液压泵和液压马达.pptx

37-1 1 液压泵液压泵和和液压马达液压马达都是液压传动系统中的能量转换元件。都是液压传动系统中的能量转换元件。液压泵由原动机驱动，把输入的机械能转换成为油液的压力能，再以压力、流量的形式输入到系统中去，它是液压系统的动力源。液压马达则将输入的压力能转换成机械能，以扭矩和转速的形式输送到执行机构做功，是液压传动系统的执行元件。液压输出液压输出J液压马达液压马达液压泵液压泵机械输入机械输入液压输入液压输入机械输出机械输出第一节：液压泵和液压马达概述第一节：液压泵和液压马达概述第1页/共92页37-2 2 容积式液压泵，利用封闭容积改变大小，来输出压力容积式液压泵，利用封闭容积改变大小，来输出压力油。液压马达的工作原理与液压泵的相同。油。液压马达的工作原理与液压泵的相同。1.1.液压泵的工作原理第2页/共92页37-3 3构成容积泵必须具备以下基本条件：构成容积泵必须具备以下基本条件：(1)结构上能实现结构上能实现具有密封性能的可变工作容积。(2)工作腔能周而复始地增大和减小，当它增大时与吸油口相连，当它当它增大时与吸油口相连，当它减小时与排油口相通。减小时与排油口相通。(3)吸油口与排油口不能连通，即不，即不能同时开启。能同时开启。第3页/共92页37-4 4 从工作过程可以看出，在不考虑油液泄漏的情况下，液压泵在每一工作周期中吸入或排出的油液体积只取决于工作构件的几何尺寸，如柱塞泵的柱塞直径和工作行程。在不考虑油液泄漏等影响时，液压泵单位时间排出的油液体积与液压泵密封容积变化频率n成正比，也与 泵密封容积的变化量V成正比；在不考虑液体的压缩性和泄漏时，液压泵单位时间内排出的液体体积与工作压力无关。第4页/共92页37-5 5液压泵的职能符号下：液压马达的职能符号如下：(1)按结构分按结构分:柱塞泵、齿轮泵、叶片泵柱塞泵、齿轮泵、叶片泵(常用常用)三大类；三大类；(2)按排量是否可调分按排量是否可调分:定量泵、变量泵；定量泵、变量泵；(3)按排油方向分按排油方向分:单向泵、双向泵；单向泵、双向泵；(4)按压力级别分按压力级别分:低压、中压、中高压、超高压泵；低压、中压、中高压、超高压泵；单向定量马达单向定量马达单向变量马达单向变量马达双向定量马达双向定量马达双向变量马达双向变量马达单向定量泵单向定量泵单向变量泵单向变量泵双向定量泵双向定量泵双向变量泵双向变量泵2.2.液压泵分类液压泵分类第5页/共92页37-6 63.3.液压泵与液压马达的性能参数 液压泵(马达)的基本性能参数主要有压力、排量、流量、功率和效率。(1)工作压力和额定压力 工作压力：液压泵和液压马达的工作压力是指泵(马达)实际工作时的压力。对泵来说，工作压力是指它的输出油液压力；对马达来说，则是指它的输入压力。在实际工作中，泵的压力是由负载大小而决定的。额定压力：液压泵(液压马达)的额定压力是指泵(马达)在正常工作条件下，按试验标准规定连续运转的最高压力。超过此值就是过载。第6页/共92页37-7 7排量和流量 排量V：泵(马达)每转一圈，由其几何尺寸计算而得到的排出(或吸入)液体的体积(即在无泄漏的情况下，其每转一圈所能输出的液体体积)，简称排量(Lr)。理论流量qt：在不考虑泄漏情况下，泵(马达)在单位时间内排出(输入)的液体体积，称泵(马达)的理论流量(L/min)。qt Vn第7页/共92页37-8 8实际流量q：泵工作时实际排出的流量。