液壓泵和液壓馬達(dá)設(shè)計(jì)

液壓泵和液壓馬達(dá)設(shè)計(jì)液壓泵、馬達(dá)概述液壓泵、馬達(dá)概述齒輪泵葉片泵柱塞泵液壓馬達(dá)液壓泵及液壓馬達(dá)的工作特點(diǎn)本章習(xí)題內(nèi)容提要：〔泵是如何吸油、壓油和配流的，馬〕、構(gòu)造特點(diǎn)、及要緊性能特點(diǎn)；了解不同類型的泵馬達(dá)之間的性能差異及適用范疇，為日后正確選用奠定根底。教學(xué)內(nèi)容：和馬達(dá)的工作特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)：算；柱塞馬達(dá)的差不多構(gòu)造、工作原理與效率；簡(jiǎn)介幾種泵和馬達(dá)的工作特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域。教學(xué)難點(diǎn)：泵馬達(dá)的差不多原理及效率運(yùn)算；柱塞泵及柱塞馬達(dá)差不多構(gòu)造與工作原理；分析馬達(dá)產(chǎn)生輸出扭矩的方法。教學(xué)方法：和馬達(dá)的拆裝試驗(yàn)，了解液壓泵和馬達(dá)的構(gòu)造及工作原理。教學(xué)要求：原理，把握分析馬達(dá)產(chǎn)生輸出扭矩的方法。液壓泵、馬達(dá)概述容積式泵、馬達(dá)的工作原理以扭矩和轉(zhuǎn)速的形式輸送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)做功，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行元件。2.1容積泵的工作原理在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，液壓泵和液壓馬達(dá)差不多上容積式的，依靠容積變化2.112在凸輪和34。柱塞向右移動(dòng)時(shí)，工作腔容積變大，產(chǎn)生真空，油液便5265、6在規(guī)律上互逆，可不能同時(shí)開(kāi)啟。由此可見(jiàn)，泵是靠密封工作腔的容積變化進(jìn)展工作的。液壓馬達(dá)是實(shí)現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，從原理上講，向容積式泵中輸入不能互換。液壓泵按其在單位時(shí)刻內(nèi)所能輸出油液體積能否調(diào)劑而分為定量泵和變量一樣的形式。又稱為容積泵。構(gòu)成容積泵必需具備以下差不多條件：〔1〕構(gòu)造上能實(shí)現(xiàn)具有密封性能的可變工作容積。當(dāng)它減小時(shí)與排油口相通。〔3〕吸油口與排油口不能溝通，即不能同時(shí)開(kāi)啟。行程。泵單位時(shí)刻排出的液體體積與工作壓力無(wú)關(guān)。液壓泵、馬達(dá)的差不多性能參數(shù)等。工作壓力：指泵、馬達(dá)實(shí)際工作時(shí)的壓力，對(duì)泵來(lái)說(shuō)，工作壓力是指它的輸壓力，超過(guò)此值確實(shí)是過(guò)載。排量：泵、馬達(dá)的軸每轉(zhuǎn)一周，由其密封容腔幾何體積變化所排出、吸入體積。泵、馬達(dá)的流量為其轉(zhuǎn)速與排量的乘積。額定流量：指在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必需保證的流量，亦即縮性，因此額定流量和理論流量是不同的。功率和效率：液壓泵由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸入量是轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，輸出量是液體等于輸入功率，也確實(shí)是它們的理論功率是：tNpq2Tn 〔2.1〕ttT,n—液壓泵、馬達(dá)的理論轉(zhuǎn)矩(N.m)和轉(zhuǎn)速(r/min)。tpq—液壓泵、馬達(dá)的壓力(Pa)和流量m3/s)缺失兩局部。lt l 來(lái)說(shuō)，輸出壓力增大時(shí)，泵實(shí)際輸出的流量qq，則qqq。而泵的容積缺失可用容積效率lt l qqtqlv q qt t

1 qqqt

〔2.2〕t對(duì)液壓馬達(dá)來(lái)說(shuō)，輸入液壓馬達(dá)的實(shí)際流量qq即tt qqqt qt

qql

1 lqv q q q 〔2.3〕q機(jī)械缺失是指因摩擦而造成的轉(zhuǎn)矩上的缺失。對(duì)液壓泵來(lái)說(shuō)，泵的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩

