液壓馬達結構與原理

關于液壓馬達結構與原理第1頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月2

二、主要性能參數(shù)

1、壓力1）工作壓力pm馬達入口工作介質(zhì)的實際壓力。通常近似認為馬達的工作壓力就等于其工作壓差。2）額定壓力pmn馬達在正常工作條件下，按實驗標準規(guī)定連續(xù)運轉(zhuǎn)的最高壓力。第2頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3

§3.4液壓馬達2、排量Vm馬達軸每轉(zhuǎn)一周，密封容腔幾何尺寸變化所需要的液體體積。3、流量

1）理論流量qmt馬達密封腔容積變化所需要的流量。

2）實際流量qm馬達入口處的流量。注：馬達的實際流量大于理論流量。qm=qmt+qm第3頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月4

4、容積效率和轉(zhuǎn)速1）容積效率馬達的理論流量與實際流量之比

2）理論輸出轉(zhuǎn)速nmt、實際輸出轉(zhuǎn)速nm第4頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月5

5、轉(zhuǎn)矩和機械效率1）轉(zhuǎn)矩理論輸出轉(zhuǎn)矩

實際輸出轉(zhuǎn)矩

2）機械效率第5頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月6

6、功率和總效率1）輸入功率馬達入口壓力和入口流量的乘積

2）輸出功率實際輸出轉(zhuǎn)矩與實際輸出角速度的乘積

3）總效率輸出功率與輸入功率之比第6頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月7

三、結構與工作原理1、外嚙合齒輪馬達

所有每個未嚙合輪齒齒谷內(nèi)的壓力相同，因此都不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩。只有嚙合點m將相互嚙合的兩個齒面分割為高低壓作用區(qū)，作用于b谷的不平衡力矩使右齒輪逆時針旋轉(zhuǎn)，而a谷的不平衡力矩使左側(cè)齒輪順時針旋轉(zhuǎn)。第7頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月驅(qū)動力矩大體上相當于一個齒面油壓作用力產(chǎn)生的力矩，可見外嚙合齒輪馬達僅適用于小扭矩場合。abm第8頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月9

2、葉片式馬達第9頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月10

1）結構軸承密封軸承鍵輸出軸殼體彈簧搖臂彈簧擋圈葉片轉(zhuǎn)子后蓋定子環(huán)壓力側(cè)板定子環(huán)第10頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月11

伊頓M系列結構：動力芯由定子環(huán)、轉(zhuǎn)子、12個葉片和6對彈簧搖臂組成。搖臂彈簧保持葉片伸出并頂在定子環(huán)內(nèi)壁上，葉片隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動在定子環(huán)壓迫下在轉(zhuǎn)子槽內(nèi)往復滑動。轉(zhuǎn)子與輸出軸花鍵連接，輸出軸由兩付軸承支承。第11頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)子（動力芯）一端與壓力側(cè)板（配流盤）接觸，另一端與前殼體接觸。壓力側(cè)板（配流盤）裝在后蓋內(nèi)并通過波浪形彈簧墊將其壓緊在轉(zhuǎn)子（動力芯）上。后蓋與前殼體各有一個進出油口。軸封用以防止液壓油漏出和空氣侵入。動力芯波浪彈簧墊油口壓力側(cè)板軸封第12頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月動力芯波浪彈簧墊油口壓力側(cè)板軸封壓力側(cè)板有三個作用：

1）作為轉(zhuǎn)子的密封端蓋，防止內(nèi)泄漏；2）為端蓋油口提供配油窗口；

3）始終將系統(tǒng)壓力引導到葉片底部。第13頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月A1A

