液壓馬達(da)的特點、分類(lei)及工作(zuo)原理
一、液壓馬達的特點及分類
從(cong)能量轉換的(de)(de)觀點來看，液壓(ya)泵(beng)(beng)(beng)與液壓(ya)馬達是可(ke)逆(ni)工作的(de)(de)液壓(ya)元件，向任何一種液壓(ya)泵(beng)(beng)(beng)輸入工作液體(ti)，都可(ke)使其變(bian)(bian)成液壓(ya)馬達工況(kuang)(kuang);反之，當(dang)液壓(ya)馬達的(de)(de)主軸(zhou)由外力矩驅動旋轉時(shi)，也(ye)可(ke)變(bian)(bian)為液壓(ya)泵(beng)(beng)(beng)工況(kuang)(kuang)。因(yin)為它們(men)具(ju)有(you)同(tong)樣的(de)(de)基本結構要(yao)素--密閉而又可(ke)以周期變(bian)(bian)化的(de)(de)容積和相應的(de)(de)配油機構。
但是，由(you)于(yu)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)達和液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)泵的(de)工(gong)作條件(jian)不同，對(dui)它們的(de)性能(neng)(neng)(neng)要求(qiu)(qiu)(qiu)也不一樣，所(suo)以同類型(xing)的(de)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)達和液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)泵之間，仍(reng)存在(zai)許多(duo)差別(bie)。首先液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)達應能(neng)(neng)(neng)夠正、反轉，因(yin)而(er)要求(qiu)(qiu)(qiu)其內部結(jie)構對(dui)稱;液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)達的(de)轉速范圍需要足夠大，特(te)別(bie)對(dui)它的(de)最(zui)低穩定(ding)轉速有一定(ding)的(de)要求(qiu)(qiu)(qiu)。因(yin)此，它通(tong)常都(dou)采用滾(gun)動軸承或靜壓(ya)(ya)(ya)滑動軸承;其次(ci)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)達由(you)于(yu)在(zai)輸入(ru)壓(ya)(ya)(ya)力(li)油(you)條件(jian)下工(gong)作，因(yin)而(er)不必(bi)具備自吸(xi)能(neng)(neng)(neng)力(li)，但需要一定(ding)的(de)初(chu)始密封(feng)性，才能(neng)(neng)(neng)提供必(bi)要的(de)起動轉矩。由(you)于(yu)存在(zai)著這些差別(bie)，使得液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)達和液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)泵在(zai)結(jie)構上比較相(xiang)似(si)，但不能(neng)(neng)(neng)可逆工(gong)作。
液壓馬達按其結(jie)梅類型(xing)來(lai)分(fen)可以分(fen)為式(shi)(shi)(shi)、葉(xie)片(pian)式(shi)(shi)(shi)、柱(zhu)塞(sai)式(shi)(shi)(shi)和(he)其它型式(shi)(shi)(shi)。按液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)的(de)額(e)定轉速(su)(su)分為(wei)高(gao)速(su)(su)和(he)低速(su)(su)兩大(da)類。額(e)定轉速(su)(su)高(gao)于(yu)(yu)(yu)500r/min的(de)屬于(yu)(yu)(yu)高(gao)速(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)，額(e)定轉速(su)(su)低于(yu)(yu)(yu)500r/min的(de)屬于(yu)(yu)(yu)低速(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)。高(gao)速(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)的(de)基本(ben)(ben)型式(shi)(shi)(shi)有(you)齒輪(lun)式(shi)(shi)(shi)、螺桿(gan)式(shi)(shi)(shi)、葉(xie)片(pian)式(shi)(shi)(shi) 和(he)軸(zhou)向柱(zhu)塞(sai)式(shi)(shi)(shi)等。它們的(de)主要(yao)特點(dian)(dian)是轉速(su)(su)較高(gao)、轉動慣量(liang)小，便(bian)于(yu)(yu)(yu)啟動和(he)制動，調節(jie)(調速(su)(su)及換向)靈敏度高(gao)。通(tong)常(chang)高(gao)速(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)輸出(chu)轉矩(ju)不大(da)所以又稱為(wei)高(gao)速(su)(su)小轉矩(ju)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)。低速(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)的(de)基本(ben)(ben)型式(shi)(shi)(shi)是徑向柱(zhu)塞(sai)式(shi)(shi)(shi)，此(ci)(ci)外(wai)在(zai)軸(zhou)向柱(zhu)塞(sai)式(shi)(shi)(shi)、葉(xie)片(pian)式(shi)(shi)(shi)和(he)齒輪(lun)式(shi)(shi)(shi)中也有(you)低速(su)(su)的(de)結構(gou)型式(shi)(shi)(shi)，低速(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)的(de)主要(yao)特點(dian)(dian)是排(pai)量(liang)大(da)、體積大(da)轉速(su)(su)低(有(you)時(shi)可達(da)每分鐘幾(ji)轉甚至零點(dian)(dian)幾(ji)轉)，因此(ci)(ci)可直(zhi)接與工作機構(gou)連接，不需要(yao)減速(su)(su)裝(zhuang)置(zhi)，使傳動機構(gou)大(da)為(wei)簡化，通(tong)常(chang)低速(su)(su)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)輸出(chu)轉矩(ju)較大(da)，所以又稱為(wei)低速(su)(su)大(da)轉矩(ju)液(ye)(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)。
