01液壓馬達簡述

液壓馬達和液壓泵在結構上基本相同，也是靠密封容積的變化進行工作的。馬達和泵在工作原理上是互逆的，當向泵輸入壓力油時，其軸輸出轉速和轉矩就成為馬達。但由於二者的任務和要求有所不同，故在實際結構上只有少數泵能做馬達使用。液壓馬達按其結構類型來分,可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式和其它型式。如果按液壓馬達的額定轉速分類，則可分為高速和低速兩大類。額定轉速高於500r/min的屬於高速液壓馬達，額定轉速低於500r/min的屬於低速液壓馬達。液壓馬達主要應用於注塑機械、船舶、起揚機、工程機械、建築機械、煤礦機械、礦山機械、冶金機械、船舶機械、石油化工、港口機械等。

02液壓馬達的主要性能參數

1.工作壓力：馬達入口油液的實際壓力稱為馬達的工作壓力，馬達入口壓力和出口壓力的差值稱為馬達的工作壓差。

2.流量和排量：馬達入口處的流量稱為馬達的實際流量。馬達密封腔容積變化所需要的流量稱為馬達的理論流量。實際流量和理論流量之差即為馬達的泄漏量。馬達軸每轉一周，由其密封容腔有效體積變化而排出的液體體積稱為馬達的排量。

3.容積效率和轉速：見下表。

4.機械效率：見上表。

5.輸出轉矩：見下表。

6.功率和總效率：見下表。

03高速液壓馬達

高速液壓馬達基本型式有：齒輪式、葉片式和軸向柱塞式等。它們的主要特點是轉速高，轉動慣量小，便於啟動、制動、調速和換向。通常高速馬達的輸出轉矩不大，最低穩定轉速較高，只能滿足高速小扭矩工況。

1.齒輪式液壓馬達

1.1齒輪馬達的工作原理

圖為外嚙合齒輪馬達的工作原理圖。圖中P點為兩齒輪的嚙合點，當壓力油進入齒輪馬達時,壓力油分別作用在各齒面上。由圖可知，在兩個齒輪上各有一個使其產生轉矩的作用力，兩齒輪便按圖示方向旋轉，齒輪馬達輸出軸上也就輸出旋轉力矩。

1.2齒輪馬達的結構特點

齒輪馬達和齒輪泵在結構上的主要區別如下：（1）齒輪泵一般只需一個方向旋轉，為了減小徑向不平衡液壓力，因此吸油口大，排油口小。而齒輪馬達則需正、反兩個方向旋轉，因此進油口大小相等。（2）齒輪馬達的內泄漏不能像齒輪泵那樣直接引到低壓腔去，而必須單獨的泄漏通道引到殼體外去。因為馬達低壓腔有一定背壓，如果泄漏油直接引到低壓腔，所有與泄漏通道相連接的部分都按回油壓力承受油壓力，這可能使軸端密封失效。（3）為了減少馬達的啟動摩擦扭矩，並降低最低穩定轉速，一般採用滾針軸承和其他改善軸承潤滑冷卻條件等措施。

1.3齒輪馬達的應用

齒輪馬達具有體積小，重量輕，結構簡單，工藝性好，對污染不敏感，耐衝擊，慣性小等優點。因此，在礦山、工程機械及農業機械上廣泛使用。但由於壓力油作用在液壓馬達齒輪上的作用面積小，所以輸出轉矩較小，一般都用於高轉速低轉矩的情況下。

2.葉片式液壓馬達

2.1工作原理與結構特點

進出油口相等，有單獨的泄油口；葉片徑向放置，葉片底部設置有燕式彈簧；在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有梭閥；有單獨的泄油口；葉片底部設置有燕式彈簧；葉片徑向放置，葉片的傾角等於零；在高低壓油腔通入葉片底部的通路上裝有梭閥。

2.2主要應用

轉動慣量小，反應靈敏，能適應較高頻率的換向。但泄漏大，低速時不夠穩定。適用於轉矩小、轉速高、機械性能要求不嚴格的場合。

3.柱塞式液壓馬達

3.1工作原理

當壓力油輸入液壓馬達時，處於壓力腔的柱塞被頂出，壓在斜盤上，斜盤對柱塞產生反力FN，該力（FN）可分解為軸向分力F和垂直於軸向的分力Ft。其中，垂直於軸向的分力Ft使缸體產生轉矩。