它等于泵的理论流量qt减去泄漏流量(含压缩损失)ql，即 q=qtqLqL为容积流失，它与工作油液的粘度、泵的密封性及工作压力p等因素有关。(有什么样的关系？)对于马达，实际流量与理论流量的关系为 q=qt+qL额定流量qn：在额定转速和额定压力下泵输出(或输入到马达中去)的实际流量。第8页/共92页37-9 9功率和效率 液压泵由原动机驱动，输入量是转矩T 和角速度，输出量是液体的压力p和流量q；液压马达则刚好相反。如果不考虑液压泵(液压马达)在能量转换过程中的损失，则输出功率等于输入功率，也就是它们的理论功率是：Nt=pqt（泵）=Tt （马达）其中，理论输入(输出)转矩为:Tt=pV/(2)工作压力为 p=Tt/Vd=(2)Tt/V 理论流量为 qt Vn式中Nt液压泵、马达的理论功率(W)；Tt液压泵、马达的理论转矩(Nm)；第9页/共92页37-1010 实际上，液压泵和液压马达在能量转换过程中是有损失的，因此，输出功率小于输入功率，两者之间的差值即为功率损失，功率损失可以分为容积损失和机械损失两部分。p、qM2、n2M1、n1第10页/共92页37-1111 液压马达来说，输入液压马达的实际流量必然大于它的理论流量，液压马达来说，输入液压马达的实际流量必然大于它的理论流量，其容积效率可表示为：其容积效率可表示为：液压泵实际输出流量必然小于它的理论流量，容积效率表示：第11页/共92页37-1212 对于液压马达来说，由于摩擦损失，使液压马达实际输出转矩小对于液压马达来说，由于摩擦损失，使液压马达实际输出转矩小于其理论转矩。它的机械效率为：于其理论转矩。它的机械效率为：机械损失是指因摩擦而造成的转矩损失。对液压泵来说，泵的驱动转矩总是大于其理论上需要的驱动转矩，其机械效率为：第12页/共92页37-1313 液压泵的总效率是其输出功率和输入功率之比：液压泵、马达的总效率。液压泵、马达的总效率。这就是说，液压泵或液压马达的这就是说，液压泵或液压马达的总效率都等于各自容积总效率都等于各自容积效率与机械效率的乘积。效率与机械效率的乘积。第13页/共92页37-1414 液压泵、马达的容积效率和机械效率在总体上与油液的泄漏和摩擦副的摩擦损失有关，而泄漏及摩擦损失则与泵、马达的工作压力、油液粘度、转速有关。液压泵的效率特性曲线理论流量qt实际流量q容积效率v总效率机械效率m第14页/共92页37-1515马达效率特性曲线理论流量qt总效率总效率实际流量q容积效率容积效率v机械效率机械效率m第15页/共92页37-1616第二节：齿轮泵齿轮泵是一种常用的液压泵，主要特点是结构简单，制造方便，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性能好，对油液污染不敏感，工作可靠；其主要缺点是流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。齿轮泵被广泛地应用于采矿设备，冶金设备，建筑机械，工程机械，农林机械等各个行业。齿轮泵按照其啮合形式的不同，有外啮合和内啮合两种，其中外啮合齿轮泵应用较广，而内啮合齿轮泵则多为辅助泵。第16页/共92页37-1717主主动动齿齿轮轮被被动动齿齿轮轮泵泵体体吸吸油油腔腔压压油油腔腔 由一对完全相同由一对完全相同的圆柱齿轮及泵体、的圆柱齿轮及泵体、前后泵盖、传动轴、前后泵盖、传动轴、密封件等组成。其组密封件等组成。其组成及工作原理如图所成及工作原理如图所示。