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液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)的一種執(zhí)行元件，它將液壓泵提供的液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)槠漭敵鲚S的機(jī)械能(轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速)。液體是傳遞力和運動的介質(zhì)。

液壓馬達(dá)，亦稱為油馬達(dá)，主要應(yīng)用于注塑機(jī)械、船舶、起揚機(jī)、工程機(jī)械、建筑機(jī)械、煤礦機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、船舶機(jī)械、石油化工、港口機(jī)械等。

用途

液壓馬達(dá)hydraulic motor

液壓馬達(dá)亦稱為油馬達(dá)，主要應(yīng)用于注塑機(jī)械、船舶、起揚機(jī)、工程機(jī)械、建筑機(jī)械、煤礦機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、船舶機(jī)械、石油化工、港口機(jī)械等。

鏜孔機(jī)

高速馬達(dá)齒輪馬達(dá)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、對油液的污染不敏感、耐沖擊和慣性小等優(yōu)點。缺點有扭矩脈動較大、效率較低、起動扭矩較小(僅為額定扭矩的60%--70%)和低速穩(wěn)定性差等。

從能量轉(zhuǎn)換的觀點來看，液壓泵與液壓馬達(dá)是可逆工作的液壓元件，向任何一種液壓泵輸入工作液體，都可使其變成液壓馬達(dá)工況;反之，當(dāng)液壓馬達(dá)的主軸由外力矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，也可變?yōu)橐簤罕霉r。因為它們具有同樣的基本結(jié)構(gòu)要素--密閉而又可以周期變化的容積和相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)。

但是，由于液壓馬達(dá)和液壓泵的工作條件不同，對它們的性能要求也不一樣，所以同類型的液壓馬達(dá)和液壓泵之間，仍存在許多差別。首先液壓馬達(dá)應(yīng)能夠正、反轉(zhuǎn)，因而要求其內(nèi)部結(jié)構(gòu)對稱;液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍需要足夠大，特別對它的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速有一定的要求。因此，它通常都采用滾動軸承或靜壓滑動軸承;其次液壓馬達(dá)由于在輸入壓力油條件下工作，因而不必具備自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起動轉(zhuǎn)矩。由于存在著這些差別，使得液壓馬達(dá)和液壓泵在結(jié)構(gòu)上比較相似，但不能可逆工作。

液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)類型來分,可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式和其它型式。按液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類。額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的屬于高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于500r/min的屬于低速液壓馬達(dá)。高速液壓馬達(dá)的基本型式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。它們的主要特點是轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)動慣量小、便于啟動和制動、調(diào)節(jié)(調(diào)速及換向)靈敏度高。通常高速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩不大所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。低速液壓馬達(dá)的基本型式是徑向柱塞式，此外在軸向柱塞式、葉片式和齒輪式中也有低速的結(jié)構(gòu)型式，低速液壓馬達(dá)的主要特點是排量大、體積大轉(zhuǎn)速低(有時可達(dá)每分鐘幾轉(zhuǎn)甚至零點幾轉(zhuǎn))、因此可直接與工作機(jī)構(gòu)連接;不需要減速裝置，使傳動機(jī)構(gòu)大為簡化，通常低速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩較大，所以又稱為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。

徑向柱塞馬達(dá)

軸向柱塞馬達(dá)

斜軸式柱塞馬達(dá)

斜盤式柱塞馬達(dá)

低速液壓馬達(dá)

徑向柱塞馬達(dá)

連桿式液壓馬達(dá)是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、品種規(guī)格多、價格低。其缺點是體積和重量較大，扭矩脈動較大 。

無連桿式液壓馬達(dá)

擺缸式液壓馬達(dá)

滾柱式液壓馬達(dá)

軸向柱塞馬達(dá)

雙斜盤式柱塞馬達(dá)

軸向球塞式馬達(dá)

葉片馬達(dá)

齒輪液壓馬達(dá)

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，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，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。

以上分析的一個柱塞產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的情況，由于在壓油區(qū)作用有好幾個柱塞，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)

如圖4-6、連桿馬達(dá)圖、軸配流液壓馬達(dá)圖、五角徑向馬達(dá)裝配動畫所示為單作用連桿型徑向柱塞馬達(dá)工作原理圖，其外型呈五角星狀。該馬達(dá)由殼體1、曲軸6、配流軸5、連桿3、柱塞2、和偏心輪4等零件組成。