3.2柱塞式馬達的扭矩計算

可以看出，液壓馬達總的輸出轉矩等於處在馬達壓力腔半圓內各柱塞瞬時轉矩的總和。由於柱塞的瞬時方位角呈周期性變化，液壓馬達總的輸出轉矩也周期性變化，所以液壓馬達輸出的轉矩是脈動的，通常只計算馬達的平均轉矩。

04低速大扭矩液壓馬達

低速大扭矩液壓馬達是相對於高速馬達而言的，通常這類馬達在結構形式上多為徑向柱塞式,其特點是：最低轉速低，大約在5-10轉/分；輸出扭矩大，可達幾萬牛頓米；徑向尺寸大，轉動慣量大。它可以直接與工作機構直接聯接，不需要減速裝置，使傳動結構大為簡化。低速大扭矩液壓馬達廣泛用於起重、運輸、建築、礦山和船舶等機械上。低速大扭矩液壓馬達的基本形式有三種：它們分別是曲柄連桿馬達、靜力平衡馬達和多作用內曲線馬達。

1.曲柄連桿低速大扭矩液壓馬達

曲柄連桿式低速大扭矩液壓馬達應用較早，同類型號為JMZ型，其額定壓力16MPa，最高壓力21MPa，理論排量最大可達6.140r/min。馬達由殼體、曲柄—連桿—活塞組件、偏心軸及配油軸組成。殼體1內沿圓周呈放射狀均勻布置了五隻缸體，形成星形殼體；缸體內裝有活塞2，活塞2與連桿3通過球絞連接，連桿大端做成鞍型圓柱瓦面緊貼在曲軸4的偏心圓上，液壓馬達的配流軸5與曲軸通過十字鍵連結在一起，隨曲軸一起轉動，馬達的壓力油經過配流軸通道，由配流軸分配到對應的活塞油缸。①②③腔通壓力油，活塞受到壓力油的作用。④⑤腔與排油窗口接通。受油壓作用的柱塞通過連桿對偏心圓中心作用一個力N，推動曲軸繞旋轉中心轉動，對外輸出轉速和扭矩；隨著驅動軸、配流軸轉動，配流狀態交替變化。在曲軸旋轉過程中，位於高壓側的油缸容積逐漸增大，而位於低壓側的油缸的容積逐漸縮小，因此，高壓油不斷進入液壓馬達，從低壓腔不斷排出。

2.靜力平衡式低速大扭矩液壓馬達

靜力平衡式低速大扭矩馬達也叫無連桿馬達，是從曲柄連桿式液壓馬達改進、發展而來的，它的主要特點是取消了連桿，並且在主要摩擦副之間實現了油壓靜力平衡，所以改善了工作性能。國外把這類馬達稱為羅斯通（Roston）馬達，國內也有不少產品，並已經在船舶機械、挖掘機以及石油鑽探機械上使用。液壓馬達的偏心軸與曲軸的形式相類似，既是輸出軸，又是配流軸。五星輪套在偏心軸的凸輪上，高壓油經配流軸中心孔道通到曲軸的偏心配流部分，然後經五星輪中的徑向孔進入油缸的工作腔內。

3.多作用內曲線馬達

液壓馬達由定子1、轉子2、配流軸4與柱塞組3等主要部件組成，定子1的內壁有若干段均布的、形狀完全相同的曲面組成。每一相同形狀的曲面又可分為對稱的兩邊，其中允許柱塞副向外伸的一邊稱為進油工作段，與它對稱的另一邊稱為排油工作段。每個柱塞在液壓馬達每轉中往複的次數等於定子曲面數X，稱X為該液壓馬達的作用次數。Z個柱塞缸孔，每個缸孔的底部都有一配流窗口，並與它的中心配流軸4相配合的配流孔相通。配流軸4中間有進油和回油的孔道，它的配流窗口的位置與導軌曲面的進油工作段和回油工作段的位置相對應，所以在配流軸圓周上有2X個均布配流窗口。