao)求(qiu)其內部結(jie)構對稱;液(ye)(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達(da)的(de)(de)(de)轉速(su)范圍需要(yao)(yao)足(zu)夠大，特(te)別對它的(de)(de)(de)最(zui)低穩定(ding)轉速(su)有一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)。因(yin)此(ci)，它通常(chang)都采用滾動軸承或靜壓(ya)滑(hua)動軸承;其次液(ye)(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達(da)由(you)(you)于(yu)在(zai)輸入壓(ya)力(li)油(you)條件(jian)下工作(zuo)，因(yin)而不必具(ju)備自吸能(neng)力(li)，但(dan)需要(yao)(yao)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)初始密封性(xing)，才能(neng)提供必要(yao)(yao)的(de)(de)(de)起動轉矩。由(you)(you)于(yu)存(cun)在(zai)著這些差別，使得(de)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達(da)和(he)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)泵(beng)(beng)在(zai)結(jie)構上比(bi)較相似，但(dan)不能(neng)可(ke)逆(ni)工作(zuo)。
液(ye)壓馬達(da)按其結梅類型來分可以分為式(shi)(shi)(shi)(shi)、葉(xie)(xie)片(pian)式(shi)(shi)(shi)(shi)、柱(zhu)塞式(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)其它(ta)型(xing)式(shi)(shi)(shi)(shi)。按液(ye)(ye)壓(ya)馬達(da)(da)(da)的(de)(de)額(e)定(ding)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su)(su)分(fen)為高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)(su)(su)(su)和(he)低(di)速(su)(su)(su)(su)(su)兩大(da)類。額(e)定(ding)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su)(su)高(gao)(gao)(gao)于500r/min的(de)(de)屬于高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)(su)(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)馬達(da)(da)(da)，額(e)定(ding)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su)(su)低(di)于500r/min的(de)(de)屬于低(di)速(su)(su)(su)(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)馬達(da)(da)(da)。高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)(su)(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)馬達(da)(da)(da)的(de)(de)基本型(xing)式(shi)(shi)(shi)(shi)有齒輪式(shi)(shi)(shi)(shi)、螺桿式(shi)(shi)(shi)(shi)、葉(xie)(xie)片(pian)式(shi)(shi)(shi)(shi) 和(he)軸向柱(zhu)塞式(shi)(shi)(shi)(shi)等。它(ta)們的(de)(de)主要(yao)特點是轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su)(su)較(jiao)高(gao)(gao)(gao)、轉(zhuan)(zhuan)動慣量(liang)小(xiao)，便于啟動和(he)制(zhi)動，調節(調速(su)(su)(su)(su)(su)及(ji)換向)靈敏度高(gao)(gao)(gao)。通(tong)常高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)(su)(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)馬達(da)(da)(da)輸出(chu)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)不(bu)(bu)大(da)所以又稱(cheng)為高(gao)(gao)(gao)速(su)(su)(su)(su)(su)小(xiao)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)液(ye)(ye)壓(ya)馬達(da)(da)(da)。低(di)速(su)(su)(su)(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)馬達(da)(da)(da)的(de)(de)基本型(xing)式(shi)(shi)(shi)(shi)是徑(jing)向柱(zhu)塞式(shi)(shi)(shi)(shi)，此(ci)外在(zai)軸向柱(zhu)塞式(shi)(shi)(shi)(shi)、葉(xie)(xie)片(pian)式(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)齒輪式(shi)(shi)(shi)(shi)中(zhong)也有低(di)速(su)(su)(su)(su)(su)的(de)(de)結構型(xing)式(shi)(shi)(shi)(shi)，低(di)速(su)(su)(su)(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)馬達(da)(da)(da)的(de)(de)主要(yao)特點是排量(liang)大(da)、體積大(da)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)(su)(su)低(di)(有時可達(da)(da)(da)每分(fen)鐘幾轉(zhuan)(zhuan)甚至零點幾轉(zhuan)(zhuan))，因此(ci)可直接與(yu)工作(zuo)機(ji)構連(lian)接，不(bu)(bu)需要(yao)減速(su)(su)(su)(su)(su)裝置，使(shi)傳動機(ji)構大(da)為簡化，通(tong)常低(di)速(su)(su)(su)(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)馬達(da)(da)(da)輸出(chu)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)較(jiao)大(da)，所以又稱(cheng)為低(di)速(su)(su)(su)(su)(su)大(da)轉(zhuan)(zhuan)矩(ju)液(ye)(ye)壓(ya)馬達(da)(da)(da)。
