流體傳動與控制基礎（第3版）課件：液壓執(zhí)行元件2

流體傳動及控制基礎（

液壓執(zhí)行元件2）4.2

液壓馬達2液壓馬達的作用n

液壓馬達是作旋轉(zhuǎn)運動的執(zhí)行元件。液壓馬達把液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)轳R達軸上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速運動輸出，即把液流的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)轳R達軸上的轉(zhuǎn)矩輸出，把輸入液壓馬達的液流流量轉(zhuǎn)變?yōu)轳R達軸的轉(zhuǎn)速運動。液壓馬達4.2.1

液壓馬達的分類n

按角速度分類，液壓馬達有高速和低速兩類。n

額定轉(zhuǎn)速高于500r/min屬于高速液壓馬達，主要有齒輪馬達、葉片馬達和軸向柱塞馬達。n

額定轉(zhuǎn)速低于500r/min屬于低速液壓馬達。其基本形式是徑向柱塞式，主要有曲軸連桿馬達、內(nèi)曲線馬達和靜力平衡馬達。液壓馬達按排量是否可變分類n

按排量是否可變，可分為：n

定量馬達n

變量馬達54.2.2

液壓馬達的基本參數(shù)n

液壓馬達每轉(zhuǎn)一周所需輸入液體的理論體積，稱為排量。n

不計馬達泄漏，當給定馬達排量和輸入馬達的流量時，則馬達角速度為6馬達轉(zhuǎn)速、排量和流量的關系n

馬達的角速度與輸入流量成正比，與排量成反比。n

當輸入流量一定時，排量增大，則轉(zhuǎn)速降低；排量減小，則轉(zhuǎn)速增加。n

通過改變馬達排量可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。反之，當馬達排量不變時，調(diào)節(jié)輸入馬達的流量，可調(diào)節(jié)馬達的轉(zhuǎn)速。7液壓馬達理論輸出轉(zhuǎn)矩n

不計摩擦轉(zhuǎn)矩損失，則液壓馬達在額定壓力和理論排量下輸出的轉(zhuǎn)矩為馬達進、出口壓力差馬達的理論排量；。84.2.3

高速液壓馬達n

齒輪馬達n

葉片馬達齒輪馬達葉片馬達n

軸向柱塞馬達柱塞馬達9齒輪馬達n

齒輪馬達與齒輪泵結構上相似，分為n

外嚙合齒輪馬達n

內(nèi)嚙合齒輪馬達10外嚙合齒輪馬達工作原理排油進油齒輪馬達的特點n

結構簡單，抗污染能力強，價格低；但是，內(nèi)部零件磨損后，其軸向間隙增大，容積效率低，低速穩(wěn)定性較差。因此，一般作為高速小轉(zhuǎn)矩定量馬達應用于中、低壓的液壓系統(tǒng)中。后蓋軸承軸承驅(qū)動軸油孔葉片馬達基本工作原理工作腔壓力油輸出軸轉(zhuǎn)子13雙作用葉片馬達14雙作用葉片馬達工作原理15葉片的彈簧預壓力葉片伸出銷彈簧夾葉片縮回葉片底受彈簧力16葉片馬達剖視圖彈簧夾軸承壓力板密封圈軸承葉片轉(zhuǎn)子端蓋軸定子環(huán)殼體17葉片馬達的特點n

葉片馬達體積小、轉(zhuǎn)動慣量小，可高頻換向；但其內(nèi)泄漏大，低速穩(wěn)定性差。一般適用于高轉(zhuǎn)速、小轉(zhuǎn)矩以及要求高頻換向的工作場合。葉片進出油口尺寸對稱轉(zhuǎn)子18軸向柱塞液壓馬達分類n

軸向柱塞液壓馬達可分為n

斜盤式n

斜軸式斜盤式軸向柱塞馬達結構柱塞

缸體20斜盤式軸向柱塞馬達的工作原理排油進油21斜盤式軸向柱塞馬達的排量n

斜盤式馬達有定量型和變量型。變量馬達的排量與斜盤傾角有關，改變斜盤傾角，柱塞行程改變，排量隨之改變。斜盤傾角越大，馬達排量和對外輸出轉(zhuǎn)矩越大，而轉(zhuǎn)速則降低。通常，斜盤有最小傾角，以保持力矩和轉(zhuǎn)速在工作范圍內(nèi)。斜盤式軸向柱塞馬達的變量原理柱塞行程3

2

1進油4排油5

623幾種斜盤式軸向柱塞馬達24斜軸式柱塞馬達工作原理排油進油25斜軸式柱塞馬達變量原理柱塞行程排油進油斜軸式柱塞馬達剖視圖殼體泄漏油柱塞伸出柱塞縮回27兩種斜軸式柱塞馬達28軸向柱塞馬達的特點n