Tf，理論轉(zhuǎn)矩為Tt，則泵實(shí)t 際輸入轉(zhuǎn)矩為TTt

，用機(jī)械效率 來(lái)表征泵的機(jī)械缺失，則mTt t T 1mTtm T TT Tt f 1 ftT (2.4)t關(guān)于液壓馬達(dá)來(lái)說(shuō)，由于摩擦缺失的存在，事實(shí)上際輸出轉(zhuǎn)矩T小于理論轉(zhuǎn)矩Tt，它的機(jī)械效率m為t T TTft

1Tfm T T Tt t t

(2.5)液壓泵的總效率是其輸出功率和輸入功率之比，由式2.1，式2.2，式〔2.4〕可得v v 液壓馬達(dá)的總效率同樣也是其輸出功率和輸入功率之比，可由式(2.1)、式一樣的表達(dá)式。這確實(shí)是說(shuō)，液壓泵或液壓馬達(dá)的總效率都等于各自容積效率和機(jī)械效率的乘積。事實(shí)上，液壓泵、馬達(dá)的容積效率和機(jī)械效率在總體上與油液的泄漏和摩擦p壓力vn為變量來(lái)表示液壓泵、馬達(dá)的效率。圖2.2給出了液壓泵、馬達(dá)無(wú)因次p壓力vn與效率之間的關(guān)系，其中：v分別為油液的密度和運(yùn)動(dòng)粘度，其余符可見(jiàn)液壓泵、馬達(dá)的使用轉(zhuǎn)速、工作壓力和傳動(dòng)介質(zhì)均會(huì)阻礙使用效率。齒輪泵

a)液壓泵 圖2.2液壓泵、馬達(dá)的特性曲線

返回本章名目齒輪泵是一種常用的液壓泵，它的要緊特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)潔，制造便利，價(jià)格低金設(shè)備，建筑機(jī)械，工程機(jī)械，農(nóng)林機(jī)械等各個(gè)行業(yè)。應(yīng)用較廣，而內(nèi)嚙合齒輪泵則多為關(guān)心泵，下面分別介紹。外嚙合齒輪泵的構(gòu)造及工作原理2.3所示。泵要緊由主、從動(dòng)齒輪，驅(qū)23與兩過(guò)程。在齒輪泵的嚙合過(guò)程中，嚙合點(diǎn)沿嚙合線，把吸油區(qū)和壓油區(qū)分開(kāi)。2.3外嚙合齒輪泵的工作原理1-泵體;2.主動(dòng)齒輪;3-從動(dòng)齒輪齒輪泵的流量和脈動(dòng)率谷容積等于輪齒體積，則當(dāng)齒輪齒數(shù)為z，模數(shù)為m，節(jié)圓直經(jīng)為d，有效齒高為h，齒寬為b時(shí)，依照齒輪參數(shù)運(yùn)算公式有dmz，h2m，齒輪泵的排量近似為Vdhb2zm2b 〔2.7〕,在實(shí)際運(yùn)算中用3.33~3.50來(lái)代替上式中值，齒數(shù)少時(shí)取大值。齒輪泵的排量為V(6.66~7)zm2b 由此得齒輪泵的輸出流量為vq(6.66~7)zm2bn 〔2.9〕v引起共振，加劇振動(dòng)和噪聲。假設(shè)用qmax、qmin來(lái)表示最大、最小瞬時(shí)流量，q0表示平均流量，則流量脈動(dòng)率為q