示。1.外啮合齿轮泵工作原理第17页/共92页37-1818外啮合齿轮泵第18页/共92页37-1919齿轮泵的流量和脉动率 外啮合齿轮泵的排量可近似看作是两个啮合齿轮的齿谷容积之和，若假设齿谷容积等于轮齿所占体积，齿轮泵的排量可近似为：Vdhb=2zm2b 式中 V液压泵的每转排量(m3r)；z齿轮的齿数；m齿轮的模数(m)；b齿轮的齿宽(m)；d齿轮的节圆（分度圆）直径(m)，d=mz；h齿轮的有效齿高(m)，h=2m。第19页/共92页37-2020 实际上，齿谷容积比轮齿体积稍大一些，并且齿数越少误差越大，因此，在实际计算中用来代替上式中的值，齿数少时取大值，齿数多时取小值。这样，齿轮泵的排量可写为 V7)zm2b 由此得齿轮泵的输出流量为 q7)zm2b nV 实际上，由于齿轮泵在工作过程中，排量是转角的周期函数，存在排量脉动，瞬时流量也是脉动的。第20页/共92页37-2121 流量脉动会直接影响到系统工作的平稳性，引起压力脉动，使管路系统产生振动和噪声，如果脉动频率与系统的固有频率一致，还将引起共振，加剧振动和噪声。为了度量流量脉动的大小，引入了流量脉动率：=(qmaxqmin)/q0 式中 液压泵的流量脉动率；qmax液压泵最大瞬时流量(Lmin)；qmin液压泵最小瞬时流量(Lmin)；q0液压泵的平均流量(Lmin)。在容积式泵中，齿轮泵的流量脉动最大，并且齿数愈少，脉动率愈大，这是外啮合齿轮泵的一个弱点。第21页/共92页37-2222AB间的死容积逐步减小AB间的死容积逐步增大AB间的死容积达到最小 齿轮啮合时的重叠系数必大于1，故有一部分油液困在两对轮齿啮合时所形成的封闭油腔之内，这个密封容积的大小随齿轮转动而变化，形成困油。齿轮泵的结构特点齿轮泵的结构特点（1）困油的现象）困油的现象第22页/共92页37-2323 消除困油现象的方法：消除困油现象的方法：通常是在两端盖板上开卸荷槽，见图中的虚线方框。当封闭容积减小时，通过右边的卸荷槽与压油腔相通。而封闭容积增大时，通过左边的卸荷槽与吸油腔相通，两卸荷槽的间距必须确保在任何时候都不使吸、排油相通。也有在这个端盖上钻一个盲孔或两个盲孔作为卸荷槽。第23页/共92页37-2424产生径向力的原因:（a）吸油腔侧压力低于压油腔侧压力；（b）齿轮的啮合力。（2）径向不平衡力）径向不平衡力第24页/共92页37-2525减小径向力不平衡的措施：a）减小压油口直径；使压油腔的压力仅作用在一个齿到两个齿的范围内;b）采用滚针轴承；c）开减载槽；即将齿槽中的高压区引向低压吸油口，齿槽的低压区引向高压的排油口。第25页/共92页37-2626(3)(3)泄漏 泄漏有三条途径：一是通过齿轮啮合处的间隙；二是泵体内表面与齿顶圆间的径向间隙；三是通过齿轮两端面与两侧端盖间的端面轴向间隙（泄漏量最大，占总泄漏量的70%80%）。第26页/共92页37-2727(4)(4)措施 减小端面轴向间隙，一般采用齿轮端面间隙自动补偿的办法来解决。第27页/共92页37-2828Z2型高压齿轮泵 此泵是采用双向补偿。高压力、高效率、长寿命。1主动齿轮轴主动齿轮轴 2骨架油封骨架油封 3前泵盖前泵盖 4轴承轴承 5定位销定位销 6泵体泵体 7浮动侧板浮动侧板 8垫板垫板 9支承套支承套 10后泵盖后泵盖 1螺栓螺栓 12径向密封块径向密封块 13密封圈密封圈第28页/共92页37-2929 内啮合齿轮泵有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵(摆线转子泵)两种。