液壓馬達(da)的特點、分(fen)類及工(gong)作(zuo)原理
一、液壓馬達的特點及分類
從能量轉換的觀點來看，液(ye)(ye)壓(ya)泵(beng)與液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達是可(ke)(ke)逆工(gong)作的液(ye)(ye)壓(ya)元件(jian)，向任何(he)一種液(ye)(ye)壓(ya)泵(beng)輸入工(gong)作液(ye)(ye)體，都可(ke)(ke)使其(qi)變(bian)成液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達工(gong)況;反(fan)之(zhi)，當液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)達的主軸由(you)外力(li)矩驅動(dong)旋轉時，也可(ke)(ke)變(bian)為液(ye)(ye)壓(ya)泵(beng)工(gong)況。因為它們具有同(tong)樣(yang)的基本結構(gou)要(yao)素(su)--密閉而(er)又(you)可(ke)(ke)以周期變(bian)化的容積(ji)和(he)相應的配油機構(gou)。
但是，由于液(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)和液(ye)壓(ya)(ya)(ya)泵(beng)的(de)(de)工作條件不同，對它(ta)們(men)的(de)(de)性能要(yao)(yao)(yao)(yao)求也不一樣，所(suo)以同類型的(de)(de)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)和液(ye)壓(ya)(ya)(ya)泵(beng)之間(jian)，仍存(cun)在(zai)(zai)許多差別(bie)。首先液(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)應能夠正、反轉，因(yin)而要(yao)(yao)(yao)(yao)求其內部結構對稱(cheng);液(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)的(de)(de)轉速(su)范(fan)圍需要(yao)(yao)(yao)(yao)足(zu)夠大，特別(bie)對它(ta)的(de)(de)最(zui)低(di)穩(wen)定轉速(su)有(you)一定的(de)(de)要(yao)(yao)(yao)(yao)求。因(yin)此，它(ta)通常都采用滾動軸承或(huo)靜壓(ya)(ya)(ya)滑動軸承;其次(ci)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)由于在(zai)(zai)輸入壓(ya)(ya)(ya)力(li)油(you)條件下工作，因(yin)而不必具備(bei)自(zi)吸能力(li)，但需要(yao)(yao)(yao)(yao)一定的(de)(de)初始密封性，才(cai)能提供必要(yao)(yao)(yao)(yao)的(de)(de)起動轉矩。由于存(cun)在(zai)(zai)著(zhu)這些差別(bie)，使得(de)液(ye)壓(ya)(ya)(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)和液(ye)壓(ya)(ya)(ya)泵(beng)在(zai)(zai)結構上比較相似，但不能可逆工作。
液壓馬達(da)按(an)其結梅類型來(lai)分(fen)可以分(fen)為式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、葉片式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、柱塞(sai)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和其它(ta)型(xing)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。按液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)馬(ma)達(da)(da)(da)(da)(da)(da)的(de)(de)(de)額(e)(e)定轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)分(fen)為(wei)高(gao)速(su)(su)(su)和低(di)(di)(di)速(su)(su)(su)兩大(da)類。額(e)(e)定轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)高(gao)于500r/min的(de)(de)(de)屬于高(gao)速(su)(su)(su)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)馬(ma)達(da)(da)(da)(da)(da)(da)，額(e)(e)定轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)低(di)(di)(di)于500r/min的(de)(de)(de)屬于低(di)(di)(di)速(su)(su)(su)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)馬(ma)達(da)(da)(da)(da)(da)(da)。高(gao)速(su)(su)(su)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)馬(ma)達(da)(da)(da)(da)(da)(da)的(de)(de)(de)基本型(xing)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)有齒輪(lun)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、螺桿(gan)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、葉片式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi) 和軸向(xiang)柱塞(sai)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)等。它(ta)們(men)的(de)(de)(de)主要特點(dian)是(shi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)較(jiao)高(gao)、轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動慣量(liang)小，便于啟動和制動，調節(調速(su)(su)(su)及換向(xiang))靈敏度高(gao)。通常(chang)(chang)高(gao)速(su)(su)(su)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)馬(ma)達(da)(da)(da)(da)(da)(da)輸出轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)不大(da)所(suo)以又(you)(you)稱為(wei)高(gao)速(su)(su)(su)小轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)馬(ma)達(da)(da)(da)(da)(da)(da)。