max

qminq0 〔2.10〕脈動(dòng)最大，同時(shí)齒數(shù)愈少，脈動(dòng)率愈大，這是外嚙合齒輪泵的一個(gè)弱點(diǎn)。齒輪泵的構(gòu)造特點(diǎn)如圖2.42.4齒輪泵的構(gòu)造1-殼體;2.主動(dòng)齒輪;3-從動(dòng)齒輪;4-前端蓋;5-后端蓋;6-浮動(dòng)軸套;7-壓力蓋困油的現(xiàn)象齒輪泵要平穩(wěn)地工作，齒輪嚙合時(shí)的重疊系數(shù)必需大于1，即至少有一對(duì)以2.5(b)2.5(b)2.5(c)，密封容積逐步增大；的作用；假設(shè)密封容積增大時(shí)，無(wú)油液的補(bǔ)充，又會(huì)造成局部真空，使溶于油液中的氣體分別出來(lái)，產(chǎn)動(dòng)氣穴，這確實(shí)是齒輪泵的困油現(xiàn)象。困油現(xiàn)象使齒輪泵產(chǎn)生猛烈的噪聲，并引起振動(dòng)和汽蝕，同時(shí)降低泵的容積卸槽，見(jiàn)圖2.5〔d〕中的虛線方框。當(dāng)封閉容積減小時(shí)，通過(guò)右邊的卸菏槽與壓必需確保在任何時(shí)候都不使吸、排油相通。2.5齒輪泵的困油現(xiàn)象及排解措施徑向不平穩(wěn)力在齒輪泵中，油液作用在輪外緣的壓力是不平均的，從低壓腔到高壓腔，壓壓力越高，徑向不平穩(wěn)力越大，徑向不平穩(wěn)力特地大時(shí)，能使泵軸彎曲，導(dǎo)致齒面產(chǎn)生金屬接觸，并在支撐上多承受滾針軸承或滑動(dòng)軸承。齒輪泵的泄漏通道及端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償在液壓泵中，運(yùn)動(dòng)件間的密封是靠微小間隙密封的，這些微小間隙從運(yùn)動(dòng)學(xué)間隙——齒側(cè)間隙，二是通過(guò)泵體定子環(huán)內(nèi)孔和齒頂間的徑向間隙——齒頂間間隙進(jìn)展自動(dòng)補(bǔ)償。通常承受的自動(dòng)補(bǔ)償端面間隙裝置有：浮動(dòng)軸套式和彈性側(cè)板式兩種，其原將齒輪兩側(cè)面壓緊，從而補(bǔ)償了端面間隙。內(nèi)嚙合齒輪泵內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開(kāi)線齒形和擺線齒形兩種，其構(gòu)造示意可見(jiàn)圖2.6。這兩2.6〔；擺線齒形嚙合齒輪泵又稱擺線轉(zhuǎn)子泵，在這種泵中，小齒輪和內(nèi)2.6〔b。內(nèi)嚙合齒輪泵中的小齒輪是主動(dòng)輪，大齒輪為從動(dòng)輪，在工作時(shí)大齒輪隨小齒輪同向旋轉(zhuǎn)。2.6內(nèi)嚙合齒輪泵1-吸油腔，2.壓油腔，3-隔板內(nèi)嚙合齒輪泵的構(gòu)造緊湊，尺寸小，重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，在高轉(zhuǎn)速因此一樣用于中、低壓系統(tǒng)。在閉式系統(tǒng)中，常用這種泵作為補(bǔ)油泵。內(nèi)嚙合齒輪泵的缺點(diǎn)是齒形簡(jiǎn)單，加工困難，價(jià)格較貴，且不適合高速高壓工況。返回本章名目葉片泵構(gòu)造較簡(jiǎn)單，對(duì)油液的污染比較敏銳。單作用葉片泵工作原理2.7234和配流盤等件積逐步增大，產(chǎn)生真空，油液通過(guò)吸油口5、配油盤上的吸油窗口進(jìn)入密封工作1偏心距的大小，便可轉(zhuǎn)變泵的排量，形成變量葉片泵。2.7單作用葉片泵工作原理1-壓油口;2.轉(zhuǎn)子;3-定子;4-葉片;5-吸油口單作用葉片泵的平均流量運(yùn)算單作用葉片泵的平均流量能夠用圖解法近似求出，圖2.8為單作用葉片泵平均流量運(yùn)算原理圖。假定兩葉片正好位于過(guò)渡區(qū)ab位置，現(xiàn)在兩葉片間的空間容積為最大，當(dāng)轉(zhuǎn)子沿圖示方向旋轉(zhuǎn)弧度，轉(zhuǎn)到定子cd位置時(shí)，兩葉片間排出容積為Vcd位置沿圖示方向再旋轉(zhuǎn)ab位置時(shí)，兩葉片間又吸滿了容積為V的油液。由此可見(jiàn)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周，兩葉片間排出油液容積為Vzz塊與V相等的油液容積，假設(shè)Re，環(huán)形的小Re，因此，單作用葉片油泵的理論排量為V[(Re)2(Re)2]B4ReB {2.11}單作用葉片泵的流量為4ReBnv

