您的位置: 旅游网 > 影视

液压马达综合详述图文

发布时间:2020-01-17 03:29:11

液压马达综合详述(图文)

液压马达习惯上是指输出旋转运动的,将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置。很多人不了解液压马达,被各类的液压马达名称搞得云山雾罩,不知就里,其实,对于广大的用户来说,大可不必搞清楚马达内部的结构,当然如果您了解马达的内部结构那是最好,但是对于初学者来说,不搞清楚马达的内部结构一样会能很好的使用液压马达。接下来由为您讲解液压马达的综合知识。

液压马达是液压系统的一个执行机构,是驱动设备部件旋转的一种液压装置,换句话说他相当于人体手,是负责执行人体系统命令的执行元件。液压马达和液压泵在结构上基本相同,也是靠密封容积的变化进行工作的。马达和泵在工作原理上是互逆的,当向泵输入压力油时,其轴输出转速和转矩就成为马达。但由于二者的任务和要求有所不同,故在实际结构上只有少数泵能做马达使用。

液压马达的特点

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。

液压马达的分类

液压马达按其结梅类型来分可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其它型式。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。

液压马达的工作原理

1、叶片式液压马达

由于压力油作用,受力不平衡使转子产生转矩。叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关,其转速由输入液压马达的流量大小来决定。由于液压马达一般都要求能正反转,所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。为了使叶片根部始终通有压力油,在回、压油腔通人叶片根部的通路上应设置单向阀,为了确保叶片式液压马达在压力油通人后能正常启动,必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触,以保证良好的密封,因此在叶片根部应设置预紧弹簧。 叶片式液压马达体积小,转动惯量小,动作灵敏,可适用于换向频率较高的场合,但泄漏量较大,低速工作时不稳定。因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。

2、径向柱塞式液压马达

径向柱塞式液压马达工作原理,当压力油经固定的配油轴4的窗口进入缸体内柱塞的底部时,柱塞向外伸出,紧紧顶住定子的内壁,由于定子与缸体存在一偏心距。在柱塞与定子接触处,定子对柱塞的反作用力为 。力可分解为 和 两个分力。当作用在柱塞底部的油液压力为p,柱塞直径为d,力和之间的夹角为 X时,力对缸体产生一转矩,使缸体旋转。缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。

以上分析的一个柱塞产生转矩的情况,由于在压油区作用有好几个柱塞,在这些柱塞上所产生的转矩都使缸体旋转,并输出转矩。径向柱塞液压马达多用于低速大转矩的情况下。

3、轴向柱塞马达

轴向柱塞泵除阀式配流外,其它形式原则上都可以作为液压马达用,即轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是可逆的。轴向柱塞马达的工作原理为,配油盘和斜盘固定不动,马达轴与缸体相连接一起旋转。当压力油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时,柱塞在压力油作用下外伸,紧贴斜盘斜盘对柱塞产生一个法向反力p,此力可分解为轴向分力及和垂直分力Q。Q与柱塞上液压力相平衡,而Q则使柱塞对缸体中心产生一个转矩,带动马达轴逆时针方向旋转。轴向柱塞马达产生的瞬时总转矩是脉动的。若改变马达压力油输入方向,则马达轴按顺时针方向旋转。斜盘倾角a的改变、即排量的变化,不仅影响马达的转矩,而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大,产生转矩越大,转速越低。

4、齿轮液压马达

齿轮马达在结构上为了适应正反转要求,进出油口相等、具有对称性、有单独外泄油口将轴承部分的泄漏油引出壳体外;为了减少启动摩擦力矩,采用滚动轴承;为了减少转矩脉动齿轮液压马达的齿数比泵的齿数要多。

齿轮液压马达由干密封性差,容租效率较低,输入油压力不能过高,不能产生较大转矩。并且瞬间转速和转矩随着啮合点的位置变化而变化,因此齿轮液压马达仅适合于高速小转矩的场合。一般用干工程机械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。

液压马达的主要性能参数

1、工作压力:马达入口油液的实际压力称为马达的工作压力,马达入口压力和出口压力的差值称为马达的工作压差。

2、流量和排量:马达入口处的流量称为马达的实际流量。马达密封腔容积变化所需要的流量称为马达的理论流量。实际流量和理论流量之差即为马达的泄漏量。马达轴每转一周,由其密封容腔有效体积变化而排出的液体体积称为马达的排量。