内啮合齿轮泵1 吸油腔，2 压油腔，3 隔板二、内啮合齿轮泵第29页/共92页37-3030 渐开线齿轮泵第30页/共92页37-3131摆线转子泵 摆线转子泵的额定压力一般为、4MPa，这种泵作为补油泵和润滑泵使用。广泛应用于大、中型车辆的液压转向系统中。第31页/共92页37-3232 叶片泵是一种小功率泵，排油均匀，工作平稳，噪声小，应用在中、低压系统。叶片泵分为单作用叶片泵和双作用叶片泵。当转子转一圈时，油泵每一工作容积吸、排油各一次，称为单作用叶片泵。一般，单作用叶片泵往往是做成变量泵结构。当转子转一圈，油泵每一工作容积吸、排油各两次，称为双作用叶片泵。双作用叶片泵则只能做成定量泵结构。第三节：叶片泵第32页/共92页37-3333一、单作用叶片泵工作原理 泵由转子2、定子3、叶片4、配油盘和端盖（图中未示）等件所组成。单作用叶片泵的优点：结构工艺简单，可以实现结构工艺简单，可以实现各种形式的变量。各种形式的变量。单作用叶片泵的缺点：作用在转子上的液压力不作用在转子上的液压力不平衡，增大轴承磨损，缩平衡，增大轴承磨损，缩短泵的寿命。短泵的寿命。第33页/共92页37-3434单作用叶片泵平均流量计算 每每个个工工作作腔腔的的体体积积V等于大扇形面积aO1b减去小扇形面积cO1d再乘以转子的宽度B。即画阴影线的部分。V=B(S扇大扇大 S扇小扇小)当单作用叶片泵有z个封闭容积时，泵的理论排量V的表达式可写为:V=zV=(R+e)2(Re)2B =4ReB式中 R 定子半径；e 偏心距；B 转子宽度。第34页/共92页37-3535 考虑泵的容积效率V，当泵的转速为n时，单作用叶片泵的实际流量q可写为:q=V nV=4ReB nV思考一下：若想改变泵的排量V，改变上式中哪个参数最方便呢？那么，怎样改变容易实现呢？第35页/共92页37-3636单作用叶片泵的变量原理 改变偏心距e，就是改变定子与转子的相对位置，转子轴是固定在轴承中的，使定子移动在结构上比较容易实现，这就需要一个力来推动定子移动，这个力称为操纵力。根据操纵力不同，变量叶片泵分为内反馈式和外反馈式两种。如果操纵力是来自泵定子内部的排油压力，就称为内反馈式变量泵,见左图。如果操纵力是来自泵定子外部的排油压力，就称为外反馈式变量泵，见右图。1234 56 7891011e0第36页/共92页37-3737转子1的中心O是固定的，定子3可以左右移动，调压螺栓9可对调压弹簧8的预压力进行调节，在调压弹簧8力的作用下，定子3被7推向右端靠在4上，使定子中心O1和转子中心O之间有一个偏心距e，初始偏心距e0的大小可用最大流量调节螺钉4调节；最大流量调节螺钉4的工作位置决定了定子的最大偏心距和油泵的最大排量。1234 56 7891011e0(1)限压式内反馈变量叶片泵第37页/共92页37-3838 配油盘5上的吸油口和压油口关于油泵的中心线是不对称的，存在偏角。工作时，压油腔油液给定子的作用力F也偏一个角度，排油压力对定子环的作用力F分解为垂直分力F1及水平分力F2，F2即为调节分力，F2与调压弹簧F弹方向相反，互相平衡。油液压力F随泵压p的升高而增大，它要克服弹簧的推力将定子向左推，以减小偏心距e。1234 56 7891011e0第38页/共92页37-3939（1）当泵的油压p pB，定子仍被弹簧推在右边的原始位置，靠在最大流量调节螺钉上。