二、液壓馬達的工(gong)作原理
1、葉片式液壓馬達(da)
由(you)于壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)油(you)(you)(you)(you)作用(yong)，受(shou)力(li)(li)(li)不(bu)平衡(heng)使轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子產生轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)。葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)式(shi)(shi)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)達的(de)(de)(de)(de)(de)輸出轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)與液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)達的(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)量(liang)和(he)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)達進出油(you)(you)(you)(you)口之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)差(cha)有關，其轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)由(you)輸入液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)達的(de)(de)(de)(de)(de)流量(liang)大(da)小(xiao)來決(jue)定(ding)。由(you)于液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)達一般(ban)都(dou)要求(qiu)能正反轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)，所(suo)以葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)式(shi)(shi)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)達的(de)(de)(de)(de)(de)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)要徑向(xiang)放置。為了(le)(le)使葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)根部始終通(tong)有壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)油(you)(you)(you)(you)，在(zai)回、壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)油(you)(you)(you)(you)腔(qiang)通(tong)人葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)根部的(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)路上應設(she)置單(dan)向(xiang)閥，為了(le)(le)確保葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)式(shi)(shi)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)達在(zai)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力(li)(li)(li)油(you)(you)(you)(you)通(tong)人后能正常啟動(dong)，必須(xu)使葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)頂部和(he)定(ding)子內表面緊密接觸，以保證(zheng)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)密封(feng)，因此在(zai)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)根部應設(she)置預緊彈簧。 葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)式(shi)(shi)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)達體積小(xiao)，轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)慣量(liang)小(xiao)，動(dong)作靈(ling)敏，可適用(yong)于換向(xiang)頻率較高的(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)合(he)，但泄漏(lou)量(liang)較大(da)，低(di)速(su)工作時不(bu)穩定(ding)。因此葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)(pian)式(shi)(shi)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)達一般(ban)用(yong)于轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)高、轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)小(xiao)和(he)動(dong)作要求(qiu)靈(ling)敏的(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)合(he)。
2、徑向柱塞(sai)式液壓馬達(da)
徑(jing)向柱(zhu)(zhu)塞式液壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)達工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)，當(dang)壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)油(you)經(jing)固(gu)定的配油(you)軸(zhou)4的窗口進入缸(gang)體內柱(zhu)(zhu)塞的底部時，柱(zhu)(zhu)塞向外(wai)伸(shen)出(chu)，緊緊頂住定子(zi)的內壁，由于定子(zi)與缸(gang)體存在一(yi)偏(pian)心距。在柱(zhu)(zhu)塞與定子(zi)接(jie)觸處，定子(zi)對柱(zhu)(zhu)塞的反(fan)作(zuo)用力(li)(li)為(wei) 。力(li)(li)可分(fen)解為(wei) 和(he) 兩個分(fen)力(li)(li)。當(dang)作(zuo)用在柱(zhu)(zhu)塞底部的油(you)液壓(ya)(ya)(ya)力(li)(li)為(wei)p，柱(zhu)(zhu)塞直徑(jing)為(wei)d，力(li)(li)和(he)之間的夾角為(wei) X時，力(li)(li)對缸(gang)體產生一(yi)轉矩(ju)，使缸(gang)體旋轉。缸(gang)體再(zai)通過端(duan)面連接(jie)的傳動(dong)軸(zhou)向外(wai)輸(shu)出(chu)轉矩(ju)和(he)轉速。