3、容积效率和转速:见下表。

4、机械效率:见上表。

5、输出转矩:见下表。

6、功率和总效率:见下表。

高速液压马达

高速液压马达基本型式有:齿轮式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速高,转动惯量小,便于启动、制动、调速和换向。通常高速马达的输出转矩不大,最低稳定转速较高,只能满足高速小扭矩工况。

1、齿轮式液压马达

1.1、齿轮马达的工作原理

图为外啮合齿轮马达的工作原理图。图中P点为两齿轮的啮合点,当压力油进入齿轮马达时,压力油分别作用在各齿面上。由图可知,在两个齿轮上各有一个使其产生转矩的作用力,两齿轮便按图示方向旋转,齿轮马达输出轴上也就输出旋转力矩。

1.2、齿轮马达的结构特点

齿轮马达和齿轮泵在结构上的主要区别如下:(1)齿轮泵一般只需一个方向旋转,为了减小径向不平衡液压力,因此吸油口大,排油口小。而齿轮马达则需正、反两个方向旋转,因此进油口大小相等。(2)齿轮马达的内泄漏不能像齿轮泵那样直接引到低压腔去,而必须单独的泄漏通道引到壳体外去。因为马达低压腔有一定背压,如果泄漏油直接引到低压腔,所有与泄漏通道相连接的部分都按回油压力承受油压力,这可能使轴端密封失效。(3)为了减少马达的启动摩擦扭矩,并降低最低稳定转速,一般采用滚针轴承和其他改善轴承润滑冷却条件等措施。

1.3、齿轮马达的应用

齿轮马达具有体积小,重量轻,结构简单,工艺性好,对污染不敏感,耐冲击,惯性小等优点。因此,在矿山、工程机械及农业机械上广泛使用。但由于压力油作用在液压马达齿轮上的作用面积小,所以输出转矩较小,一般都用于高转速低转矩的情况下。

2、叶片式液压马达

2.1、工作原理与结构特点

进出油口相等,有单独的泄油口;叶片径向放置,叶片底部设置有燕式弹簧;在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭阀;有单独的泄油口;叶片底部设置有燕式弹簧;叶片径向放置,叶片的倾角等于零;在高低压油腔通入叶片底部的通路上装有梭阀。

2.2、主要应用

转动惯量小,反应灵敏,能适应较高频率的换向。但泄漏大,低速时不够稳定。适用于转矩小、转速高、机械性能要求不严格的场合。

3、柱塞式液压马达

3.1、工作原理

当压力油输入液压马达时,处于压力腔的柱塞被顶出,压在斜盘上,斜盘对柱塞产生反力FN,该力(FN)可分解为轴向分力F和垂直于轴向的分力Ft。其中,垂直于轴向的分力Ft使缸体产生转矩。图文细说|液压马达

3.2、柱塞式马达的扭矩计算

可以看出,液压马达总的输出转矩等于处在马达压力腔半圆内各柱塞瞬时转矩的总和。由于柱塞的瞬时方位角呈周期性变化,液压马达总的输出转矩也周期性变化,所以液压马达输出的转矩是脉动的,通常只计算马达的平均转矩。

低速大扭矩液压马达

低速大扭矩液压马达是相对于高速马达而言的,通常这类马达在结构形式上多为径向柱塞式,其特点是:最低转速低,大约在转/分;输出扭矩大,可达几万牛顿米;径向尺寸大,转动惯量大。它可以直接与工作机构直接联接,不需要减速装置,使传动结构大为简化。低速大扭矩液压马达广泛用于起重、运输、建筑、矿山和船舶等机械上。低速大扭矩液压马达的基本形式有三种:它们分别是曲柄连杆马达、静力平衡马达和多作用内曲线马达。

1、曲柄连杆低速大扭矩液压马达

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。马达由壳体、曲柄—连杆—活塞组件、偏心轴及配油轴组成。壳体1内沿圆周呈放射状均匀布置了五只缸体,形成星形壳体;缸体内装有活塞2,活塞2与连杆3通过球绞连接,连杆大端做成鞍型圆柱瓦面紧贴在曲轴4的偏心圆上,液压马达的配流轴5与曲轴通过十字键连结在一起,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。①②③腔通压力油,活塞受到压力油的作用。④⑤腔与排油窗口接通。受油压作用的柱塞通过连杆对偏心圆中心作用一个力N,推动曲轴绕旋转中心转动,对外输出转速和扭矩;随着驱动轴、配流轴转动,配流状态交替变化。在曲轴旋转过程中,位于高压侧的油缸容积逐渐增大,而位于低压侧的油缸的容积逐渐缩小,因此,高压油不断进入液压马达,从低压腔不断排出。