容積效率高，額定工作壓力高，其功率質(zhì)量之比大。n

可方便地改變馬達排量，實現(xiàn)馬達轉(zhuǎn)速的無級調(diào)速。其綜合性能指標優(yōu)于葉片馬達和齒輪馬達。n

軸向柱塞馬達低速穩(wěn)定性差，一般只作高速小轉(zhuǎn)矩馬達使用。231軸向柱塞馬達和減速器的傳動裝置減速機液壓馬達液壓馬達減速機軸向柱塞馬達驅(qū)動汽車起重機回轉(zhuǎn)機構液壓馬達+減速機卷揚驅(qū)動裝置n

高速液壓馬達

+減速機減速機行星減速機液壓馬達卷筒軸向柱塞馬達驅(qū)動水泥攪拌機液壓馬達+減速機33高速液壓馬達和液壓泵的區(qū)別n

軸向柱塞馬達、葉片馬達、齒輪馬達和同類型泵結構上相似，原理上講，這類泵可做馬達使用，馬達也可做泵使用。n

作為能量轉(zhuǎn)換元件，二者功能正相反，結構上有些差別。如馬達正、反轉(zhuǎn)特性一致，進、排油口大小一樣；而泵要求良好的吸油性能，吸油口比排油口大。因此，泵和馬達不能通用。液壓馬達液壓泵4.2.4

低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達n

低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達n

曲軸連桿式n

靜力平衡式n

內(nèi)曲線液壓馬達35曲軸連桿液壓馬達工作原理油液作用切向力曲法向力偏心距1234曲軸連桿式液壓馬達結構進油排油靜力平衡馬達工作原理n

排量單排和雙排柱塞液壓馬達39雙排柱塞靜力平衡式液壓馬達低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達特點n

軸每轉(zhuǎn)一周，每個柱塞缸進、排油各一次，是單作用低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達，結構簡單、價格相對其他低速馬達低；但轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩脈動大，低速穩(wěn)定性差。n

排量大、輸出轉(zhuǎn)矩大，低速運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并可直接與工作機構連接，傳動裝置緊湊。廣泛應用于起重運輸、工程機械、船舶和冶金礦山等工業(yè)領域。41低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達驅(qū)動絞盤液壓馬達低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達驅(qū)動行走機械液壓馬達

+減速機液壓馬達低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達在注塑機中應用液壓馬達4.2.5

液壓馬達的功率和效率n

液壓馬達的功率和效率n

液壓馬達的輸入功率n

液壓馬達的輸出功率n

液壓馬達的容積效率n

液壓馬達的機械效率n

液壓馬達的總效率45液壓馬達的輸入功率n

液壓馬達輸入液體的壓力能，其輸入功率(W)為進出壓力差；。實際輸入流量液壓馬達的輸出功率n

液壓馬達輸出的是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，其輸出功率(W)為實際輸出轉(zhuǎn)矩；輸出角速度。液壓馬達的泄漏和摩擦損失柱塞與缸體之間泄漏球頭鉸接摩擦缸體與配流盤之間泄漏柱塞滑動摩擦軸承轉(zhuǎn)動摩擦缸體轉(zhuǎn)動摩擦液壓馬達的容積效率n

馬達進油是高壓，而排油是低壓，必然存在通過馬達內(nèi)部間隙的泄漏，使實際輸入流量大于理論流量。理論輸入流量與實際輸入流量與之比，稱為液壓馬達的容積效率。馬達減速機液壓馬達的理論流量n

液壓馬達理論流量由排量、角速度或轉(zhuǎn)速決定角速度

；轉(zhuǎn)

速。液壓馬達的機械效率n

馬達內(nèi)部相對運動零件間有摩擦，必然產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩損失，使馬達實際輸出轉(zhuǎn)矩小于理論輸出轉(zhuǎn)矩。液壓馬達實際輸出轉(zhuǎn)矩與理論輸出轉(zhuǎn)矩之比，稱為液壓馬達的機械效率。51液壓馬達的總效率n

液壓馬達把液體的壓力能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動的機械能，其輸出機械功率與輸入液壓功率之比，稱為總效率?！景咐恳簤厚R達應用n

盾構機（采用多套高速液壓

+減速機驅(qū)動刀盤）盾構機是一種使用盾構法的隧道掘進機。掘進機在掘進的同時，鋪設隧道之“盾”（也就是支撐性管片）。盾構機可將地鐵暗挖功效提高8到10倍，施工過程對地面房屋、交通沒有影響?！景咐恳簤厚R達應用n