液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)形式
液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)形式
葉片式
由于壓力油作用,受力不平衡使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。葉片式液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩與液壓馬達(dá)的排量和液壓馬達(dá)進(jìn)出油口之間的壓力差有關(guān),其轉(zhuǎn)速由輸入液壓馬達(dá)的流量大小來決定。由于液壓馬達(dá)一般都要求能正反轉(zhuǎn),所以葉片式液壓馬達(dá)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(yīng)設(shè)置單向閥,為了確保葉片式液壓馬達(dá)在壓力油通人后能正常啟動,必須使葉片頂部和定子內(nèi)表面緊密接觸,以保證良好的密封,因此在葉片根部應(yīng)設(shè)置預(yù)緊彈簧。葉片式液壓馬達(dá)體積小、轉(zhuǎn)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(shí)不穩(wěn)定。因此葉片式液壓馬達(dá)一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動作要求靈敏的場合。
徑向柱塞式
徑向柱塞式液壓馬達(dá)
工作原理,當(dāng)壓力油經(jīng)固定的配油軸4的窗口進(jìn)入缸體內(nèi)柱塞的底部時(shí),柱塞向外伸出,緊緊頂住定子的內(nèi)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(gè)分力。當(dāng)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(shí),力對缸體產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩,使缸體旋轉(zhuǎn)。缸體再通過端面連接的傳動軸向外輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。
以上分析的一個(gè)柱塞產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的情況,由于在壓油區(qū)作用有好幾個(gè)柱塞,在這些柱塞上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩都使缸體旋轉(zhuǎn),并輸出轉(zhuǎn)矩。徑向柱塞液壓馬達(dá)多用于低速大轉(zhuǎn)矩的情況下。
1.單作用連桿型徑向柱塞馬達(dá)
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠。
缺點(diǎn):體積大、重量大,轉(zhuǎn)扭脈動,低速穩(wěn)定性較差。
2.多作用內(nèi)曲線柱塞馬達(dá)
該馬達(dá)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(dá)的排量較單行程馬達(dá)增大了1倍。相當(dāng)于有21個(gè)柱塞。由于當(dāng)量柱塞數(shù)增加,在同樣工作壓力下,輸出扭矩相應(yīng)增加,扭矩脈動率減小。有時(shí)這種馬達(dá)做成多排柱塞,柱塞數(shù)更多,輸出扭矩進(jìn)一步增加,扭矩脈動率進(jìn)一步減小。因此這種馬達(dá)可做成排量很大,并且可在很低轉(zhuǎn)速成下平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于馬達(dá)需要雙向旋轉(zhuǎn),因此葉片槽呈徑向布置。
3.柱塞式高速液壓馬達(dá)
柱塞式高速液壓馬達(dá)一般都是軸向式。
軸向柱塞馬達(dá)
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(dá)用,即軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達(dá)是可逆的。軸向柱塞馬達(dá)的工作原理為,配油盤和斜盤固定不動,馬達(dá)軸與缸體相連接一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓力油經(jīng)配油盤的窗口進(jìn)入缸體的柱塞孔時(shí),柱塞在壓力油作用下外伸,緊貼斜盤,斜盤對柱塞產(chǎn)生一個(gè)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(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩,帶動馬達(dá)軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。軸向柱塞馬達(dá)產(chǎn)生的瞬時(shí)總轉(zhuǎn)矩是脈動的。若改變馬達(dá)壓力油輸入方向,則馬達(dá)軸按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。斜盤傾角a的改變、即排量的變化,不僅影響馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩,而且影響它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。斜盤傾角越大,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩越大,轉(zhuǎn)速越低。
齒輪馬達(dá)
齒輪馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上為了適應(yīng)正反轉(zhuǎn)要求,進(jìn)出油口相等、具有對稱性、有單獨(dú)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(zhuǎn)矩脈動,齒輪液壓馬達(dá)的齒數(shù)比泵的齒數(shù)要多。
齒輪液壓馬達(dá)由干密封性差、容租效率較低、輸入油壓力不能過高、不能產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)矩。并且瞬間轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩隨著嚙合點(diǎn)的位置變化而變化,因此齒輪液壓馬達(dá)僅適合于高速小轉(zhuǎn)矩的場合。一般用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及對轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的機(jī)械設(shè)備上。
高速馬達(dá)
額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的馬達(dá)屬于高速馬達(dá)。高速馬達(dá)的基本形式有齒輪式、葉片式和軸向柱塞式。它們主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高,轉(zhuǎn)動慣量小,便于啟動、制動、調(diào)速和換向。
低速馬達(dá)
轉(zhuǎn)速低于500r/min的液壓馬達(dá)屬于低速液壓馬達(dá)。它的基本形式是徑向柱塞式。低速液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)是:排量大,體積大,轉(zhuǎn)速低,可以直接與工作機(jī)構(gòu)連接,不需要減速裝置,使傳動機(jī)構(gòu)大大簡化,低速液壓馬達(dá)的輸出扭矩較大,可達(dá)幾千到幾萬Nm,因此又稱為低速大扭矩液壓馬達(dá)。
葉片馬達(dá)
葉片馬達(dá)與其他類型馬達(dá)相比較具有結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸較小、噪聲低、壽命長等優(yōu)點(diǎn),其慣性比柱塞馬達(dá)小、但抗污染能力比齒輪馬達(dá)差、且轉(zhuǎn)速不能太高、一般在200r/min 以下工作。葉片馬達(dá)由于泄漏較大,故負(fù)載變化或低速時(shí)不穩(wěn)定。
擺線馬達(dá)
19世紀(jì)50年代末期,zui初的低速大扭矩液壓馬達(dá)是由油泵的一個(gè)定轉(zhuǎn)子部件發(fā)展而來的,這個(gè)部件由一個(gè)內(nèi)齒圈和一個(gè)與之相配的齒輪或轉(zhuǎn)子組成。內(nèi)齒圈與殼體固定聯(lián)接在一起,從油口進(jìn)入的油推動轉(zhuǎn)子繞一個(gè)中心點(diǎn)公轉(zhuǎn)。這種緩慢旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子通過花鍵軸驅(qū)動輸出成為擺線液壓馬達(dá)。這種zui初的擺線馬達(dá)問世后,經(jīng)過幾十年演化,另一種概念的馬達(dá)也開始形成。這種馬達(dá)在內(nèi)置的齒圈中安裝了滾子。具有滾子的馬達(dá)能提供較高的啟動與運(yùn)行扭矩,滾子減少了摩擦,因而提高了效率,即使在很低的轉(zhuǎn)速下輸出軸也能產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出。通過改變輸入輸出流量的方向使馬達(dá)迅速換向,并在兩個(gè)方向產(chǎn)生等價(jià)值的扭矩。各系列的馬達(dá)都有各種排量的選者,以滿足各種速度和扭矩的要求。
維修
液壓馬達(dá)維修是指對液壓馬達(dá)、液壓元件、液壓設(shè)備以及液壓系統(tǒng)的故障診斷與維修。
液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)形式