2、静力平衡式低速大扭矩液压马达

静力平衡式低速大扭矩马达也叫无连杆马达,是从曲柄连杆式液压马达改进、发展而来的,它的主要特点是取消了连杆,并且在主要摩擦副之间实现了油压静力平衡,所以改善了工作性能。国外把这类马达称为罗斯通(Roston)马达,国内也有不少产品,并已经在船舶机械、挖掘机以及石油钻探机械上使用。液压马达的偏心轴与曲轴的形式相类似,既是输出轴,又是配流轴。五星轮套在偏心轴的凸轮上,高压油经配流轴中心孔道通到曲轴的偏心配流部分,然后经五星轮中的径向孔进入油缸的工作腔内。

3、多作用内曲线马达

液压马达由定子1、转子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。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,与它对称的另一边称为排油工作段。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。

液压马达四个常用技术参数

流量

先从液压油说起吧,液压油注入到马达里面,这个注入的液压油用“流量”来衡量,也就是一分钟注入马达的液压油的体积。单位是“L/min”。液压油注入进马达后还要流出,否则液压油全部聚集在马达里面,是要引起爆炸的,理论上说,液压油注入马达的流量和从液压马达流出的流量是相等的。

流量和马达输出轴的转速是相关的,他们成正比关系,这时我们就得出了马达的另一个看不见的参数叫排量,也就是马达旋转一转时,所注入或排出的液压油体积。单位是“ml/r”。液压马达的大小都是用排量来衡量的,所以,有人问你,马达的大小时,指的就是排量。

液压马达的流量可以由流量计来测定,几乎每个液压系统都会布置一个流量计来随时监测液压系统的流量变化情况。

转速

液压马达的转速是衡量马达输出轴旋转快慢的参数,一般都是由客户根据设备的运行速度而定的。

液压马达的分类就是根据转速来定义的,分为高速马达和低速马达,高速马达一般来说是500转以上的转速,低速马达是500转以下的转速。

液压马达一般都有一个最低稳定转速,低于这个数值,马达会出现爬行现象。

压 力

液压油注入后,要驱动马达旋转,所以液压油需要有一定的压力,也就是需要一个力量要驱动液压马达旋转,这个驱动力就是压力,他们的单位不是“N”,而是“MPa”,这是个压强的单位,但在液压里面通常把压强称作压力。

液压马达压力的大小是由负载决定的。不是由马达产生的,所以经常有客户问,马达能产生多大的压力,这个问法是不对的。马达的额定压力是指马达连续运转时允许的压力值。

压力由压力表来测定,压力表的量程根据液压系统的最大压力来选择,在液压系统设计时最好多预留几个压力表接口,以便随时监测系统压力变化情况。

扭矩

马达的输出轴是要驱动机械部件旋转的,所以,马达必须要有一定的驱动力量,才能将机械部件驱动起来,那么衡量马达驱动力的参数是什么呢?“扭矩”,单位“Nm”,扭矩的意义是作用在一定长度力臂上的力。

马达的扭矩量是由负载所决定的,驱动负载需要多大的扭矩,马达就会提供多大的扭矩,如果负载需要的扭矩过大,马达会出现带不动负载的情况,这时对于马达来说就是过载。

扭矩的测量就用扭矩仪来测定。下图中中间部分接线的部分就是扭矩仪,一般都是这个用法。

四个参数之间的关系

至此呢我们了解了液压马达的四个参数“流量”、“压力”、“转速”、“扭矩”。这四个参数是马达的最常用的参数,只要关系到液压马达都离不开这四个参数。

对于液压马达来说呢,注入液压马达的液压油所产生的能量和马达输出轴所产生的能量理论上是相等的,这就是马达的能量守恒。再进一步说呢就是马达输入输出的功率相等。我们可以用下面这个公式来表示:

P液压油=P输出轴

如果在细分,液压油的功率等于流量和压力的乘积,而输出轴的功率等于扭矩和角速度的乘积。

压力x流量=扭矩x角速度

经过推倒公式呢就能得出马达四个常用参数的关系式。

压力x流量=扭矩x2πx转速

如果你知道其中任意三个参数,就能得出另一个参数的大小,马达的选型就是用这个公式来计算的。

液压马达性能下降的原因及修复方法

1、液压马达无力

根据对配流盘磨损的原因分析可知,造成液压马达无力的原因主要如下:

由于配流盘磨损,使进、回油道在配流盘处连通,部分高压油泄流,流经定转子副的油压下降,流量减少,最终造成马达的输出转速和扭矩下降。

由于配流盘磨损,其在阀体内的相对位置发生变化,阀体上的弹簧对配流盘与阀盘间的预紧力和贴合力降低,加剧了液压油的泄漏,造成液压马达性能下降。

液压油温度的提高,造成其综合性能下降,使其驱动摆线转子旋转的能力进一步下降。

经检查定转子副以及与其两侧配合的轴承壳体和阀盘的结合面无明显磨损。运动正常无卡滞,不会造成性能下降。

2、配流盘磨损

由该种液压马达工作原理可知,配流盘和摆线转子由小联动轴联接一起旋转,同时配流盘在阀盘上做滑动旋转。造成此摩擦副过度磨损的原因如下:

刚安装新的液压马达时,由于马达壳体内没有加注液压油,使摩擦副的摩擦表面缺乏足够的润滑而造成磨损。特别是工作初期就带较大负荷,更加剧了配流盘的磨损。

液压系统的滤芯失效使液压油中混入颗粒物杂质,小的颗粒物在配流盘旋转过程中进入摩擦表面,使摩擦表面产生磨料磨损。

配流盘与阀盘摩擦表面由于磨损粗糙度变差,使摩擦副之间杂质储存空间加大,进入摩擦表面的颗粒物与被磨削下来的金属颗粒随配流盘一起旋转,加剧了磨损。

由于配流盘与阀盘间的磨损,使液压油在进、回油道之间产生缝隙而连通,在高压作用下,使液压油的密封、清洗、散热性能下降,油温提高,加据了磨损。

3、输出轴油封漏油

经拆检测试,输出轴的轴向和径向间隙符合标准,输出轴与油封的配合面无明显磨损。但是发现油封橡胶老化变硬,弹性变差。油封唇口磨损后,预紧力和封油性能下降,油温过高加速了油封唇口的磨损;此外,由于液压马达的内泄,造成壳体内的背压过高,使油封唇口磨损和漏油进一步加剧。

修复方法

由以上分析可知,只要将配流盘与阀盘这一对摩擦副的配合关系恢复,就可以恢复液压马达的性能。而选配合适的输出轴油封,即可排除液压马达的漏油故障。

1、配流盘的修复

将配流盘清洗后,用压缩空气吹干净。用外径千分尺或百分表测量配油盘没有磨损处的厚度h1 及磨损量(测量h1是为调整配流盘预紧弹簧的弹力提供依据)。

2、阀盘的修复

阀盘的研磨与配流盘的研磨要求相同,只是磨削量不大,不需对其厚度进行测量。在研磨阀盘与配油盘形成摩擦副的结合面时,其对称面为研磨基准面。

由于阀盘外表面的局部有漆及受外力作用其边沿局部凹凸不平,影响被研磨面的精度要求。所以在研磨前应进行清理和修整,有条件的可将其外露处倒角45°(宽1~1.5mm), 然后进行平面度检查,研磨基准面的平面度应≤0.01mm。应在保证基准面符合要求后,再对其对称的端面进行研磨。阀盘研磨后允许遗留少许轻微划痕,研磨前后的效果见图3。

3、输出轴油封的选配

油封为易损件,英制标准的油封不好采购,且供货周期长。为提高输出轴油封的维修性能和通用性能,决定遵循不改动或少改动尺寸的原则,将其改为公制标准,以保证其原有性能及强度。

原油封采用VC(即单唇外橡胶骨架无弹簧油封)型,其密封性较差,使用寿命短。根据液压马达的工作状况及结构尺寸,可用SC(单唇有弹簧外橡胶内骨架油封)或SB(单唇有弹簧外铁壳骨架油封)型油封代替,这2种型号的油封比VC型油封密封效果好、使用寿命长。

北京熙仁医院主治医生
宜章县人民医院
长治小儿白巅风去哪个医院好
韶关哪所医院能治癫痫病
惠州治疗盆腔炎费用
猜你会喜欢的
猜你会喜欢的