液压马达

液压马达

―、液压马达的特点及分类

从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵 输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转 时，也可变为液压泵工况。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。

但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类 型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。首先液压马达应能够正、反转，因而要求其 内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。 因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；其次液压马达由于在输入压力油条件下工 作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。由于存 在着这些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作。

    液压马达按其结构类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其他型式。也可以按液 压马达的额定转速为高速和低速两大类。额定转速高于的属于高速液压马达， 额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。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，便于起动和制动，调节 (调速及换向〕灵敏度高。通常高速液压马达输出转矩不大（仅几十牛*米到几百牛*米） 所以又称为高速小转矩液压马达。低速液压马达的基本形式是径向柱塞式，此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构形式。低速液压马达的主要特点是排量大、体积大、 转速低〈有时可达每分钟几转甚至零点几转〉，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装 置，使传动机构大为简化。通常低速液压马达输出转矩较大（可达几千牛*米到几万牛*米〉，所以又称为低速大转矩液压马达。

二、液压马达的工作原理

常用的液压马达的结构与同类型的液压泵很相似。下面以叶片式和径向柱塞式液压马达 为例对其工作原理作简单介绍。

1.叶片式液压马达

    图3-1所示为叶片式液压马达工作原理图。当压力油通入压油腔后，在叶片1、3 (或 5、7)上，一面作用有压力油，另一面为低压油。由于叶片3伸出的面积大于叶片1伸出的 面积，因此作用于叶片3上的总液压力大于作用于叶片1上的总液压力，于是压力差使叶片 带动转子作逆时针方向旋转。作用于其他叶片如5、7上的液压力，其作用原理同上。叶片 2、6两面同时受压力油作用，受力平衡对转子不产生作用转矩。叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关，其转速由输入液压马达的流量大小来决定。

 由于液压马达一般都要求能正反转，所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。为了使叶 片根部始终通有压力油，在回、压油腔通入叶片根部的通路上应设置单向阀。为了确保叶片 式液压马达在压力油通入后能正常起动，必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触，以保证良 好的密封，因此在叶片根部应设置预紧弹簧。

叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合。但泄漏量较大，低速工作时不稳定。因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。

2.径向柱塞式液压马达

图3-2为径向柱塞式液压马达工作原理图。当压力油经固定的配油轴4的窗口进入缸体 3内柱塞1的底部时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子2的内壁。由于定子与缸体存在一偏心距e。在柱塞与定子接触处，定子对柱塞的反作用力为FN。力FN可分解为FF和FT两个分 力。当作用在柱塞底部的油液压力为p,柱塞 直径为d,力FF与FN之间的夹角为φ时，它 们分别为

力FT对缸体产生一转矩，使缸体旋转。缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。以上分析的一个柱塞产生转矩的情况。由于在压油区作用有好几个柱塞，在这些柱塞上所产生的转矩都使缸体旋转，并输出转矩。径向柱塞液压马达多用于低速大转矩的情况下。

三、液压马达的基本参数和基本性能 

1.液压马达的排量、排量与转矩的关系 

    液压马达在工作中输出的转矩大小是由负载转矩所决定的。但是，推动同样大小的负载，工作容腔大的马达的压力要低于工作容腔小的马达的压力，所以说工作容腔的大小是液压马达工作能力的重要标志。

液压马达工作容腔大小的表示方法和液压泵相同，也用排量V表示。液压马达的排量是个重要的参数。根据排量的大小，可以计算在给定压力下液压马达所能输出转矩的大小，也可以计算在给定的负载转矩下马达工作压力的大小。当液压马达进、出油口之间的压力差为Δp，输入液压马达的流量为q,液压马达输出的理论转矩为Tt角速度为ω，如果不计损 失，液压泵输出的液压功率应当全部转化为液压马达输出的机械功率，即

又因为ω=2πn,q=Vn,所以液压马达的理论转矩为