此时，定子环对转子的偏心距保持在限定的最大值，不随工作压力的变化而变化。此时其变量特性曲线如图中AB段，由于泄漏，泵的实际输出流量随其由于泄漏，泵的实际输出流量随其压力增加而稍有下降；压力增加而稍有下降；当油泵的输出油压升高达到pB，即F2=F弹时，处于临界状态。第39页/共92页37-4040 （2）当油泵压力ppB，即F2F弹时，F2就能够克服弹簧作用力，使定子向左移动，偏心量e就自动减小，油泵的排量降低。工作压力p越高，偏心量e就越小，油泵的排量也越小。见图中BC段。所以pB是油泵最大排量时可能的最高压力,也称为拐点压力。第40页/共92页37-4141（3）当工作压力到达pc时，与定子环的偏心量对应的泵的理论流量等于它的泄漏量，泵的实际排出流量为零，此时泵的输出压力为最大。见图中C点，故称为限压式变量泵。简而言之，AB段是定量泵工况段。BC段是变量泵工况段。第41页/共92页37-4242图中A点表示泵的最大流量，由最大流量调节螺钉4进行调节。B点也称拐点，由调压弹簧8的预紧力来调节，增加8的预紧力，将使pB点向右移，BC线则平行右移。更换调节弹簧，改变其弹簧刚度，可改变BC段的斜率。弹簧刚度增加，BC线变平坦，弹簧刚度减弱，BC线变陡。1234 56 7891011e0第42页/共92页37-4343(2)限压式外反馈变量叶片泵（1）推动定子移动的操纵力不是内部排油压力而是外负载压力。（2）在最大流量调节螺钉处增加了一个柱塞缸，它能根据泵出口负载压力的大小自动调节泵的排量。与内反馈变量泵的主要不同之处是：与内反馈变量泵的主要不同之处是：第43页/共92页37-4444变量工作过程 限压式变量叶片泵对既要实现快速行程，又要实现保压和工作进给的执行元件来说是一种合适的油源；快速行程时需要大的流量，负载压力较低，正好使用曲线的AB段部分；保压和工作进给时负载压力升高，需要流量较小，正好使用曲线的BC段部分。第44页/共92页37-4545 1.1.工作原理：工作原理：转子转一转泵吸油压油转子转一转泵吸油压油各两次，作用在转子上的液各两次，作用在转子上的液压力径向平衡，故又称为平压力径向平衡，故又称为平衡式叶片泵。衡式叶片泵。二、双作用叶片泵转子转子 定子定子叶片叶片配流盘配流盘泵体泵体第45页/共92页37-4646双作用叶片泵的平均流量计算 转转子子半半径径为为r0 0，定定子子长长半半径径为为R，定定子子短短半半径径为为r，叶叶片片宽宽度度为为B。转子旋转一周，两叶片之间封闭容积变化量为 V=2（F1F2）B由图可知：由图可知：F1=（R2r02）/2 F2=（r2r02）/2 =2 /z则双作用叶片泵理论排量为：则双作用叶片泵理论排量为：V=2（R2r2）B 双作用叶片泵的实际平均流量为双作用叶片泵的实际平均流量为:q=2（R2r2）B nV第46页/共92页37-4747考虑叶片容积对流量的影响则双作用叶片泵精确流量计算公式为式中 b叶片厚度；z叶片数；叶片相对于转子半径的倾角(o)。第47页/共92页37-4848(1)双叶片结构 叶片底部与高压油腔相通，两叶片间开有小孔使叶片顶部与底部相通。合理设计叶片头部的形状，使叶片头部承压面积略小于叶片底部承压面积，这个承压面积的差值就形成叶片对定子内表面的接触力。这个推力能够保证叶片与定子紧密接触，又不至于使接触应力过大。同时，槽内两个叶片可以相互滑动，以保证在任何位置，两个叶片的头部和定于内表面紧密接触。