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如图所示,配油盘4和斜盘1固定不动,马达轴5与缸体2相连接一起旋转。当压力油经配油盘4的窗口进入缸体2的柱塞孔时,柱塞3在压力油作用下外伸,紧贴斜盘1斜盘1对柱塞3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凡。凡与柱塞上液压力相平衡,而凡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5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1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。
三、液压马达的基本参数和基本性能
1.液压马达的排量、排量和转矩的关系
液压马达在工作中输出的转矩大小是由负载转矩所决定的。但是,推动同样大小的负载,工作容腔大的马达的压力要低于工作容腔小的马达的压力,所以说工作容腔的大小是液压马达工作能力的重要标志。
液压马达工作容腔大小的表示方法和液压泵相同,也用排量V表示。液压马达的排量是个重要的参数。根据排量的大小,可以计算在给定压力下液压马达所能输出的转矩的大小,也可以计算在给定的负载转矩下马达的工作压力的大小。当液压马达进、出油口之间的压力差为
,输入液压马达的流量为q,液压马达输出的理论转矩为
,角速度为
,如果不计损失,液压泵输出的液压功率应当全部转化为液压马达输出的机械功率,即
又因为
,
,所以液压马达的理论转矩为
2.液压马达的机械效率和启动机械效率
由于液压马达内部不可避免地存在各种摩擦,实际输出的转矩总要比理论转矩 ,小些,即
式中
为液压马达机械效率。
除此以外,在同样的压力下,液压马达由静止到开始转动的启动状态的输出转矩要比运转中的转矩小,这给液压马达带载启动造成了困难,所以启动性能对液压马达是很重要的。启动转矩降低的原因是在静止状态下的摩擦系数最大,在摩擦表面出现相对滑动后摩擦系数明显减小,这是机械摩擦的一般性质。对液压马达来说,更为主要的是静止状态润滑油膜被挤掉,基本上变成了干摩擦。且马达开始运动,随着润滑油膜的建立,摩擦阻力立即下降,并随滑动速度增大和油膜变厚而减少。
液压马达启动性能的指标用启动机械效率
表示,其表达式为
式中
为液压马达的启动转矩。
不同类型的液压马达,内部受力部件的力平衡情况不同,摩擦力的大小不同,所以
也不尽相同。同一类型的液压马达,摩擦副的力平衡设计不同,其
也有高低之分。例如有的齿轮式液压马达
只有0.6左右,而高性能的低速大转矩液压马达却可达到
=0.90左右,相差颇大。所以,如果液压马达带载启动,必须注意到所选择的液压马达的启动性能。