第四章 液压马达
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第4章液压马达的故障排除与维修4.1 液压马达的概述4.1.1 液压马达的作用和分类从能量转换的观点来看,液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件,向任何一种液压泵输入工作液体,都可使其变成液压马达工况;反之,当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时,也可变为液压泵工况。
因为它们具有同样的基本结构要素——密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。
但是,由于液压马达和液压泵的工作条件不同,对它们的性能要求也不一样,所以同类型的液压马达和液压泵之间,仍存在许多差别。
首先,液压马达应能够正、反转,因而要求其内部结构对称;液压马达的转速范围需要足够大,特别对它的最低稳定转速有一定的要求因此它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承;其次,液压马达由于在输入压力油条件下工作,因而不必具备自吸能力,但需要一定的初始密封性,才能提供必要的起动转矩。
由于存在着这些差别,使得液压马达和液压泵在结构上比较相似,但不能可逆工作。
液压马达按其结构来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式等几种。
按液压马达的额定转速分为高速和低速两大类。
额定转速高于500r/min的属于高速液压马达,额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。
高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。
它们的主要特点是转速较高、转动惯量小,便于启动和制动,调节(调速及换向)灵敏度高。
通常高速液压马达输出转矩不大,所以又称为高速小转矩液压马达。
低速液压马达的基本型式是径向柱塞式,此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式,低速液压马达的主要特点是排量大、体积大转速低(有时可达每分钟几转甚至零点几转),因此可直接与工作机构连接,不需要减速装置,使传动机构大为简化,通常低速液压马达输出转矩较大,所以又称为低速大转矩液压马达。
4.1.2 液压马达的性能参数1.液压马达的容积效率和转速在液压马达的各项性能参数中,压力、排量、流量等参数与液压泵同类参数有相似的含义,其原则差别在于:在泵中它们是输出参数,在马达中则是输入参数。
第四章、液压执行元件第一节液压马达一、液压马达的特点及分类液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置,从原理上讲,液压泵可以作液压马达用,液压马达也可作液压泵用。
但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似,但由于两者的工作情况不同,使得两者在结构上也有某些差异。
例如:1.液压马达一般需要正反转,所以在内部结构上应具有对称性,而液压泵一般是单方向旋转的,没有这一要求。
2.为了减小吸油阻力,减小径向力,一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。
而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力,所以没有上述要求。
3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作,因此,应采用液动轴承或静压轴承。
因为当马达速度很低时,若采用动压轴承,就不易形成润滑滑膜。
4.叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内表面,起封油作用,形成工作容积。
若将其当马达用,必须在液压马达的叶片根部装上弹簧,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,而液压马达就没有这一要求。
6.液压马达必须具有较大的起动扭矩。
所谓起动扭矩,就是马达由静止状态起动时,马达轴上所能输出的扭矩,该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩,所以,为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩,要求马达扭矩的脉动小,内部摩擦小。
由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点,使得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用。
液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类,额定转速高于500r/min的属于高速液压马达,额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。
高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。
它们的主要特点是转速较高、转动惯量小,便于启动和制动,调速和换向的灵敏度高。
通常高速液压马达的输出转矩不大(仅几十牛·米到几百牛·米),所以又称为高速小转矩液压马达。
高速液压马达的基本型式是径向柱塞式,例如单作用曲轴连杆式、液压平衡式和多作用内曲线式等。
第四章习题答案4-1、填空题1.液压马达和液压缸是液压系统的(执行)装置,作用是将(液压)能转换为(机械)能。
2.对于差动液压缸,若使其往返速度相等,则活塞面积应为活塞杆面积的(2倍)。
3.当工作行程较长时,采用(柱塞) 缸较合适。
4.排气装置应设在液压缸的(最高)位置。
5.在液压缸中,为了减少活塞在终端的冲击,应采取(缓冲)措施。
4-2、问答题1.如果要使机床工作往复运动速度相同,应采用什么类型的液压缸?答:双杆活塞缸2.用理论流量和实际流量(q t 和q )如何表示液压泵和液压马达的容积效率?用理论转距和实际转距(T t 和T)如何表示液压泵和液压马达的机械效率?请分别写出表达式。
液压泵的容积效率:t V q q =η 液压马达的容积效率:q q t v =η 液压泵的机械效率: T T t m =η 液压马达的机械效率:t m T T=η4-3、计算题1.已知某液压马达的排量V =250mL/r ,液压马达入口压力为p 1=10.5MPa ,出口压力p 2=1.0MPa ,其机械效率ηm =0.9,容积效率ηv =0.92,当输入流量q =22L/min 时,试求液压马达的实际转速n 和液压马达的输出转矩T 。
答案:81r/min ;340N ﹒m2.如图4-12所示,四种结构形式的液压缸,分别已知活塞(缸体)和活塞杆(柱塞)直径为D 、d ,如进入液压缸的流量为q ,压力为p ,试计算各缸产生的推力、速度大小并说明运动的方向。
答案:a )4)(22d D p F -⋅=π;4)(22d D qv -=π;缸体左移b )42d p F π⋅=;42d qv π=;缸体右移 c )42D p F π⋅=; 42D qv π=;缸体右移d )42d p F π⋅=;42d qv π=;缸体右移3.如图4-13所示,两个结构相同的液压缸串联,无杆腔的面积A 1=100×10-4 m 2,有杆腔的面积A 2=80×10-4 m 2,缸1的输入压力p 1=0.9 MPa ,输入流量q 1=12L/min ,不计泄漏和损失,求:1) 两缸承受相同负载时,该负载的数值及两缸的运动速度。