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  2. 【行業技術】液壓馬達的主要結構形式與原理

    2020-03-30 09:12:54 瀏覽次數:

     葉片式液壓馬達

    由于壓力油作用,受力不平衡使轉子產生轉矩。葉片式液壓馬達的輸出轉矩與液壓馬達的排量和液壓馬達進出油口之間的壓力差有關,其轉速由輸入液壓馬達的流量大小來決定。由于液壓馬達一般都要求能正反轉,所以葉片式液壓馬達的葉片要徑向放置。為了使葉片根部始終通有壓力油,在回、壓油腔通人葉片根部的通路上應設置單向閥,為了確保葉片式液壓馬達在壓力油通人后能正常啟動,必須使葉片頂部和定子內表面緊密接觸,以保證良好的密封,因此在葉片根部應設置預緊彈簧。葉片式液壓馬達體積小、轉動慣量小、動作靈敏、可適用于換向頻率較高的場合;但泄漏量較大、低速工作時不穩定。因此葉片式液壓馬達一般用于轉速高、轉矩小和動作要求靈敏的場合。

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    徑向柱塞式液壓馬達

    徑向柱塞式液壓馬達工作原理,當壓力油經固定的配油軸4的窗口進入缸體內柱塞的底部時,柱塞向外伸出,緊緊頂住定子的內壁,由于定子與缸體存在一偏心距。在柱塞與定子接觸處,定子對柱塞的反作用力為 。力可分解為和 兩個分力。當作用在柱塞底部的油液壓力為p,柱塞直徑為d,力和之間的夾角為X時,力對缸體產生一轉矩,使缸體旋轉。缸體再通過端面連接的傳動軸向外輸出轉矩和轉速。

    以上分析的一個柱塞產生轉矩的情況,由于在壓油區作用有好幾個柱塞,在這些柱塞上所產生的轉矩都使缸體旋轉,并輸出轉矩。徑向柱塞液壓馬達多用于低速大轉矩的情況下。

    1.單作用連桿型徑向柱塞馬達

    連桿馬達圖、軸配流液壓馬達圖、五角徑向馬達裝配動畫所示為單作用連桿型徑向柱塞馬達工作原理圖,其外型呈五角星狀。該馬達由殼體1、曲軸6、配流軸5、連桿3、柱塞2、和偏心輪4等零件組成。

    優點:結構簡單,工作可靠。

    缺點:體積大、重量大,轉扭脈動,低速穩定性較差。

    2.多作用內曲線柱塞馬達

    該馬達由配流軸1、缸體2、柱塞3、橫梁4、滾輪5、定子6和輸出軸7等組成。這種馬達的排量較單行程馬達增大了1倍。相當于有21個柱塞。由于當量柱塞數增加,在同樣工作壓力下,輸出扭矩相應增加,扭矩脈動率減小。有時這種馬達做成多排柱塞,柱塞數更多,輸出扭矩進一步增加,扭矩脈動率進一步減小。因此這種馬達可做成排量很大,并且可在很低轉速成下平穩運轉。由于馬達需要雙向旋轉,因此葉片槽呈徑向布置。

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    3.柱塞式高速液壓馬達

    柱塞式高速液壓馬達一般都是軸向式。

    軸向柱塞馬達

    軸向柱塞泵除閥式配流外,其它形式原則上都可以作為液壓馬達用,即軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達是可逆的。軸向柱塞馬達的工作原理為,配油盤和斜盤固定不動,馬達軸與缸體相連接一起旋轉。當壓力油經配油盤的窗口進入缸體的柱塞孔時,柱塞在壓力油作用下外伸,緊貼斜盤斜盤對柱塞產生一個法向反力p,此力可分解為軸向分力及和垂直分力Q。Q與柱塞上液壓力相平衡,而Q則使柱塞對缸體中心產生一個轉矩,帶動馬達軸逆時針方向旋轉。軸向柱塞馬達產生的瞬時總轉矩是脈動的。若改變馬達壓力油輸入方向,則馬達軸按順時針方向旋轉。斜盤傾角a的改變、即排量的變化,不僅影響馬達的轉矩,而且影響它的轉速和轉向。斜盤傾角越大,產生轉矩越大,轉速越低。

    齒輪液壓馬達

    齒輪馬達在結構上為了適應正反轉要求,進出油口相等、具有對稱性、有單獨外泄油口將軸承部分的泄漏油引出殼體外;為了減少啟動摩擦力矩,采用滾動軸承;為了減少轉矩脈動齒輪液壓馬達的齒數比泵的齒數要多。

    齒輪液壓馬達由干密封性差、容租效率較低、輸入油壓力不能過高、不能產生較大轉矩。并且瞬間轉速和轉矩隨著嚙合點的位置變化而變化,因此齒輪液壓馬達僅適合于高速小轉矩的場合。一般用于工程機械、農業機械以及對轉矩均勻性要求不高的機械設備上。

    高速液壓馬達

    額定轉速高于500r/min的馬達屬于高速馬達。高速馬達的基本形式有齒輪式、葉片式和軸向柱塞式。它們主要特點是轉速高,轉動慣量小,便于啟動、制動、調速和換向。

    低速液壓馬達

    轉速低于500r/min的液壓馬達屬于低速液壓馬達。它的基本形式是徑向柱塞式。低速液壓馬達的主要特點是:排量大,體積大,轉速低,可以直接與工作機構連接,不需要減速裝置,使傳動機構大大簡化,低速液壓馬達的輸出扭矩較大,可達幾千到幾萬Nm,因此又稱為低速大扭矩液壓馬達。

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