2）工作原理

高壓油從殼體油口進入后被內(nèi)芯分成兩路，通過A和A1腰形窗到達相鄰葉片間的工作腔。第14頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月在對稱的高壓油窗范圍內(nèi)相鄰葉片伸出長度不同，油壓作用力產(chǎn)生驅(qū)動力偶，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，通過花鍵傳遞給輸出軸使其轉(zhuǎn)動。在排油窗范圍內(nèi)葉片逐漸縮回，相鄰葉片間容積逐步變小，乏油通過腰形窗、后蓋油口排到油箱。進出油口交換，則轉(zhuǎn)向相反。第15頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月葉片伸出靠扭簧的彈力從下圖可以看出，雙作用葉片馬達高壓窗口或低壓窗口各呈180°，對轉(zhuǎn)子作用的液壓力，相互抵消成液壓平衡狀態(tài)。A1AB1B雙搖臂扭簧的兩臂分別支撐著互成90°的兩枚葉片，其作用是在馬達啟動之前將葉片從葉片槽中推出頂在定子環(huán)內(nèi)壁上，否則葉片滑落在槽內(nèi)，導致高低壓窗口串通，系統(tǒng)無法建立壓力，馬達也無法啟動。可以看出，互成90°的兩枚葉片當其中一枚伸出時另一枚正在縮回，這樣扭簧在馬達運轉(zhuǎn)過程中，是繞著安裝在轉(zhuǎn)子上的銷軸轉(zhuǎn)動，搖臂受力恒定，因而提高了扭簧的工作壽命。第16頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月壓力建立之前，壓力側(cè)板是通過波浪形彈簧墊圈壓緊轉(zhuǎn)子。壓力建立后，壓力側(cè)板內(nèi)裝梭閥將壓力油導入A腔室作用在壓力側(cè)板的后端，提供一個必要的壓緊力以克服轉(zhuǎn)子的分離力。梭閥導入的壓力又同時通過B油道引到葉片底部，保持葉片伸出。BA第17頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月3、軸向柱塞馬達第18頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月斜盤軸封軸承輸出軸殼體轉(zhuǎn)子組件配流盤進出油口斜盤式軸向柱塞馬達第19頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月1）斜盤式定量軸向柱塞馬達結構軸承配流盤轉(zhuǎn)子組件殼體輸出軸軸承軸封斜盤第20頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月工作原理馬達進油口的壓力油進入所有高壓油窗覆蓋的柱塞缸內(nèi)，壓力油作用在柱塞底部的液壓力通過滑履對斜盤產(chǎn)生擠壓力，而斜盤對滑履的反作用力N則是通過球鉸中心沿斜盤的法線方向,如下圖所示。反力N可分解為垂直于軸線的T和平行于軸線的F。分力F與柱塞底部的液壓力平衡，作用于柱塞球鉸上的分力T與輸出軸線不在一個平面內(nèi)，而且與軸線距離各不相同，因而對輸出軸產(chǎn)生大小不同的力矩，這些力矩之和經(jīng)過缸筒及花鍵的傳遞使輸出軸轉(zhuǎn)動。T經(jīng)過排油窗的柱塞腔，其柱塞在斜盤的擠壓下將乏油通過排油口排回油箱或系統(tǒng)。NTFTTTTT第21頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月斜盤式軸向柱塞馬達工作原理圖解配油窗出油口進油口柱塞組件斜盤輸出軸柱塞缸組件第22頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月控制活塞叉臂彈簧軸封軸承輸出軸殼體配流盤轉(zhuǎn)子組件叉臂軸承斜盤(裝在叉臂上由控制活塞控制傾角)2）斜盤式變量軸向柱塞馬達工作原理與定量馬達完全相同，不同的是通過控制活塞推動叉臂從而改變斜盤傾角，達到改變排量的目的。第23頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月控制活塞補償器進出油口配流盤轉(zhuǎn)子叉臂樞軸叉臂叉臂彈簧斜盤軸封軸承殼體軸變量馬達換向可以通過換向閥實現(xiàn)，也可以通過改變斜盤傾角方向?qū)崿F(xiàn)。改變傾角換向要通過零點，必須采取適當?shù)拇胧┓乐钩?、超壓和（或）氣穴現(xiàn)象發(fā)生。變量馬達可用于連續(xù)、間歇、或連續(xù)換向工作場合。第24頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月柱塞缸柱塞連桿萬向傳動軸帶球窩盤的輸出軸通低壓窗的缸底油口低壓油窗高壓油窗斜軸式柱塞馬達結構第25頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月工作原理柱塞缸組件壓油窗口覆蓋的柱塞在液壓力作用下推球窩盤對轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生驅(qū)動力矩并沿箭頭方向逐漸伸出，通過萬向軸驅(qū)動缸體隨之轉(zhuǎn)動。進油壓力作用在柱塞底部進油窗排油窗排油窗覆蓋的柱塞在球窩盤壓迫下沿箭頭方向回縮將乏油排出輸出軸端軸頸(裝軸承)球窩盤萬向軸第26頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月斜軸式變量軸向柱塞馬達結構與工作原理變量控制閥變量活塞限位螺釘驅(qū)動銷變量馬達通過變量活塞驅(qū)動銷擺動缸體改變排量第27頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月4、徑向柱塞式低速大扭矩馬達第28頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月力士樂MCR系列1、2—前后殼體；3、4—轉(zhuǎn)子活塞組件；5—凸輪盤；6—輸出軸；7—配油軸；8—滾子；環(huán)向油道D;工作腔E。轉(zhuǎn)子4與軸6花鍵連接，柱塞3徑向布置在轉(zhuǎn)子上并通過滾子8支撐在凸輪盤5上。馬達還可以做成多排結構。1）內(nèi)曲線多作用馬達第29頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

進油壓力推動柱塞滾輪抵靠內(nèi)凸輪上，內(nèi)凸輪對柱塞的反力N通過滾輪中心，徑向分量F與柱塞底部液壓力平衡，切向分量T推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。注意到內(nèi)曲線多作用馬達柱塞成對作功且對稱于轉(zhuǎn)子中心，因而形成力偶。A、B油口通過環(huán)形油道D，配油軸上的軸向孔按馬達的工作相位角給柱塞工作腔E配油。工作行程柱塞回程進油回油NTF第30頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月

此類馬達的低速大扭矩特性使其可以直接應用于車輪驅(qū)動、大型門式起重機或絞車滾筒驅(qū)動。第31頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月結構1.殼體；2.輸出軸；3.缸蓋；4.配油閥室；5.軸承；6.缸筒；7.柱塞；8.配油控制組件。第32頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月工作原理A、B為馬達進出油口。缸筒工作腔E進油或排油是在配油組件控制下通過油道D完成的。缸筒及活塞兩端分別支承在偏心軸和缸蓋的球面上。這樣活塞與缸筒之間的相對滑動就不存在側(cè)向力，且活塞與缸筒之間也不存在液壓載荷，因此摩擦最小，而效率最高。工作腔的壓力油柱直接作用在偏心軸上，5缸中2或3個缸按順序分別與進油或排油口接通。第33頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月工作原理A、B為馬達進出油口。缸筒工作腔E進油或排油是在配油組件控制下通過油道D完成的。缸筒及活塞兩端分別支承在偏心軸和缸蓋的球面上。這樣活塞與缸筒之間的相對滑動就不存在側(cè)向力，且活塞與缸筒之間也不存在液壓載荷，因此摩擦最小，而效率最高。工作腔的壓力油柱直接作用在偏心軸上，5缸中2或3個缸按順序分別與進油或排油口接通。第34頁，課件共36頁，創(chuàng)作于2023年2月工作