液壓泵和液壓執(zhí)行元件(含液壓馬達(dá)和液壓缸)是液壓系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)換裝置。液壓泵在液壓系統(tǒng)中屬于動力元件，它將原動機(jī)(電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等)輸出的機(jī)械能(轉(zhuǎn)矩T、轉(zhuǎn)速n)轉(zhuǎn)換成油液的液壓能，以壓力p、流量g的形式輸送到液壓系統(tǒng)中去，驅(qū)動液壓執(zhí)行元件對外做功。

  液壓執(zhí)行元件有液壓馬達(dá)、液壓缸和擺動液壓缸等，常置于液壓系統(tǒng)的輸出端，直接或間接地驅(qū)動負(fù)載做功。液壓馬達(dá)是將輸入的液壓能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)械能，其輸出參量為轉(zhuǎn)矩T和轉(zhuǎn)速n。液壓缸是將輸入的液壓能轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動或往復(fù)擺動的機(jī)械能，其輸出參量為力F和速度U。

  為了高效地完成能量轉(zhuǎn)換，對液壓泵、液壓馬達(dá)和液壓缸都提出了各項(xiàng)性能要求。本章主要介紹液壓泵(含液壓馬達(dá))的分類、主要性能參數(shù)、限制其工作壓力和轉(zhuǎn)速的主要因素以及摩擦副的摩擦學(xué)特性和設(shè)計(jì)方法等。

  液壓泵和液壓馬達(dá)的分類

  液壓系統(tǒng)中使用的液壓泵都是容積式泵，它是通過一個封閉容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油和壓油過程的。當(dāng)封閉容積從小變大時，進(jìn)行吸油從大變小時，進(jìn)行壓油。液壓泵按其每轉(zhuǎn)輸出的液體體積(又稱排量)是否可變，分為變量泵和定量泵。對于定量泵，只能采取改變轉(zhuǎn)速的方法才能改變泵的流量。液壓泵有各種結(jié)構(gòu)形式，常用的有四種齒輪式、葉片式、柱塞式和螺桿式，如圖2-1所示。圖中所列齒輪泵、雙作用葉片泵及螺桿泵均為定量泵。

  液壓執(zhí)行元件主要有液壓馬達(dá)、液壓缸和擺動液壓缸三類，后者也稱為擺動液壓馬達(dá)。液壓馬達(dá)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同可分為齒輪馬達(dá)、葉片馬達(dá)和柱塞馬達(dá)等根據(jù)幾何排量能否調(diào)節(jié)，可分為定量馬達(dá)和變量馬達(dá)根據(jù)用途可分為高速小轉(zhuǎn)矩馬達(dá)和低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)，如圖2-2所示。

圖 2-1 液壓泵分類                                         圖 2-2 液壓馬達(dá)分類

  高速液壓馬達(dá)主要有齒輪馬達(dá)、葉片馬達(dá)和軸向柱塞馬達(dá)。齒輪馬達(dá)的功率和轉(zhuǎn)矩較小，用于小功率傳動時，適用于3000r/min的高速旋轉(zhuǎn)，最低轉(zhuǎn)速約為300r/min，不適用于轉(zhuǎn)速小于150r/min的場合。軸向柱塞馬達(dá)的功率和轉(zhuǎn)矩均比齒輪馬達(dá)和葉片馬達(dá)大，轉(zhuǎn)速范圍也較大。高速馬達(dá)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速較高，轉(zhuǎn)動慣量較小，便于起動和制動，調(diào)節(jié)和換向靈敏度較好。但高速馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩一般不大，而且具有較大的噪聲。

  同類型高速液壓馬達(dá)和液壓泵在結(jié)構(gòu)上基本相同，但仍有差異。例如，液壓泵通常是單向旋轉(zhuǎn)，而液壓馬達(dá)需要雙向旋轉(zhuǎn)，所以，液壓馬達(dá)的配流口必須對稱布置，很難采用閥配流方式，還需要有單獨(dú)的泄油口。在實(shí)際使用中，大多數(shù)液壓馬達(dá)和液壓泵不能相互代用(注明可逆者除外)。

  低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩范圍并無統(tǒng)一規(guī)定，一般認(rèn)為額定轉(zhuǎn)速小于500r/min的馬達(dá)稱為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)，其輸出轉(zhuǎn)矩較大，可達(dá)幾千甚至幾萬N·m。常見的低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)主要有連桿型徑向柱塞馬達(dá)、多作用內(nèi)曲線徑向柱塞馬達(dá)和靜力平衡馬達(dá)等。低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)是排量大轉(zhuǎn)矩大轉(zhuǎn)速低，有的可低到每分鐘幾轉(zhuǎn)，甚至不到一轉(zhuǎn)，因此可直接與工作機(jī)構(gòu)連接，不需要減速裝置，簡化了傳動機(jī)構(gòu)。

圖 2-3 液壓泵和液壓馬達(dá)的圖形符號

  a) 單向定量液壓泵 b)單向變量液壓泵

  c)雙向定量液壓泵 d)雙向變量液壓泵 e)單向定量液壓馬達(dá)

  f)單向變量液壓馬達(dá) g)雙向定量液壓馬達(dá) h)雙向變量液壓馬達(dá)

  擺動液壓缸是輸出轉(zhuǎn)矩并進(jìn)行角度小于360°往復(fù)擺動的液壓執(zhí)行元件。從輸出能量的特征看，這種擺動執(zhí)行元件屬于馬達(dá)類從運(yùn)動的往復(fù)性看，又有液壓缸特征。這就是通常又將擺動液壓馬達(dá)稱為擺動液壓缸的原因。擺動液壓缸主要有葉片式和活塞式兩類。

  液壓泵和液壓馬達(dá)的圖形符號如圖2-3所示。