2.双作用叶片泵在结构上的特点双作用叶片泵在结构上的特点 第48页/共92页37-4949 (2)子母叶片结构 在转子叶片槽中装有母叶片和子叶片，母、子叶片能自由地相对滑动，母叶片和子叶片间的腔与压力腔相通，母叶片底腔与所在油腔相通。第49页/共92页37-5050第50页/共92页37-5151单作用叶片泵与双作用叶片泵特点比较单作用叶片泵的特点(1)存在困油现象 配流盘的吸、排油窗口间的密封角略大于两相邻叶片间的夹角。因此，在吸、排油过渡区，当两叶片间的密封容积发生变化时，会产生与齿轮泵相类似的困油现象，通常，通过配流盘排油窗口边缘开三角卸荷槽的方法来消除困油现象。第51页/共92页37-5252(2)叶片沿旋转方向向后倾斜 叶片仅靠离心力紧贴定子表面，考虑到叶片上还受摩擦力的作用，为了保证叶片更容易地从叶片槽滑出，叶片槽常加工成沿旋转方向向后倾斜。(3)转子承受径向液压力 单作用叶片泵转子上的径向液压力不平衡，轴承负荷较大。第52页/共92页37-5353双作用叶片泵的结构特点(1)定子有过渡曲线 定子内表面的曲线由四段圆弧和四段过渡曲线组成，泵的动力学特性在很大程度上受过渡曲线的影响。第53页/共92页37-5454（2）双作用叶片泵的叶片安放角 叶片安放在转子中，不是沿径向安装，而是朝旋转方向前倾 角。FNFFN第54页/共92页37-5555型叶片泵的结构1左配油盘 2、8滚珠轴承 3传动轴 4定子 5右配油盘 6后泵体 7前泵体 9油封 10压盖 11叶片 12转子 13螺钉 第55页/共92页37-5656 轴向柱塞泵可分为斜盘式和斜轴式两大类。斜盘式轴向柱塞泵由传动轴1、斜盘2、柱塞6、缸体3、配流盘4、弹簧5等主要零件组成，斜盘2和配流盘4是不动的，传动轴1带动缸体3和柱塞6一起转动，柱塞6靠弹簧5等机械装置压紧在斜盘上。SdD第四节 柱塞泵第56页/共92页37-5757第57页/共92页37-58581.排量和流量根据几何关系,斜盘式轴向柱塞泵的每转排量为 V=Z F S=Z (/4)d2 D tan q=Z (/4)d2 D tan n V 第58页/共92页37-59592.斜盘式轴向柱塞泵结构特点SCYl4-1B斜盘式手动变量柱塞泵的结构l-变量手轮;2-回程盘;3-内套;4-回程弹簧；5-配流盘;6-驱动轴;7-缸体;8-柱塞;9-滑靴;10-斜盘及变量头组件;1l-壳体;12-变量活塞;13-拨叉第59页/共92页37-6060端面间隙的自动补偿 由图可见，使缸体紧压配流盘端面的作用力，除机械装置或弹簧作为预密封的推力外，还有柱塞孔底部台阶面上所受的液压力，此液压力比弹簧力大得多，而且随泵的工作压力增大而增大。由于缸体始终受液压力作用，从而紧贴着配流盘，就使端面间隙得到了自动补偿。第60页/共92页37-6161滑靴及静压支承结构 柱塞头部装一滑靴，缸体中的压力油经过柱塞球头中间小孔流入滑靴油室5，使滑靴和斜盘间形成液体润滑，改善了柱塞头部和斜盘的接触情况，有利于提高轴向柱塞泵的压力和其它参数，使其能在高压、高速下工作。第61页/共92页37-6262变量机构 通过改变斜盘倾角大小就可调节泵的排量。手动变量机构第62页/共92页37-6363手动伺服变量机构1-拉杆；2-先导阀；3-随动活塞；4-销钉；5-变量头；6-随动阀外壳第63页/共92页37-6464恒功率控制第64页/共92页37-6565恒流量变量机构第65页/共92页37-6666液压伺服变量机构液压伺服变量机构由复位平衡弹簧1、拉杆2、先导阀3、随动阀4、外壳5、销子6、变量头传动件7等组成。