以上分析的(de)一(yi)個柱(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)產(chan)生轉矩(ju)的(de)情(qing)況(kuang)，由(you)于(yu)在壓油區作用有(you)好幾個柱(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)，在這些(xie)柱(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)上所(suo)產(chan)生的(de)轉矩(ju)都使(shi)缸體旋轉，并輸出轉矩(ju)。徑向柱(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)液壓馬達多用于(yu)低速(su)大轉矩(ju)的(de)情(qing)況(kuang)下。
3、軸向(xiang)柱塞(sai)馬達
軸(zhou)向柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)泵除閥式配流外(wai)，其它形式原(yuan)則上(shang)都可以作為液壓(ya)馬達(da)(da)用(yong)，即軸(zhou)向柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)泵和(he)軸(zhou)向柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)馬達(da)(da)是可逆的(de)(de)。軸(zhou)向柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)馬達(da)(da)的(de)(de)工作原(yuan)理為，配油(you)盤(pan)(pan)(pan)和(he)斜(xie)盤(pan)(pan)(pan)固定不(bu)動，馬達(da)(da)軸(zhou)與缸(gang)體(ti)相連接(jie)一(yi)起旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。當壓(ya)力(li)(li)油(you)經配油(you)盤(pan)(pan)(pan)的(de)(de)窗口進入(ru)缸(gang)體(ti)的(de)(de)柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)孔時(shi)，柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)在壓(ya)力(li)(li)油(you)作用(yong)下外(wai)伸，緊貼斜(xie)盤(pan)(pan)(pan)斜(xie)盤(pan)(pan)(pan)對柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)產生(sheng)(sheng)一(yi)個(ge)法向反(fan)力(li)(li)p，此力(li)(li)可分解為軸(zhou)向分力(li)(li)及和(he)垂直分力(li)(li)Q。Q與柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)上(shang)液壓(ya)力(li)(li)相平(ping)衡，而Q則使柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)對缸(gang)體(ti)中心產生(sheng)(sheng)一(yi)個(ge)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)，帶動馬達(da)(da)軸(zhou)逆時(shi)針方(fang)向旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。軸(zhou)向柱(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)馬達(da)(da)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)瞬時(shi)總(zong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)是脈動的(de)(de)。若改變馬達(da)(da)壓(ya)力(li)(li)油(you)輸入(ru)方(fang)向，則馬達(da)(da)軸(zhou)按順(shun)時(shi)針方(fang)向旋轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。斜(xie)盤(pan)(pan)(pan)傾(qing)(qing)角(jiao)a的(de)(de)改變、即排(pai)量的(de)(de)變化，不(bu)僅影響馬達(da)(da)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)，而且(qie)影響它的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)和(he)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)向。斜(xie)盤(pan)(pan)(pan)傾(qing)(qing)角(jiao)越大，產生(sheng)(sheng)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)(ju)越大，轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)越低。
4、齒輪液壓(ya)馬達
齒輪(lun)馬(ma)達在結構上(shang)為(wei)(wei)了適應(ying)正反轉要(yao)求，進出(chu)油口相等、具有對稱性(xing)、有單獨外泄油口將軸(zhou)承部分的泄漏油引出(chu)殼體外;為(wei)(wei)了減少(shao)啟動摩(mo)擦力矩(ju)，采用滾動軸(zhou)承;為(wei)(wei)了減少(shao)轉矩(ju)脈動齒輪(lun)液壓馬(ma)達的齒數比泵的齒數要(yao)多。
齒輪液壓馬(ma)達(da)由干密(mi)封性(xing)差，容(rong)租效率較低(di)，輸入油壓力不能過(guo)高，不能產(chan)生較大轉(zhuan)矩(ju)。并(bing)且瞬間轉(zhuan)速和(he)轉(zhuan)矩(ju)隨著嚙合(he)點(dian)的(de)位置變(bian)化而(er)變(bian)化，因此齒輪液壓馬(ma)達(da)僅適合(he)于高速小轉(zhuan)矩(ju)的(de)場合(he)。一般用干工程機(ji)械、農業機(ji)械以及對轉(zhuan)矩(ju)均勻性(xing)要求(qiu)不高的(de)機(ji)械設備上(shang)。