優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。

缺點: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)

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、容積效率較低、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。

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)。

案例

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，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)載變化或低速時不穩(wěn)定。

擺線馬達(dá)

19世紀(jì)50年代末期，最初的低速大扭矩液壓馬達(dá)是由油泵的一個定轉(zhuǎn)子部件發(fā)展而來的，這個部件由一個內(nèi)齒圈和一個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)子繞一個中心點公轉(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)。這種最初的擺線馬達(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，并在兩個方向產(chǎn)生等價值的扭矩。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。

主要參數(shù)

液壓馬達(dá)

1.工作壓力與額定壓力

工作壓力:輸入馬達(dá)油液的實際壓力，其大小決定于馬達(dá)的負(fù)載。

馬達(dá)進(jìn)口壓力與出口壓力的差值稱為馬達(dá)的壓差。

額定壓力:按試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，使馬達(dá)連續(xù)正常工作的最高壓力。

2.排量和流量

排量:在不考慮泄漏的情況下，液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所需要輸入液體的體積。Vm (m3/rad)

流量:不計泄漏時的流量稱理論流量qMt，考慮泄漏流量為實際流量qM。

3.容積效率和轉(zhuǎn)速

容積效率ηMv:實際輸入流量與理論輸入流量的比值。

4.轉(zhuǎn)矩和機(jī)械效率

在不計馬達(dá)的損失情況下，其輸出功率等于輸入功率。

實際轉(zhuǎn)矩T:由于馬達(dá)實際存在機(jī)械損失而產(chǎn)生損失扭矩ΔT，使得比理論扭矩Tt小，即馬達(dá)的機(jī)械效率ηMm:等于馬達(dá)的實際輸出扭矩與理論輸出扭矩的比.

5.功率和總效率

馬達(dá)實際輸入功率為pqM，實際輸出功率為Tω。

馬達(dá)總效率ηM:實際輸出功率與實際輸入功率的比值.

液壓馬達(dá)回路

液壓馬達(dá)有兩種回路:即液壓馬達(dá)串聯(lián)回路和液壓馬達(dá)制動回路，而這兩種回路又可以再進(jìn)行下一層分類

液壓馬達(dá)串聯(lián)回路之一:將三個液壓馬達(dá)彼此串聯(lián)，用一個換向閥控制其開停及轉(zhuǎn)向。三個馬達(dá)所通過的流量基本相等，在其排量相同時，各馬達(dá)轉(zhuǎn)速也基本一樣，要求液壓泵的供油壓力較高，泵的流量則可以較小，一般用于輕載高速的場合。

液壓馬達(dá)串聯(lián)回路之二:本回路每一個換向閥控制一個馬達(dá)，各馬達(dá)可以單獨動作，也可以同時動作，并且各馬達(dá)的轉(zhuǎn)向也是任意的。液壓泵的供油壓力為各馬達(dá)的工作壓差之和，適用于高速小扭矩場合。

液壓馬達(dá)并聯(lián)回路之一:兩個液壓馬達(dá)通過各自的換向閥與調(diào)速閥控制，可同時運轉(zhuǎn)與單獨運轉(zhuǎn)，可分別進(jìn)行調(diào)速，并且可做到速度基本不變。不過用節(jié)流調(diào)速，功率損失較大，兩馬達(dá)有各自的工作壓差，其轉(zhuǎn)速取決于各自所通過的流量。

液壓馬達(dá)并聯(lián)回路之二:兩個液壓馬達(dá)的軸剛性聯(lián)接在一起，當(dāng)換向閥3在左位時，馬達(dá)2只能隨馬達(dá)1空轉(zhuǎn)，只有馬達(dá)1輸出轉(zhuǎn)矩。若馬達(dá)1輸出扭矩不能滿足載荷要求時，將閥3置于右位，此時雖然扭矩增加，但轉(zhuǎn)速要相應(yīng)降低。

液壓馬達(dá)串并聯(lián)回路:電磁閥1帶電時，液壓馬達(dá)2和3相串聯(lián)，電磁閥1斷電時，馬達(dá)2和3并聯(lián)。串聯(lián)時兩馬達(dá)通過相同的流量，轉(zhuǎn)速比并聯(lián)時高，而并聯(lián)時兩馬達(dá)工作壓差相同，但轉(zhuǎn)速較低。

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。