第66页/共92页37-6767通轴泵第67页/共92页37-6868第68页/共92页37-6969斜轴式轴向柱塞泵 下图为斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图，传动轴5的轴线相对于缸体3有倾角，柱塞2与传动轴圆盘之间用相互铰接的连杆4相连。当传动轴5沿图示方向旋转时，连杆4就带动柱塞2连同缸体3一起绕缸体轴线旋转，柱塞2同时也在缸体的柱塞孔内作往复运动，使柱塞孔底部的密封腔容积不断增大和缩小，通过配流盘1上的窗口6和7实现吸油和排油。第69页/共92页37-7070 与斜盘式泵相比较，斜轴式泵由于缸体所受的不平衡径向力较小，故结构强度较高，可以有较高的设计参数，其缸体轴线与驱动轴的夹角较大，变量范围较大；但外形尺寸较大，结构也较复杂。在变量形式上，斜盘式轴向柱塞泵靠斜盘摆动变量，斜轴式轴向柱塞泵则为摆缸变量；因此，后者的变量系统的响应较慢。第70页/共92页37-7171A7V变量泵第71页/共92页37-7272径向柱塞泵 泵的柱塞径向布置在缸体上；在转子上径向均匀分布着数个柱塞孔，孔中装有柱塞；转子的中心与定子的中心之间有一个偏心量e。在固定不动的配流轴3上，相对于柱塞孔的部位有相互隔开的上下两个配油窗口，该配油窗口又分别通过所在部位的两个轴向孔与泵的吸、排油口连通。径向柱塞泵的平均排量径向柱塞泵的平均排量径向柱塞泵的实际流量径向柱塞泵的实际流量第72页/共92页37-7373液压马达 是将液压能转换为机械能的装置，可以实现连续的旋转运动，其结构与液压泵相似，并且也是靠密封容积的变化进行工作的。液压马达的分类 按结构形式：齿轮式、叶片式和柱塞式几种主要形式；从转速、转矩范围分：高速马达（500rmin）和低速大扭矩马达。第五节 液压马达第73页/共92页37-7474一、轴向柱塞马达工作原理1斜盘 2缸体 3柱塞 4配油盘第74页/共92页37-7575 当压力油输入液压马达后，所产生的轴向分力为：当压力油输入液压马达后，所产生的轴向分力为：使缸体产生转矩的垂直分力为：使缸体产生转矩的垂直分力为：pggptgdtgFNFT24=第75页/共92页37-7676 单个柱塞产生的瞬时转矩为：单个柱塞产生的瞬时转矩为：液压马达总的输出转矩：液压马达总的输出转矩：第76页/共92页37-7777二、液压马达的性能参数理论流量：转速：理论转矩：机械效率：实际转矩：容积效率容积效率 第77页/共92页37-7878三、典型液压马达的结构和工作原理1.齿轮液压马达第78页/共92页37-79792.叶片式液压马达第79页/共92页37-80803.摆动式液压马达a)单叶片摆动式液压马达单叶片摆动式液压马达 b)双叶片摆动式液压马达双叶片摆动式液压马达1定子块定子块 2叶片叶片 3缸体缸体第80页/共92页37-81814.低速大扭矩液压马达 低速大扭矩液压马达的基本形式有三种：曲柄连杆马达、静力平衡马达和多作用内曲线马达。第81页/共92页37-8282 曲柄连杆式低速大扭矩液压马达应用较早，同类型号为JMZ型，其额定压力16MPa，最高压力21MPa，理论排量最大可达6.140 r/min。