{2.12}2.8單作用葉片泵的流量運(yùn)算原理1o-r-o21

-R-e-B-轉(zhuǎn)子寬度單作用葉片泵的葉片底部小油室和工作油腔相通。當(dāng)葉片處于吸油腔時(shí)，它葉片對(duì)容積的阻礙可不考慮。單作用葉片泵和變量原理就變量葉片泵的變量工作原理來(lái)分,有內(nèi)反響式和外反響式兩種。限壓式內(nèi)反響變量葉片泵的吸，排油窗口的布置如圖2.9。由于存在偏角，排油壓力對(duì)定子環(huán)的作用力能夠分解為垂直于軸線oo1的分力F1及與之平行的調(diào)劑分力F2，調(diào)劑分力F2與2.10所示。2.9變量原理2.10變量特特性曲線1-最大流量調(diào)劑螺釘；2.彈簧預(yù)壓縮量調(diào)劑螺釘；3-葉片；4-轉(zhuǎn)子；5-定子當(dāng)泵的工作壓力所形成的調(diào)劑分力F2小于彈簧預(yù)緊力時(shí)，泵的定子環(huán)對(duì)轉(zhuǎn)流量隨其壓力增加而稍有下降，如圖2.10中ABpB值后，調(diào)劑分力F2大于彈簧預(yù)緊力，隨工作壓力的增加，力F2增加，使定子環(huán)向減小偏心距的方向移動(dòng)，泵的排量開(kāi)頭下降。當(dāng)工作壓力到達(dá)pC時(shí)，與定子環(huán)的輸出壓力為最大。轉(zhuǎn)變調(diào)劑彈簧的預(yù)緊力能夠轉(zhuǎn)變泵的特性曲線，增加調(diào)劑彈簧的預(yù)緊力使pB點(diǎn)向右移，BC線則平行右移。更換調(diào)劑彈簧，轉(zhuǎn)變其彈簧剛度，可轉(zhuǎn)變BC段的斜率，調(diào)劑彈簧剛度增加，BC線變平坦，調(diào)劑彈簧剛度減弱，BC線變徒。A點(diǎn)在縱座標(biāo)上的位置。流量反向，因此內(nèi)饋式變量泵僅能用于單向變量。限壓式外反響變量葉片泵圖2.1113可沿滑塊滾針軸承4左右移動(dòng)。定子右邊有反響柱塞5，它的油腔與泵的壓油腔相通。設(shè)反響柱塞的受壓面積為AxpAx小于作用在定子上的彈簧力Fx時(shí)，彈簧2把定子推向最右邊，柱塞和流量調(diào)劑螺釘6用以調(diào)劑泵的原始偏心e0，進(jìn)而調(diào)劑流量，現(xiàn)在偏心到達(dá)預(yù)調(diào)值e0，泵的輸出流量最大。當(dāng)泵的壓力上升到pAx>Fx時(shí)，反響力抑制彈簧預(yù)緊力，推定子左移距離x，偏心減小，片泵。2.11外反響限壓式變量葉片泵2.彈簧；3-定子；4-滑塊滾針支承；5-反響柱塞；6-流量調(diào)劑螺釘下面對(duì)外反響限壓式變量葉片泵的變量特性分析如下：設(shè)泵轉(zhuǎn)子和定子間的最大偏心距為emax，現(xiàn)在彈簧的預(yù)壓縮量為x0，彈簧剛度為kx，泵的偏心預(yù)調(diào)值為e0p0，則有〔2.13〕pA k(x e e〔2.13〕0 x x 0 max 0當(dāng)泵壓力為px距離，也即彈簧壓縮量增加x，這時(shí)的偏心量為ee x0Ff

〔2.14〕，泵定子的受力方程為

pA k(x e e x)0 x x 0 max 0

〔2.15〕p kx(x e

e)

0 A x

max

0 〔2.16〕qkqeklp kq—泵的流量增益；kl—泵的泄漏系數(shù)。當(dāng)pAx<Fx時(shí)，定子處于最右端位置，彈簧的總壓縮量等于其預(yù)壓縮量,定子偏心量為e0，泵的流量為

