擺動液壓馬達工作原理
林可冰
發(fā)布于2022-11-15 17:15
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標簽:液壓馬達
液壓馬達是將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出軸轉(zhuǎn)動機械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。通過控制進入液壓馬達的油液壓力控制其輸出轉(zhuǎn)矩,通過控制進入液壓馬達的油液流量控制其的轉(zhuǎn)速。對于變量液壓馬達,通過調(diào)節(jié)其排量控制輸出軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。液壓馬達除了進出油口外,還有泄油口,使泄漏的油返回油箱。泄漏口可以防止在軸的密封處產(chǎn)生高壓,避免產(chǎn)生額外的軸向力。
液壓馬達外形尺寸小、重量輕、輸出轉(zhuǎn)矩和功率比較大,有較好的動態(tài)響應(yīng)特性。此外,調(diào)速范圍寬,可實現(xiàn)正、反向旋轉(zhuǎn)運動。因此,控制性能好。但是,液壓馬達的缺點是功率傳遞處率比齒輪傳動低、噪聲大,在起動時和低速時往往不能平穩(wěn)地工作。
液壓馬達按其排量可否調(diào)節(jié)分為定量液壓馬達和變量液壓馬達按其液壓馬達的結(jié)構(gòu)形式分為齒輪式、葉片式、柱塞式等。此外,還有低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達。
液壓馬達的主要性能參數(shù)為排量、流量、容積效率、輸出轉(zhuǎn)矩、機械效率、起動機械效率轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速范圍等。
液壓馬達選型應(yīng)該考慮的因素有負載與工作制、油液類型、最小流量和最大流量、壓力范圍、系統(tǒng)類型(開式系統(tǒng)或閉式系統(tǒng))、環(huán)境溫度、系統(tǒng)工作溫度、冷卻系統(tǒng)、油泵類型(齒輪泵、柱塞泵或葉片泵)、過載保護、過速保護、徑向載荷和軸向載荷等。
負載與工作制是系統(tǒng)選型時的一個重要因素,如果要求液壓馬達長時間滿負荷工作,且使用壽命長,需選擇轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速指標高出一檔的產(chǎn)品。同樣,如果液壓馬達工作頻繁程度很低,且每一次工作持續(xù)時間又很短,則選擇轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速指標偏低的產(chǎn)品以減小購置成本。液壓馬達選型除應(yīng)考慮到必須滿足最大轉(zhuǎn)矩外,還必須滿足相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。同時應(yīng)考慮到使用的環(huán)境條件、機構(gòu)的連接方式及連接尺寸。
1.擺動液壓馬達
液壓擺動馬達又稱擺動液壓缸,是能夠?qū)崿F(xiàn)輸出軸做往復(fù)擺動的液動執(zhí)行機構(gòu)。
擺動液壓馬達通常分為葉片式和活塞式兩大類。工作時,葉片式擺動液壓馬達的壓力油驅(qū)動葉片帶動輸出軸及工作機構(gòu)往復(fù)擺動,活塞式擺動液壓馬達的壓力油驅(qū)動活塞直線運動帶動輸出軸及工作機構(gòu)擺動。葉片式擺動液壓馬達又分為單葉片式和雙葉片式活塞式擺動液壓馬達又分為齒條齒輪式、螺旋活塞式、鏈式、曲柄連桿式、來復(fù)式。
擺動液壓馬達的優(yōu)點是輸出軸直接驅(qū)動負載回轉(zhuǎn)擺動,其間不需任何變速機構(gòu),它體積小、轉(zhuǎn)矩高、可以精確控制,廣泛用于要求有限旋轉(zhuǎn)運動且要大轉(zhuǎn)矩的領(lǐng)域和設(shè)備。隨著技術(shù)的進步,結(jié)構(gòu)、材料和密封的改進,擺動液壓馬達泄漏減小,效率性能和可靠性提高,使用壓力提高,輸出轉(zhuǎn)矩可達數(shù)萬?!っ?,低速穩(wěn)定性比較好。
擺動液壓馬達選型時應(yīng)該考慮的主要參數(shù)有擺角、工作壓力、輸出轉(zhuǎn)矩、起動轉(zhuǎn)矩和內(nèi)泄漏、緩沖與制動。
擺動液壓馬達的擺角一般不能調(diào)整,當(dāng)它的輸出軸直接和負載緊固時,最大擺角應(yīng)大于或等于負載所需的擺角。當(dāng)選擇擺角大的擺動液壓馬達時,借助于行程開關(guān)或限位塊控制負載擺角。
當(dāng)擺動液壓馬達的結(jié)構(gòu)尺寸確定后,輸出轉(zhuǎn)矩只取決于工作壓力和機械效率,液壓馬達輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)該大于負載所需的轉(zhuǎn)矩。負載所需轉(zhuǎn)矩包括負載摩擦轉(zhuǎn)矩、負載重量引起的轉(zhuǎn)矩和使負載獲得必要的角加速度所需的轉(zhuǎn)矩。
一般情況下,擺動液壓馬達起動轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩相比較小,這時的內(nèi)泄漏造成的系統(tǒng)流量損失與整個系統(tǒng)的流量相比也很小,不會對動態(tài)品質(zhì)造成過大影響。但擺動液壓馬達若應(yīng)用在動態(tài)品質(zhì)要求高的電液伺服系統(tǒng)或?qū)ω撦d有較高的低速平穩(wěn)性要求的系統(tǒng)中時,就必須重視內(nèi)泄漏問題。內(nèi)泄漏是影響負載低速平穩(wěn)的決定性因素,尤其對大負載,甚至?xí)箶[動液壓馬達產(chǎn)生爬行。
負載擺動速度低、負載小時,擺動液壓馬達自身能承受轉(zhuǎn)到極限位置所產(chǎn)生的沖擊力,無須另設(shè)緩沖和制動裝置。但當(dāng)負載大、擺動速度高時,為避免慣性力損壞制動檔,就必須考慮緩沖和制動措施。當(dāng)高壓、高速造成的沖擊力很大時,采用減速回路、裝設(shè)流量閥或在進出油口處設(shè)置小型溢流閥或順序閥、管路中安裝蓄能器等多種辦法來消除。