曲柄连杆低速大扭矩液压马达曲柄连杆低速大扭矩液压马达第82页/共92页37-8383 由壳体1、连杆3、活塞组件2、曲轴4及配流轴5等组成；活塞与连杆球铰连接，连杆大端做成鞍形圆柱瓦面紧贴在曲轴的偏心圆上，其圆心为O1，与曲轴旋转中心O的偏心距OO1=e，液压马达的配流轴5与曲轴4通过十字键连接在一起，随曲轴一起转动，马达的压力油经过配流轴通道，由配流轴分配到对应的活塞油缸。第83页/共92页37-8484NAM系列曲轴连杆式(外五星)液压马达 第84页/共92页37-8585缸体压油口配油轴定子柱塞回油口 每一相同形状的曲面又可分为对称的两边，其中允许柱塞副向外伸的一边称为进油工作段，使柱塞副缩回的一边称为排油工作段。液压马达由定子1、缸体2、配流轴4与柱塞组3等主要部件组成，定子1的内壁有若干段均布的、形状完全相同的曲面组成。多作用内曲线马达多作用内曲线马达第85页/共92页37-8686每个柱塞在液压马达每转中往复的次数等于定子曲面数X，称 X 为该液压马达的作用次数。Z 个柱塞缸孔，每个缸孔的底部都有一配流窗口，并与它的中心配流轴4相配合的配流孔相通。配流轴4中间有进油和回油的孔道，它的配流窗口的位置与导轨曲面的进油工作段和回油工作段的位置相对应，所以在配流轴圆周上有2X个均布配流窗口。缸体压油口配油轴定子柱塞回油口第86页/共92页37-8787第87页/共92页37-8888第六节 液压泵和液压马达的选用 一、液压泵的选型 齿轮泵结构简单、体积小、价格便宜、工作可靠、维修方便，可以适应多尘、高温和剧烈冲击的恶劣使用条件。运输车辆和工程机械多选用双联或三联齿轮泵。缺点是寿命短、流量较小、不能变量。叶片泵的输油量均匀，压力脉动较小，容积效率较高。目前仅在起重运输车辆、工程机械的液压系统中选用中高压叶片泵。轴向柱塞泵结构紧凑，径向尺寸小，在高压系统中应用较多。结构复杂，价格较贵。汽车柴油机中常用柱塞泵来输送高压燃油。第88页/共92页37-8989二、液压马达的选型 选择液压马达的主要依据应该是设备对液压系统的工作要求、转矩、转速、体积、重量、价格、等要求，以确定液压马达的类型、性能参数等。一般来讲，齿轮式液压马达结构简单，价格便宜，常用于高转速、低转矩和运动平稳性要求不高的场合。如驱动研磨机、风扇等。叶片式液压马达转动惯量小，动作灵敏，容积效率低，机械特性软，适用于中速以上，转矩不大，要求启动、换向频繁的场合。轴向柱塞式马达容积效率高，调整范围大，且低速稳定性好，耐冲击性能差，常用于要求较高的高压系统。第89页/共92页37-9090三、液压泵和液压马达的使用 1.液压泵和液压马达安装时要满足如下要求：液压泵和液压马达与其他机械装置连接时要对中。液压泵和液压马达轴端一般不得承受径向力，不得将皮带轮、齿轮等传动零件直接安装在液压泵和液压马达的轴上。液压泵和液压马达对系统滤油精度有一定要求。对于某些马达，在回油路要安装背压阀，以使马达回油口具有足够的背压而保证正常工作。泵的进油口和出油口可各安装一段胶管。第90页/共92页37-91912.液压泵和液压马达使用时要注意以下几点 工作压力、转速不能超过规定值。规定了旋转方向的泵，不得反向旋转；泵的进、出油口不得接反。液压泵和液压马达的工作介质正常工作温度为2060。避免液压泵带负荷起动及在有负荷情况下停车；低温起动后先轻负荷运转，待温度上升后再进入正常运转；注意不要将热油突然输入冷元件，以免发生配合面“咬伤”事故。第91页/共92页37-9292感谢您的观看！第92页/共92页