q0 lqke kp q0 lx pAF〔2.1〔2.15〔x 得qk(xq 0

e )kqmax kx

x

k xkq

〔2.19〕外反響限壓式變量葉片泵的靜態(tài)特性曲線參見(jiàn)圖2.10，不變量的AB段與式〔2.18〕相對(duì)應(yīng)，壓力增加時(shí)，實(shí)際輸出流量因壓差泄漏而削減；BC段是泵的降，葉片泵處變量泵工況，BpBp0值要緊由彈簧預(yù)緊力確定，并能夠由式〔2.16〕算出。AB段曲線局部；保壓和工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載壓力上升，需要流量減小，正好使用其BC段曲線局部。雙作用葉片泵工作原理2.12中，當(dāng)轉(zhuǎn)子順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，密逐步減小，為壓油區(qū)；吸油區(qū)和壓油區(qū)之間有一段封油區(qū)將吸、壓油區(qū)隔開(kāi)。這徑向平穩(wěn)，因此又稱為平穩(wěn)式葉片泵。2.12雙作用葉片泵工作原理1-定子；2.壓油口；3-轉(zhuǎn)子；4-葉片；5-吸油口雙作用葉片泵的平均流量運(yùn)算；a，bc，de，f時(shí)，吸進(jìn)了容積M的油液。從M的油液；再?gòu)霓D(zhuǎn)回到兩次，每次容積為M，當(dāng)葉片數(shù)為Z時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一周。全部葉片的排量為2Z個(gè)M容積，假設(shè)不計(jì)葉片幾何尺度，此值正好為環(huán)行體積的兩倍。因此，雙作用葉片泵的理論排量為V2(R2r2)B 式中 ：R—定子長(zhǎng)半徑；r—定子短半徑；B—轉(zhuǎn)子厚度。雙作用葉片泵的平均實(shí)際流量為q2(R2r2)Bnv 〔2.21〕2.13雙作用葉片泵平均流量運(yùn)算原理式〔2.21〕是不考慮葉片幾何尺度時(shí)的平均流量運(yùn)算公式。一樣雙作用葉片還應(yīng)當(dāng)考慮葉片容積對(duì)流量的阻礙。每轉(zhuǎn)不參與排油的葉片總?cè)莘e為2(Rr)V Bbzb cos 〔2.22〕式中 ： b—葉片厚度；z—葉片數(shù)；—葉片相關(guān)于轉(zhuǎn)子半徑的傾角；則雙作用葉片泵準(zhǔn)確流量運(yùn)算公式為2(Rr)q[2(R2r2) bz]Bncos v

〔2.23〕部和單作用葉片泵一樣也參與泵的吸油和排油，其平均流量運(yùn)算方法仍承受式2.21。葉片泵的高壓化趨勢(shì)隨著技術(shù)的進(jìn)展，經(jīng)不斷改進(jìn)，雙作用葉片的最高工作壓力已達(dá)成20~30MPa；這是由于雙作用葉片泵轉(zhuǎn)子上的徑向力差不多上是平穩(wěn)的，因此不像高壓齒輪泵和單作用葉片泵那樣，工作壓力的提高會(huì)受到徑向承載力量的限積效率，葉片泵工作壓力提高的要緊限制條件是葉片和定子內(nèi)外表的磨損，壓緊力，目前實(shí)行的要緊構(gòu)造措施有以下幾種。雙葉片構(gòu)造如圖2.14V型油道，因而作用在小于葉片底部承壓面積。那個(gè)承壓面積的差值就形成葉片對(duì)定子內(nèi)外表的接觸動(dòng)，以保證在任何位置，兩個(gè)葉片的頭部和定子內(nèi)外表嚴(yán)密接觸。彈簧負(fù)載葉片構(gòu)造；與雙葉片構(gòu)造類似的還有彈簧負(fù)載葉片構(gòu)造。如圖2.15兩所不具備的。2.14雙葉片構(gòu)造原理2.15彈簧負(fù)載葉片構(gòu)造母子葉片構(gòu)造；2.162.16可知，葉片作用在定子上的力為Fbt(p2

p) 〔2.24〕12.161

0Fp

tbpp，1212F0tb的大小，就能操縱接觸應(yīng)力，一樣b1/3~1/4。1212F0，葉片僅靠離心力與定子接觸。為防止葉片的脫空，在聯(lián)通用在母葉片頭部的壓力，保證葉片在排油區(qū)時(shí)與定子嚴(yán)密貼合。階梯葉片構(gòu)造2.17外表。這種構(gòu)造由于葉片及槽的外形較為簡(jiǎn)單，加工工藝性較差，應(yīng)用較少。2.16母子葉片構(gòu)造2.17階梯葉片構(gòu)造1-定子；2.轉(zhuǎn)子；3-中間油腔；4-壓力平穩(wěn)油道單作用葉片的特點(diǎn)(1) 存在困油現(xiàn)象配流盤的吸、排油窗口間的密封角略大于兩相鄰葉片間的夾角，而單作用葉槽的方法來(lái)排解困油現(xiàn)象。(2) 葉片沿旋轉(zhuǎn)方向向后傾斜為了使葉片所受的合力與葉片的滑動(dòng)方向全都，保證葉片更簡(jiǎn)潔的從葉片槽滑出，葉片槽常加工成沿旋轉(zhuǎn)方向向后傾斜。(3) 葉片根部的容積不阻礙泵的流量由于葉片頭部和底部同時(shí)處在排油區(qū)或吸油區(qū)中，因此葉片厚度對(duì)泵的流量沒(méi)有多大阻礙。(4) 轉(zhuǎn)子擔(dān)當(dāng)徑向液壓力力和排量的提高均受到限制。雙作用葉片泵的構(gòu)造特點(diǎn)；定子過(guò)度曲線以減小沖擊和噪聲，同時(shí)，還應(yīng)使泵的瞬時(shí)流量的脈動(dòng)最小。葉片安放角；設(shè)置葉片安放角有利于葉片在槽內(nèi)滑動(dòng)，為了保證葉片順當(dāng)?shù)膹娜~片槽滑槽常做成沿旋轉(zhuǎn)方向向前傾斜一個(gè)安放角，當(dāng)葉片有安放角時(shí)，葉片泵就不承諾反轉(zhuǎn)。端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償盤就會(huì)愈加貼緊轉(zhuǎn)子，對(duì)轉(zhuǎn)子端面間隙進(jìn)展自動(dòng)補(bǔ)償。柱塞泵