低(di)(di)(di)速(su)(su)(su)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)馬(ma)達(da)(da)(da)(da)(da)(da)的(de)(de)(de)基本型(xing)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)是(shi)徑向(xiang)柱塞(sai)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，此外(wai)在軸向(xiang)柱塞(sai)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、葉片式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和齒輪(lun)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)中也有低(di)(di)(di)速(su)(su)(su)的(de)(de)(de)結構型(xing)式(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，低(di)(di)(di)速(su)(su)(su)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)馬(ma)達(da)(da)(da)(da)(da)(da)的(de)(de)(de)主要特點(dian)是(shi)排量(liang)大(da)、體積大(da)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)速(su)(su)(su)低(di)(di)(di)(有時可達(da)(da)(da)(da)(da)(da)每(mei)分(fen)鐘幾轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)甚至零(ling)點(dian)幾轉(zhuan)(zhuan)(zhuan))，因(yin)此可直(zhi)接與(yu)工(gong)作機(ji)構連接，不需要減速(su)(su)(su)裝置，使傳動機(ji)構大(da)為(wei)簡化(hua)，通常(chang)(chang)低(di)(di)(di)速(su)(su)(su)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)馬(ma)達(da)(da)(da)(da)(da)(da)輸出轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)較(jiao)大(da)，所(suo)以又(you)(you)稱為(wei)低(di)(di)(di)速(su)(su)(su)大(da)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)液(ye)(ye)(ye)壓(ya)(ya)馬(ma)達(da)(da)(da)(da)(da)(da)。
二、液(ye)壓(ya)馬(ma)達的(de)工作原理
1、葉片式液壓(ya)馬達
由于(yu)壓(ya)力油(you)(you)作用，受力不平衡使轉(zhuan)子(zi)產生轉(zhuan)矩。葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)式(shi)液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)(da)的輸(shu)出(chu)轉(zhuan)矩與液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)(da)的排量和(he)液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)(da)進出(chu)油(you)(you)口之間的壓(ya)力差有(you)關，其轉(zhuan)速由輸(shu)入液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)(da)的流量大小來決定。由于(yu)液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)(da)一(yi)般都(dou)要求能正反轉(zhuan)，所以葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)式(shi)液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)(da)的葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)要徑向放置。為(wei)了(le)使葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)根(gen)部始(shi)終通有(you)壓(ya)力油(you)(you)，在(zai)回(hui)、壓(ya)油(you)(you)腔通人葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)根(gen)部的通路上(shang)應(ying)設(she)置單(dan)向閥，為(wei)了(le)確保(bao)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)式(shi)液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)(da)在(zai)壓(ya)力油(you)(you)通人后能正常啟動，必須(xu)使葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)頂部和(he)定子(zi)內表面緊(jin)密接觸，以保(bao)證良好的密封，因此在(zai)葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)根(gen)部應(ying)設(she)置預緊(jin)彈簧。 葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)式(shi)液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)(da)體積小，轉(zhuan)動慣(guan)量小，動作靈(ling)敏(min)，可適(shi)用于(yu)換向頻率較高(gao)的場合，但(dan)泄漏量較大，低速工作時不穩定。因此葉(xie)(xie)片(pian)(pian)(pian)式(shi)液(ye)(ye)壓(ya)馬(ma)(ma)達(da)(da)(da)一(yi)般用于(yu)轉(zhuan)速高(gao)、轉(zhuan)矩小和(he)動作要求靈(ling)敏(min)的場合。
2、徑向(xiang)柱塞式液壓馬(ma)達(da)
