液压与气压传动 课件 4.1 液压马达

第4章

液压马达与液压缸液压与气压传动液压马达：回转运动，输出回转转矩和转速液压缸：直线运动，输出推力和直线运动速度液压缸液压马达目的任务

了解液压传动中各种执行元件的结构形式、工作原理掌握执行元件的特点和工作参数计算方法重点难点

液压马达的输出参数计算单杆活塞液压缸的结构、工作形式和工作参数计算

4.1液压马达

本节内容4.1.1液压马达概述4.1.2高速液压马达4.1.3低速液压马达4.1.4液压马达的应用实例

液压泵和液压马达都是液压传动系统中的能量转换元件

液压泵

机械能

压力能，是液压系统的动力源

液压马达

压力能

机械能，是液压系统的执行元件液压输出J液压马达液压泵机械输入液压输入机械输出4.1.1液压马达概述1.液压马达的特点及分类（1）液压马达的特点液压输出J液压马达液压泵机械输入液压输入机械输出液压马达与液压泵在工作原理上有可逆性，但因用途不同在结构上有些差别。1）液压马达工作中需要正反转，在结构上应具有对称性，并具有单独的泄油口。2）液压泵由原动机驱动，而液压马达由具有一定压力的液压油驱动，因此要求时刻保证进油腔和排油腔可靠隔离。3）液压马达不能仅靠切断进出油口实现制动，需依靠机械制动装置的辅助实现可靠制动。4）液压马达必须有较大的起动扭矩，要求保证初始密封性。如：叶片马达必须在叶片根部装上弹簧，以保证叶片始终贴紧定子内表面，以便马达能正常起动。5）液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达没有这一要求。（2）液压马达的分类ns＞500r/min

ns<500r/min

2.液压马达的主要性能参数1）工作压力p

：液压马达输入油液的实际压力。大小取决于液压马达负载，液压马达进、出口压力的差值称为液压马达的压差Δp。2）额定压力ps：按试验标准，能使马达连续正常运转的最高压力。（2）流量与容积效率

1）实际流量qm

：

马达入口处流量为马达的实际流量。

2）理论流量

qmt

：

不计泄漏时，达到要求转速所需的进口流量。

qm＝qmt＋Δq

Δq为泄漏量

3）容积效率

ηmv＝qmt

/qm

＝1-Δq/qm（1）工作压力和额定压力（3）液压马达的排量与转速

1）排量V：为ηmv等于1时，输出轴旋转一周所需油液体积。

2）转速：液压马达的转速取决于供液的流量和液压马达本身的排量。爬行现象：当液压马达工作转速过低时，往往保持不了均匀的速度，进入时动时停的不稳定状态3）最低稳定转速：指液压马达在额定负载下，不出现爬行现象的最低转速。4）最高使用转速：

受马达使用寿命和机械效率的限制

由能量守恒定律知

实际输出转矩机械效率5）液压马达的功率、转矩与机械效率液压马达输入液压功率液压马达输出机械功率总效率3.液压马达图形符号

（a）单向定量马达（b）单向变量马达（c）双向定量马达（d）双向变量马达4.1.2高速液压马达

基本形式齿轮马达、叶片马达和柱塞马达等。特点结构和泵相同或相近，二者的零部件通用程度高。工作转速高，最高可达6000r/min转动惯量小，便于启动和制动，调节（调速和换向）灵敏度高。高速马达配置减速器，得到比低速大扭矩马达更好的低速稳定性，节省径向安装空间。1.叶片马达叶片马达的结构与工作原理初始状态：叶片伸出顶靠在定子内表面密闭容腔：叶片、转子、定子和两侧配流盘右端进油：顺时针旋转左端进油：逆时针旋转1-传动轴；2-燕式弹簧；3-配油盘；4-叶片；5-转子；6-后端盖；7-前端盖；8-轴承；9-密封；10-轴承

结构特点进出油口相等，有单独的泄油口；叶片径向放置，叶片底部设置有燕式弹簧；在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭阀保证叶片根部始终通高压油。1.叶片

2.销子

3.燕式弹簧叶片梭阀定子燕式弹簧

应用转动惯量小，反应灵敏，能适应较高频率的换向。但泄漏大，低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、机械性能要求不严格的场合。2.轴向柱塞马达工作原理

结构特点轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是互逆的。配流盘为对称结构。

应用

变量马达。改变斜盘倾角，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生的转矩越大，转速越低。变排量3.齿轮马达结构特点1.进出油口相等，有单独的泄油口2.为减少起动摩擦力矩，采用滚动轴承3.为减少转矩脉动，齿数较泵的齿数多

齿数z》14。应用由于密封性能差，容积效率较低，不能产生较大的转矩，且瞬时转速和转矩随啮合点而变化，因此仅用于高速小转矩的场合，如工程机械、农业机械及对转矩均匀性要求不高的设备。定排量p4.1.3低速液压马达特点：最低转速低，大约在5~10r/min输出扭矩大，可达几万牛顿米；径向尺寸大，转动惯量大。可以直接与工作机构直接联接，不需要减速装置，传动结构大为简化。低速大扭矩液压马达广泛用于起重、运输、建筑、矿山和船舶等机械上。低速液压马达的基本形式：径向柱塞式马达和摆线式马达等。1.摆线马达利用行星减速机构原理（即少齿差原理）的内啮合摆线齿轮液压马达配流轴式摆线马达结构组成1-配流轴2-辅助配流盘3-转定子副

摆线马达具有结构简单、体积小、质量轻、转矩大等优点。由于这种马达的单位质量功率比大、转速范围宽，使用可靠、低速稳定性较好、性价比高，在工程机械、农业机械等行业中有广泛的应用。2.多作用内曲线径向柱塞马达结构组成凸轮环（定子）横梁滚轮组缸体工作原理优点：输出转矩大，转速低，平稳性好。缺点：配油轴磨损后不能补偿，使效率下降。缸体压油口配油轴定子柱塞回油口上死点上死点下死点下死点abba4.1.4液压马达的应用实例1.盾构刀盘液压驱动系统驱动扭矩：5000kN·m~9000kN·m；转速：3~6r/min。实现刀盘正、反转要求，刀盘在规定的转速范围内可实现无级调速。因安装空间限制，不能直接采用低速大扭矩马达，故采用高速马达加减速器的方案，以实现减速增扭。系统采用多台大排量斜轴式轴向柱塞变量马达作为执行机构，经过减速机、大齿轮驱动刀盘旋转，满足刀盘低速和超大扭矩需求。目前采用的轴向柱塞马达最大排量达到500mL/r，额定压力35MPa。该马达可以无级设定最大、最小排量，X口外接控制油使马达在最大、最小排量之间切换。柱塞马达4.1.4液压马达的应用实例2.甘蔗收割机液压系统13个动作：甘蔗联合收割机液压系统要求实现行走、扶蔗、收割、压倒梳理、捡拾、剥叶、分叶、输出、切尾、切尾分叶、扶蔗升降、切尾升降和机架升降

。收割过程：装在收割机前端的扶蔗机构将倒伏的甘蔗扶起后，由切尾分叶装置