擺動(dòng)液壓馬達(dá)工作原理
林可冰
發(fā)布于2022-11-15 17:15
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標(biāo)簽:液壓馬達(dá)
液壓馬達(dá)是將油液的壓力能轉(zhuǎn)換為輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置。通過控制進(jìn)入液壓馬達(dá)的油液壓力控制其輸出轉(zhuǎn)矩,通過控制進(jìn)入液壓馬達(dá)的油液流量控制其的轉(zhuǎn)速。對(duì)于變量液壓馬達(dá),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(dá)除了進(jìn)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(dá)外形尺寸小、重量輕、輸出轉(zhuǎn)矩和功率比較大,有較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。此外,調(diào)速范圍寬,可實(shí)現(xiàn)正、反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此,控制性能好。但是,液壓馬達(dá)的缺點(diǎn)是功率傳遞處率比齒輪傳動(dòng)低、噪聲大,在起動(dòng)時(shí)和低速時(shí)往往不能平穩(wěn)地工作。
液壓馬達(dá)按其排量可否調(diào)節(jié)分為定量液壓馬達(dá)和變量液壓馬達(dá)按其液壓馬達(dá)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(dá)。
液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù)為排量、流量、容積效率、輸出轉(zhuǎn)矩、機(jī)械效率、起動(dòng)機(jī)械效率轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速范圍等。
液壓馬達(dá)選型應(yīng)該考慮的因素有負(fù)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(hù)、過速保護(hù)、徑向載荷和軸向載荷等。
負(fù)載與工作制是系統(tǒng)選型時(shí)的一個(gè)重要因素,如果要求液壓馬達(dá)長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷工作,且使用壽命長(zhǎng),需選擇轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速指標(biāo)高出一檔的產(chǎn)品。同樣,如果液壓馬達(dá)工作頻繁程度很低,且每一次工作持續(xù)時(shí)間又很短,則選擇轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速指標(biāo)偏低的產(chǎn)品以減小購(gòu)置成本。液壓馬達(dá)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(shí)應(yīng)考慮到使用的環(huán)境條件、機(jī)構(gòu)的連接方式及連接尺寸。
1.擺動(dòng)液壓馬達(dá)
液壓擺動(dòng)馬達(dá)又稱擺動(dòng)液壓缸,是能夠?qū)崿F(xiàn)輸出軸做往復(fù)擺動(dòng)的液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
擺動(dòng)液壓馬達(dá)通常分為葉片式和活塞式兩大類。工作時(shí),葉片式擺動(dòng)液壓馬達(dá)的壓力油驅(qū)動(dòng)葉片帶動(dòng)輸出軸及工作機(jī)構(gòu)往復(fù)擺動(dòng),活塞式擺動(dòng)液壓馬達(dá)的壓力油驅(qū)動(dòng)活塞直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)輸出軸及工作機(jī)構(gòu)擺動(dòng)。葉片式擺動(dòng)液壓馬達(dá)又分為單葉片式和雙葉片式活塞式擺動(dòng)液壓馬達(dá)又分為齒條齒輪式、螺旋活塞式、鏈?zhǔn)?、曲柄連桿式、來復(fù)式。
擺動(dòng)液壓馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)是輸出軸直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載回轉(zhuǎn)擺動(dòng),其間不需任何變速機(jī)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(yùn)動(dòng)且要大轉(zhuǎn)矩的領(lǐng)域和設(shè)備。隨著技術(shù)的進(jìn)步,結(jié)構(gòu)、材料和密封的改進(jìn),擺動(dòng)液壓馬達(dá)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(dá)數(shù)萬牛·米,低速穩(wěn)定性比較好。
擺動(dòng)液壓馬達(dá)選型時(shí)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(dòng)轉(zhuǎn)矩和內(nèi)泄漏、緩沖與制動(dòng)。
擺動(dòng)液壓馬達(dá)的擺角一般不能調(diào)整,當(dāng)它的輸出軸直接和負(fù)載緊固時(shí),最大擺角應(yīng)大于或等于負(fù)載所需的擺角。當(dāng)選擇擺角大的擺動(dòng)液壓馬達(dá)時(shí),借助于行程開關(guān)或限位塊控制負(fù)載擺角。
當(dāng)擺動(dòng)液壓馬達(dá)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(jī)械效率,液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩應(yīng)該大于負(fù)載所需的轉(zhuǎn)矩。負(fù)載所需轉(zhuǎn)矩包括負(fù)載摩擦轉(zhuǎn)矩、負(fù)載重量引起的轉(zhuǎn)矩和使負(fù)載獲得必要的角加速度所需的轉(zhuǎn)矩。
一般情況下,擺動(dòng)液壓馬達(dá)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與輸出轉(zhuǎn)矩相比較小,這時(shí)的內(nèi)泄漏造成的系統(tǒng)流量損失與整個(gè)系統(tǒng)的流量相比也很小,不會(huì)對(duì)動(dòng)態(tài)品質(zhì)造成過大影響。但擺動(dòng)液壓馬達(dá)若應(yīng)用在動(dòng)態(tài)品質(zhì)要求高的電液伺服系統(tǒng)或?qū)ω?fù)載有較高的低速平穩(wěn)性要求的系統(tǒng)中時(shí),就必須重視內(nèi)泄漏問題。內(nèi)泄漏是影響負(fù)載低速平穩(wěn)的決定性因素,尤其對(duì)大負(fù)載,甚至?xí)箶[動(dòng)液壓馬達(dá)產(chǎn)生爬行。
負(fù)載擺動(dòng)速度低、負(fù)載小時(shí),擺動(dòng)液壓馬達(dá)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(dòng)裝置。但當(dāng)負(fù)載大、擺動(dòng)速度高時(shí),為避免慣性力損壞制動(dòng)檔,就必須考慮緩沖和制動(dòng)措施。當(dāng)高壓、高速造成的沖擊力很大時(shí),采用減速回路、裝設(shè)流量閥或在進(jìn)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。