徑(jing)向(xiang)柱(zhu)塞(sai)式液(ye)壓(ya)(ya)馬達工作(zuo)(zuo)原理(li)，當(dang)壓(ya)(ya)力(li)油經固定的(de)配油軸(zhou)4的(de)窗口(kou)進入缸(gang)(gang)體內柱(zhu)塞(sai)的(de)底(di)部(bu)時(shi)(shi)，柱(zhu)塞(sai)向(xiang)外伸(shen)出，緊緊頂住定子(zi)的(de)內壁，由于定子(zi)與(yu)缸(gang)(gang)體存在(zai)一偏(pian)心距。在(zai)柱(zhu)塞(sai)與(yu)定子(zi)接(jie)(jie)觸處，定子(zi)對(dui)柱(zhu)塞(sai)的(de)反(fan)作(zuo)(zuo)用力(li)為 。力(li)可分解為 和 兩個分力(li)。當(dang)作(zuo)(zuo)用在(zai)柱(zhu)塞(sai)底(di)部(bu)的(de)油液(ye)壓(ya)(ya)力(li)為p，柱(zhu)塞(sai)直(zhi)徑(jing)為d，力(li)和之間的(de)夾角為 X時(shi)(shi)，力(li)對(dui)缸(gang)(gang)體產生一轉矩，使缸(gang)(gang)體旋(xuan)轉。缸(gang)(gang)體再通過(guo)端(duan)面連(lian)接(jie)(jie)的(de)傳動軸(zhou)向(xiang)外輸出轉矩和轉速。
以上分析的(de)(de)一個柱塞產生(sheng)轉(zhuan)矩的(de)(de)情況(kuang)，由于在壓油區作用(yong)有好幾個柱塞，在這些(xie)柱塞上所產生(sheng)的(de)(de)轉(zhuan)矩都(dou)使缸(gang)體(ti)旋轉(zhuan)，并輸(shu)出(chu)轉(zhuan)矩。徑向柱塞液壓馬達多用(yong)于低(di)速大轉(zhuan)矩的(de)(de)情況(kuang)下。
3、軸(zhou)向柱(zhu)塞馬(ma)達
軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)柱塞(sai)(sai)泵除閥式配(pei)流外，其它(ta)形式原則上都可以作(zuo)為(wei)(wei)液(ye)(ye)壓馬(ma)(ma)(ma)達(da)(da)(da)用，即軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)柱塞(sai)(sai)泵和(he)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)柱塞(sai)(sai)馬(ma)(ma)(ma)達(da)(da)(da)是可逆的(de)。軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)柱塞(sai)(sai)馬(ma)(ma)(ma)達(da)(da)(da)的(de)工作(zuo)原理為(wei)(wei)，配(pei)油盤(pan)(pan)(pan)和(he)斜盤(pan)(pan)(pan)固定不動(dong)，馬(ma)(ma)(ma)達(da)(da)(da)軸(zhou)與缸體相連接(jie)一起(qi)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)。當壓力油經配(pei)油盤(pan)(pan)(pan)的(de)窗口進入缸體的(de)柱塞(sai)(sai)孔時(shi)(shi)，柱塞(sai)(sai)在(zai)壓力油作(zuo)用下(xia)外伸(shen)，緊(jin)貼斜盤(pan)(pan)(pan)斜盤(pan)(pan)(pan)對柱塞(sai)(sai)產生一個法(fa)向(xiang)(xiang)(xiang)反力p，此力可分解為(wei)(wei)軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)分力及和(he)垂直分力Q。Q與柱塞(sai)(sai)上液(ye)(ye)壓力相平(ping)衡，而Q則使柱塞(sai)(sai)對缸體中心產生一個轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩，帶動(dong)馬(ma)(ma)(ma)達(da)(da)(da)軸(zhou)逆時(shi)(shi)針方向(xiang)(xiang)(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)。軸(zhou)向(xiang)(xiang)(xiang)柱塞(sai)(sai)馬(ma)(ma)(ma)達(da)(da)(da)產生的(de)瞬(shun)時(shi)(shi)總轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩是脈動(dong)的(de)。若改變(bian)馬(ma)(ma)(ma)達(da)(da)(da)壓力油輸入方向(xiang)(xiang)(xiang)，則馬(ma)(ma)(ma)達(da)(da)(da)軸(zhou)按順時(shi)(shi)針方向(xiang)(xiang)(xiang)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)。斜盤(pan)(pan)(pan)傾(qing)角(jiao)a的(de)改變(bian)、即排量的(de)變(bian)化(hua)，不僅影響馬(ma)(ma)(ma)達(da)(da)(da)的(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩，而且(qie)影響它(ta)的(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速和(he)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)。斜盤(pan)(pan)(pan)傾(qing)角(jiao)越(yue)(yue)大(da)，產生轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩越(yue)(yue)大(da)，轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速越(yue)(yue)低。
4、齒輪(lun)液壓馬達
齒輪馬達在結構上為了適應正反(fan)轉(zhuan)要求，進出油口相等、具有(you)對稱(cheng)性(xing)、有(you)單獨外(wai)泄(xie)油口將軸(zhou)承部分的泄(xie)漏油引出殼體外(wai);為了減少啟動(dong)摩擦(ca)力(li)矩，采(cai)用滾動(dong)軸(zhou)承;為了減少轉(zhuan)矩脈(mo)動(dong)齒輪液(ye)壓馬達的齒數比泵的齒數要多。
齒輪(lun)液(ye)壓(ya)馬達由(you)干密封性(xing)差，容(rong)租效(xiao)率較低，輸入油(you)壓(ya)力不(bu)能(neng)過高，不(bu)能(neng)產生(sheng)較大轉矩。并且瞬間(jian)轉速和轉矩隨著嚙合點的(de)位置變化而變化，因此齒輪(lun)液(ye)壓(ya)馬達僅適(shi)合于高速小轉矩的(de)場合。一(yi)般用(yong)干工(gong)程機械(xie)、農業機械(xie)以及(ji)對(dui)轉矩均勻性(xing)要求不(bu)高的(de)機械(xie)設備(bei)上。