返回本章名目柱塞泵是通過(guò)柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)密封工作容積的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)吸油泵的特點(diǎn)是泄漏小，容積效率高，能夠在高壓下工作。斜盤式軸向柱塞泵2.18為斜盤式軸向柱塞泵的工12341和配45322靠機(jī)械裝置或2在其沿斜盤自4上的配油窗口a口b向外排出，缸體每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次吸油動(dòng)作。轉(zhuǎn)變斜盤的傾角，就能夠轉(zhuǎn)變密封工作容積的有效變化量，實(shí)現(xiàn)泵的變量。2.18斜盤式軸向柱塞泵的工作原理1-斜盤；2.柱塞；3-缸體；4-配流盤；5-傳動(dòng)軸；a-吸油窗口；b-壓油窗口；斜盤式軸向柱塞泵的排量和流量如圖2.18z，柱塞直徑為dD，斜盤傾角為，則泵的排量為

V4

d2zDtg

〔2.25〕q4

d2zDnv

tg

〔2.26〕Z=7Z=9。斜盤式軸向柱塞的構(gòu)造特點(diǎn)端面間隙的自動(dòng)補(bǔ)償由圖2.18使端面間隙得到了自動(dòng)補(bǔ)償。滑靴的靜壓支撐構(gòu)造2.19所示，滑靴是按靜壓軸承原理設(shè)計(jì)的，缸體中的壓在高壓、高速下工作。2.19滑靴的靜壓支承原理變量機(jī)構(gòu)在斜盤式軸向柱塞泵中，通過(guò)轉(zhuǎn)變斜盤傾角的大小就可調(diào)劑泵的排量，變構(gòu)的工作原理。2.202和伺服閥組成。2的內(nèi)腔構(gòu)成了伺服閥的閥體，并有c、d和e1下腔a、上腔b42下端鉸接，利用活塞2的上下移動(dòng)來(lái)轉(zhuǎn)變斜盤傾角3向下移動(dòng)時(shí)，上面的閥口ac通向b腔，活塞因上腔有效面積大于下腔的有效22自身停頓運(yùn)3b和e接通油箱2在a腔壓力油的作用下向上移動(dòng)，并在該閥口關(guān)閉時(shí)自行停頓運(yùn)動(dòng)。變量操縱機(jī)構(gòu)確實(shí)是如此依照伺服閥的動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)其操縱的。2.20手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)圖斜軸式軸向柱塞泵2.2153有傾角，柱塞2與傳動(dòng)軸圓盤之間用相互鉸接的連桿4相連。當(dāng)傳動(dòng)軸5沿圖示方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，連桿4就帶動(dòng)柱塞2連同缸體3一起繞缸體軸線旋轉(zhuǎn)，柱塞21ab實(shí)現(xiàn)吸油和壓油。與斜盤式泵相比較，斜軸式泵由于缸體所受的不平穩(wěn)徑向力較小，故構(gòu)造強(qiáng)度較高能夠有較高的設(shè)計(jì)參數(shù)，其缸體軸線與驅(qū)動(dòng)軸的夾角較大，變量范疇較斜盤式泵的運(yùn)算方法運(yùn)算。2.21斜軸式軸向柱塞泵的工作原理圖1-流盤；2.柱塞；3-缸體；4-連桿；5-傳動(dòng)軸；a-吸油窗口；b-壓油窗口；徑向柱塞泵2.22252的1e3上，相關(guān)于柱25在離心力及機(jī)械回121存在偏52按圖盤向外排油。當(dāng)移動(dòng)定子，轉(zhuǎn)變偏心量e的大小時(shí)，泵的排量就發(fā)生轉(zhuǎn)變；當(dāng)移動(dòng)定子使是單向或雙向變量泵，為了流量脈動(dòng)率盡可能小，通常承受奇數(shù)柱塞數(shù)。徑向柱塞泵的徑向尺寸大，構(gòu)造較簡(jiǎn)單，自吸力量差，同時(shí)配流軸受到徑向展起來(lái)的帶滑靴連桿—的運(yùn)算方法運(yùn)算。泵的平均排量為