二、液壓馬達(da)的工作原(yuan)理
1、葉片式(shi)液壓馬達
由于(yu)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力油(you)(you)作(zuo)(zuo)用(yong)，受力不平衡使轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)產生轉(zhuan)(zhuan)矩。葉(xie)片(pian)(pian)(pian)式(shi)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬達(da)的(de)(de)輸出(chu)轉(zhuan)(zhuan)矩與(yu)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬達(da)的(de)(de)排量(liang)(liang)和(he)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬達(da)進出(chu)油(you)(you)口之間的(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力差(cha)有關，其轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)由輸入液(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬達(da)的(de)(de)流量(liang)(liang)大(da)小(xiao)來(lai)決定。由于(yu)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬達(da)一般(ban)都要求能正(zheng)反(fan)轉(zhuan)(zhuan)，所以葉(xie)片(pian)(pian)(pian)式(shi)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬達(da)的(de)(de)葉(xie)片(pian)(pian)(pian)要徑向放置(zhi)。為了(le)使葉(xie)片(pian)(pian)(pian)根部(bu)始(shi)終(zhong)通(tong)有壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力油(you)(you)，在回(hui)、壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)油(you)(you)腔(qiang)通(tong)人葉(xie)片(pian)(pian)(pian)根部(bu)的(de)(de)通(tong)路(lu)上應設(she)置(zhi)單向閥，為了(le)確保葉(xie)片(pian)(pian)(pian)式(shi)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬達(da)在壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)力油(you)(you)通(tong)人后能正(zheng)常(chang)啟動，必須使葉(xie)片(pian)(pian)(pian)頂部(bu)和(he)定子(zi)(zi)內(nei)表面緊密接觸，以保證良(liang)好的(de)(de)密封，因(yin)此在葉(xie)片(pian)(pian)(pian)根部(bu)應設(she)置(zhi)預緊彈(dan)簧。 葉(xie)片(pian)(pian)(pian)式(shi)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬達(da)體積小(xiao)，轉(zhuan)(zhuan)動慣量(liang)(liang)小(xiao)，動作(zuo)(zuo)靈敏(min)，可適用(yong)于(yu)換向頻率較(jiao)高(gao)的(de)(de)場合，但泄漏量(liang)(liang)較(jiao)大(da)，低速(su)(su)工作(zuo)(zuo)時(shi)不穩定。因(yin)此葉(xie)片(pian)(pian)(pian)式(shi)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)馬達(da)一般(ban)用(yong)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)速(su)(su)高(gao)、轉(zhuan)(zhuan)矩小(xiao)和(he)動作(zuo)(zuo)要求靈敏(min)的(de)(de)場合。
2、徑向柱塞式液(ye)壓馬達
徑(jing)向(xiang)柱(zhu)塞(sai)(sai)(sai)(sai)式液壓馬(ma)達(da)工作原理，當壓力油經固定(ding)的(de)(de)配油軸4的(de)(de)窗口進(jin)入(ru)缸(gang)(gang)(gang)體內柱(zhu)塞(sai)(sai)(sai)(sai)的(de)(de)底部(bu)時(shi)，柱(zhu)塞(sai)(sai)(sai)(sai)向(xiang)外伸出(chu)，緊緊頂住(zhu)定(ding)子(zi)的(de)(de)內壁，由于定(ding)子(zi)與(yu)缸(gang)(gang)(gang)體存(cun)在一偏心距。在柱(zhu)塞(sai)(sai)(sai)(sai)與(yu)定(ding)子(zi)接觸處(chu)，定(ding)子(zi)對柱(zhu)塞(sai)(sai)(sai)(sai)的(de)(de)反(fan)作用力為(wei) 。力可分(fen)解(jie)為(wei) 和 兩個分(fen)力。當作用在柱(zhu)塞(sai)(sai)(sai)(sai)底部(bu)的(de)(de)油液壓力為(wei)p，柱(zhu)塞(sai)(sai)(sai)(sai)直徑(jing)為(wei)d，力和之間的(de)(de)夾角為(wei) X時(shi)，力對缸(gang)(gang)(gang)體產(chan)生一轉(zhuan)(zhuan)矩，使(shi)缸(gang)(gang)(gang)體旋轉(zhuan)(zhuan)。缸(gang)(gang)(gang)體再通過(guo)端(duan)面連接的(de)(de)傳動(dong)軸向(xiang)外輸(shu)出(chu)轉(zhuan)(zhuan)矩和轉(zhuan)(zhuan)速。