V4d22ez

2d2ez 〔2.27〕q2

d2ezn

v 〔2.28〕2.22徑向柱塞泵的工作原理圖1-定子；2.轉(zhuǎn)子；3-配流軸；4-出襯套；5-柱塞；a-吸油腔；b-壓油腔；返回本章名目液壓馬達(dá)范疇分,要緊性能參數(shù)作一介紹。液壓馬達(dá)的要緊性能參數(shù)〔1〕工作壓力和額定壓力析問(wèn)題，通常近似認(rèn)為馬達(dá)的工作壓力等于工作壓差。定壓力。馬達(dá)的額定壓力亦受泄漏和零件強(qiáng)度的制約，超過(guò)此值時(shí)就會(huì)過(guò)載。流量和排量稱為馬達(dá)的理論流量。實(shí)際流量和理論流量之差即為馬達(dá)的泄漏量。排量。容積效率和轉(zhuǎn)速因馬達(dá)實(shí)際存在泄漏，由實(shí)際流量q運(yùn)算轉(zhuǎn)速n時(shí)，應(yīng)考慮馬達(dá)的容積效率v l t 。當(dāng)液壓馬達(dá)的泄漏流量為q，馬達(dá)的實(shí)際流量為qq qv l t q qt1 lqv q q 〔2.29〕t馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速等于理論流量q與排量V的比值，即tnqtq

V V

〔2.30〕f t 實(shí)際存在機(jī)械摩擦，故實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)考慮機(jī)械效率。假設(shè)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩缺失為T ，馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩為TTT f t T1Tfm T Tt t

〔2.31〕pV，則馬達(dá)的理論輸出轉(zhuǎn)矩與泵有一樣的表達(dá)形式,即T pVt 2 〔2.32〕馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩為馬達(dá)的輸入功率為

TpV2

〔2.33〕馬達(dá)的總效率為

N pq 〔2.34〕ioN 2nT 〔2.35〕ioNo

2nTN pq v i

〔2.36〕2.23是液壓馬達(dá)的特性曲線。2.23液壓馬達(dá)的特性曲線。高速液壓馬達(dá)一樣來(lái)說(shuō)，額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的馬達(dá)屬于高速馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于500r/min的馬達(dá)屬于低速馬達(dá)。N 高速液壓馬達(dá)的差不多型式有齒輪式，葉片式和軸向柱塞式等。它們的要緊轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，便于啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速和換向，通常高速馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩不大，最低穩(wěn)固轉(zhuǎn)速較高，只能滿足高速小扭矩工況。下面以圖2.24所示的軸向柱塞馬達(dá)為例說(shuō)明高速馬達(dá)的工作原理其它形式高速馬達(dá)可進(jìn)展類似分析。如圖2.24所示，當(dāng)壓力油輸入液壓馬達(dá)時(shí)，處于壓力腔的柱塞2被頂出，壓在斜盤1上，設(shè)斜盤1作用在柱塞2上的反力為F ，F(xiàn) N 力raFF力ra

。其中，軸向分力F

和作用在柱塞后端的液壓力相arFar

3產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。當(dāng)液壓馬達(dá)的進(jìn)、出油口互換夠調(diào)劑輸出轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩。2.24軸向柱塞馬達(dá)工作原理2.24F為F d2pa 4

〔2.37〕3產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的垂直分力為F Fr a

tg

d2ptg4

〔2.38〕單個(gè)柱塞產(chǎn)生的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩為TFi r

Rsin

d2pRtgsin4

i 〔2.39〕液壓馬達(dá)總的輸出轉(zhuǎn)矩TNTii1

d2pRtgN4i1

sini

〔2.40〕式中 R—柱塞在缸體的分布圓半徑；d—柱塞直徑；i—柱塞的方位角；N—壓力腔半圓內(nèi)的柱塞數(shù)性變化，因此液壓馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)矩是脈動(dòng)的，通常只運(yùn)算馬達(dá)的平均轉(zhuǎn)矩。低速大扭矩液壓馬達(dá)多為徑向柱塞式,其特點(diǎn)是：最低轉(zhuǎn)速低，大約在5~10轉(zhuǎn)/分；輸出扭矩大，可達(dá)達(dá)廣泛用于起重、運(yùn)輸、建筑、礦山和船舶等機(jī)械上。平穩(wěn)馬達(dá)和多作用內(nèi)曲線馬達(dá)。下面分別予以介紹。曲柄連桿低速大扭矩液壓馬達(dá)2.25曲柄連桿式液壓馬達(dá)的工作原理曲柄連桿式低速大扭矩液壓馬達(dá)應(yīng)用較早，國(guó)外稱為斯達(dá)發(fā)〔Staffa〕液壓JMZ16MPa21MPa，理6.140r/min2.25是曲柄連桿式液壓馬達(dá)的工作原理,馬達(dá)由1內(nèi)沿圓周呈放射狀平均布置了五只缸體，形成星形殼體；缸體內(nèi)裝有活塞223通過(guò)球4o與曲軸旋轉(zhuǎn)中心o的偏心矩ooe5與曲軸通過(guò)十字鍵連結(jié)應(yīng)的活塞油缸，在圖中，油缸的四、五腔通壓力油，活塞受到壓力油的作用；在其余的活塞油缸中，油缸一處過(guò)度狀態(tài)，與排油窗口接通的是油缸二、三；依照o作用一個(gè)o液壓馬達(dá)也就反向旋轉(zhuǎn)。隨著驅(qū)動(dòng)軸、配流軸轉(zhuǎn)動(dòng)，配流狀態(tài)交替變化。在曲軸縮小，因此，在工作時(shí)高壓油不斷進(jìn)入液壓馬達(dá)，然后由低壓腔不斷排出。轉(zhuǎn)，因此配流軸頸的進(jìn)油窗口始終對(duì)著偏心線oo的一邊的二只或三只油缸，吸油窗對(duì)著偏心線oo另一邊的其余油缸，總的輸出扭矩是全部柱塞對(duì)曲軸中心所產(chǎn)生的扭矩的疊加，該扭矩使得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)得以連續(xù)下去。通到配流軸中，就能到達(dá)外殼旋轉(zhuǎn)的目的，構(gòu)成了所謂的車輪馬達(dá)。靜力平穩(wěn)式低速大扭矩液壓馬達(dá)靜力平穩(wěn)式低速大扭矩馬達(dá)也叫無(wú)連桿馬達(dá)，是從曲柄連桿式液壓馬達(dá)改〔Roston〕馬達(dá)，國(guó)內(nèi)也有很多產(chǎn)品，并差不多在船舶機(jī)械、挖掘機(jī)以及石油鉆探機(jī)械上使用。這種液壓馬達(dá)的工作原理用圖2.26相類似，既是輸出軸，又是配流軸，五星輪3套在偏心軸的凸輪上，在它的五個(gè)平面中各嵌裝一個(gè)壓力環(huán)42的底面接觸，柱塞中間通高壓油，下方的兩個(gè)油缸通低壓回油。2.26靜力平穩(wěn)式低速大扭矩馬達(dá)“懸浮”流之間照舊有機(jī)械接觸的作用力及相應(yīng)的摩擦力矩存在。多作用內(nèi)曲線馬達(dá)多作用內(nèi)曲線液壓馬達(dá)的構(gòu)造形式特地多，就使用方式而言，有軸轉(zhuǎn)、殼轉(zhuǎn)2.27為例來(lái)說(shuō)明其差不多工作原理。2.27多作用內(nèi)曲線液壓馬達(dá)的構(gòu)造原理液壓馬達(dá)由定子1、也稱凸輪環(huán)、轉(zhuǎn)子2、配流軸4與柱塞組3等要緊部件組成，定子1的內(nèi)壁有假設(shè)干段均布的、外形完全一樣的曲面組成，每一一樣外形xx稱為該液壓馬達(dá)的作用次數(shù)；在轉(zhuǎn)子的徑向有z個(gè)平均4相協(xié)作4軌曲面的進(jìn)油工作段和回油工作段的位置相對(duì)應(yīng)，因此在配流軸圓周上有2x個(gè)均布配流窗口。柱塞組