以上(shang)分析的(de)一(yi)個柱(zhu)塞(sai)(sai)產生轉矩的(de)情況(kuang)，由(you)于(yu)在壓油區(qu)作用(yong)有好(hao)幾個柱(zhu)塞(sai)(sai)，在這些柱(zhu)塞(sai)(sai)上(shang)所(suo)產生的(de)轉矩都使缸體(ti)旋(xuan)轉，并輸(shu)出轉矩。徑向柱(zhu)塞(sai)(sai)液壓馬達多用(yong)于(yu)低(di)速大(da)轉矩的(de)情況(kuang)下。
3、軸向柱塞馬達
軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)(sai)泵(beng)除閥式配流外，其它(ta)形式原則上(shang)都可(ke)以(yi)作(zuo)為液壓(ya)馬(ma)(ma)(ma)(ma)達(da)(da)用，即(ji)軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)(sai)泵(beng)和軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)(sai)馬(ma)(ma)(ma)(ma)達(da)(da)是可(ke)逆的(de)(de)。軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)(sai)馬(ma)(ma)(ma)(ma)達(da)(da)的(de)(de)工作(zuo)原理(li)為，配油(you)(you)盤(pan)(pan)和斜(xie)盤(pan)(pan)固定不(bu)動，馬(ma)(ma)(ma)(ma)達(da)(da)軸(zhou)(zhou)(zhou)與(yu)缸體(ti)相連接一起旋(xuan)轉(zhuan)。當壓(ya)力(li)(li)油(you)(you)經配油(you)(you)盤(pan)(pan)的(de)(de)窗口進入缸體(ti)的(de)(de)柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)(sai)孔時，柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)(sai)在(zai)壓(ya)力(li)(li)油(you)(you)作(zuo)用下外伸(shen)，緊貼斜(xie)盤(pan)(pan)斜(xie)盤(pan)(pan)對(dui)柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)(sai)產(chan)生一個法向(xiang)反(fan)力(li)(li)p，此力(li)(li)可(ke)分解為軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)分力(li)(li)及(ji)和垂(chui)直分力(li)(li)Q。Q與(yu)柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)(sai)上(shang)液壓(ya)力(li)(li)相平衡，而Q則使柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)(sai)對(dui)缸體(ti)中心產(chan)生一個轉(zhuan)矩(ju)(ju)，帶動馬(ma)(ma)(ma)(ma)達(da)(da)軸(zhou)(zhou)(zhou)逆時針(zhen)方(fang)向(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)。軸(zhou)(zhou)(zhou)向(xiang)柱(zhu)(zhu)(zhu)塞(sai)(sai)(sai)馬(ma)(ma)(ma)(ma)達(da)(da)產(chan)生的(de)(de)瞬時總轉(zhuan)矩(ju)(ju)是脈動的(de)(de)。若改變馬(ma)(ma)(ma)(ma)達(da)(da)壓(ya)力(li)(li)油(you)(you)輸入方(fang)向(xiang)，則馬(ma)(ma)(ma)(ma)達(da)(da)軸(zhou)(zhou)(zhou)按(an)順時針(zhen)方(fang)向(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)。斜(xie)盤(pan)(pan)傾角(jiao)a的(de)(de)改變、即(ji)排量的(de)(de)變化，不(bu)僅影響馬(ma)(ma)(ma)(ma)達(da)(da)的(de)(de)轉(zhuan)矩(ju)(ju)，而且(qie)影響它(ta)的(de)(de)轉(zhuan)速(su)和轉(zhuan)向(xiang)。斜(xie)盤(pan)(pan)傾角(jiao)越大(da)，產(chan)生轉(zhuan)矩(ju)(ju)越大(da)，轉(zhuan)速(su)越低。
4、齒輪液壓馬達
齒輪馬達(da)在結構上為了(le)(le)適應正反轉(zhuan)要(yao)求，進(jin)出油口相等、具有對稱性、有單獨外泄油口將軸承(cheng)部(bu)分(fen)的(de)泄漏油引出殼體外;為了(le)(le)減(jian)少(shao)啟動摩擦力(li)矩，采(cai)用滾動軸承(cheng);為了(le)(le)減(jian)少(shao)轉(zhuan)矩脈動齒輪液壓馬達(da)的(de)齒數(shu)比泵的(de)齒數(shu)要(yao)多。
齒(chi)輪液壓馬達由干密封性差(cha)，容租效率較(jiao)低，輸(shu)入油壓力不(bu)能(neng)過高，不(bu)能(neng)產(chan)生(sheng)較(jiao)大轉矩。并且瞬間轉速和(he)轉矩隨著嚙合(he)點的(de)位置變化(hua)而(er)變化(hua)，因此齒(chi)輪液壓馬達僅(jin)適合(he)于高速小(xiao)轉矩的(de)場合(he)。一(yi)般用干工(gong)程(cheng)機械(xie)、農業機械(xie)以及(ji)對轉矩均(jun)勻性要求不(bu)高的(de)機械(xie)設備上。
