【正文】 的一端(相當(dāng)于高壓下不可壓縮的工作介質(zhì))，使質(zhì)量為m的物體(相當(dāng)于馬達(dá)和負(fù)載質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量)克服“負(fù)特性”的摩擦阻力而運(yùn)動。當(dāng)物體靜止或速度很低時阻力大，彈簧不斷壓縮，增加推力。只有等到彈簧壓縮到其推力大于靜摩擦力時才開始運(yùn)動。一旦物體開始運(yùn)動，阻力突然減小，物體突然加速躍動，其結(jié)果又使彈簧的壓縮量減少，推力減小，物體依靠慣性前移一段路程后停止下來，直到彈簧的移動又使彈簧壓縮，推力增加，物體就再一次躍動為止，形成如圖41(b)所示的時動時停的狀態(tài)，對液壓馬達(dá)來說，這就是爬行現(xiàn)象。圖41液壓馬達(dá)爬行的物理模型(2)泄漏量大小不穩(wěn)定。液壓馬達(dá)的泄漏量不是每個瞬間都相同，它也隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的相位角度變化作周期性波動。由于低速時進(jìn)入馬達(dá)的流量小，泄漏所占的比重就增大，泄漏量的不穩(wěn)定就會明顯地影響到參與馬達(dá)工作的流量數(shù)值，從而造成轉(zhuǎn)速的波動。當(dāng)馬達(dá)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，其轉(zhuǎn)動部分及所帶的負(fù)載表現(xiàn)出的慣性較小，上述影響比較明顯，因而出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。實際工作中，一般都期望最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越小越好。，轉(zhuǎn)速提高后，各運(yùn)動副的磨損加劇，使用壽命降低，轉(zhuǎn)速高則液壓馬達(dá)需要輸入的流量就大，因此各過流部分的流速相應(yīng)增大，壓力損失也隨之增加，從而使機(jī)械效率降低。對某些液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)速的提高還受到背壓的限制。例如曲軸連桿式液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)速提高時，回油背壓必須顯著增大才能保證連桿不會撞擊曲軸表面，從而避免了撞擊現(xiàn)象。隨著轉(zhuǎn)速的提高，回油腔所需的背壓值也應(yīng)隨之提高。但過分的提高背壓，會使液壓馬達(dá)的效率明顯下降。為了使馬達(dá)的效率不致過低，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速不應(yīng)太高。，即：i=nmax/nmin (411)三、液壓馬達(dá)的工作原理常用的液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)與同類型的液壓泵很相似，下面對葉片馬達(dá)、軸向柱塞馬達(dá)和擺動馬達(dá)的工作原理作一介紹。圖42所示為葉片液壓馬達(dá)的工作原理圖。圖42葉片馬達(dá)的工作原理圖1～7—葉片當(dāng)壓力為p的油液從進(jìn)油口進(jìn)入葉片1和3之間時，葉片2因兩面均受液壓油的作用所以不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。葉片3上，一面作用有壓力油，另一面為低壓油。由于葉片3伸出的面積大于葉片1伸出的面積，因此作用于葉片3上的總液壓力大于作用于葉片1上的總液壓力，于是壓力差使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生順時針的轉(zhuǎn)矩。同樣道理，壓力油進(jìn)入葉片5和7之間時，葉片7伸出的面積大于葉片5伸出的面積，也產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)矩。這樣，就把油液的壓力能轉(zhuǎn)變成了機(jī)械能，這就是葉片馬達(dá)的工作原理。當(dāng)輸油方向改變時，液壓馬達(dá)就反轉(zhuǎn)。當(dāng)定子的長短徑差值越大，轉(zhuǎn)子的直徑越大，以及輸入的壓力越高時，葉片馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)矩也越大。在圖42中，葉片8兩側(cè)的壓力相等，無轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生。葉片7產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為T1，方向為順時針方向。假設(shè)馬達(dá)出口壓力為零，則： (412)式中：B為葉片寬度；R1為定子長半徑；r為轉(zhuǎn)子半徑；p為馬達(dá)的進(jìn)口壓力。葉片5產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為T2，方向為逆時針方向，則： (413)由式(412)、式(413)看出，對結(jié)構(gòu)尺寸已確定的葉片馬達(dá)，其輸出轉(zhuǎn)矩T決定于輸入油的壓力。由葉片泵的理論流量qi的公式：qi=2πBn(R12R22)得： n=qi/2πB(R12R22) (414)式中：qi為液壓馬達(dá)的理論流量，qi=qηv；q為液壓馬達(dá)的實際流量，即進(jìn)口流量。由式(414)看出，對結(jié)構(gòu)尺寸已確定的葉片馬達(dá)，其輸出轉(zhuǎn)速n決定于輸入油的流量。葉片馬達(dá)的體積小，轉(zhuǎn)動慣量小，因此動作靈敏，可適應(yīng)的換向頻率較高。但泄漏較大，不能在很低的轉(zhuǎn)速下工作，因此，葉片馬達(dá)一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動作靈敏的場合。 軸向柱塞馬達(dá)的結(jié)構(gòu)形式基本上與軸向柱塞泵一樣，故其種類與軸向柱塞泵相同，也分為直軸式軸向柱塞馬達(dá)和斜軸式軸向柱塞馬達(dá)兩類。軸向柱塞馬達(dá)的工作原理如圖43所示。圖43斜盤式軸向柱塞馬達(dá)的工作原理圖當(dāng)壓力油進(jìn)入液壓馬達(dá)的高壓腔之后，工作柱塞便受到油壓作用力為pA(p為油壓力，A為柱塞面積)，通過滑靴壓向斜盤，其反作用為N。N力分解成兩個分力，沿柱塞軸向分力p，與柱塞所受液壓力平衡；另一分力F，與柱塞軸線垂直向上，它與缸體中心線的距離為r，這個力便產(chǎn)生驅(qū)動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)的力矩。F力的大小為：F=pAtanγ式中：γ為斜盤的傾斜角度(176。)。這個F力使缸體產(chǎn)生扭矩的大小，由柱塞在壓油區(qū)所處的位置而定。設(shè)有一柱塞與缸體的垂直中心線成φ角，則該柱塞使缸體產(chǎn)生的扭矩T為： T=Fr=FRsinφ=pARtanγsinφ (415)式中：R為柱塞在缸體中的分布圓半徑(m)。隨著角度φ的變化，柱塞產(chǎn)生的扭矩也跟著變化。整個液壓馬達(dá)能產(chǎn)生的總扭矩，是所有處于壓力油區(qū)的柱塞產(chǎn)生的扭矩之和，因此，總扭矩也是脈動的，當(dāng)柱塞的數(shù)目較多且為單數(shù)時，脈動較小。液壓馬達(dá)的實際輸出的總扭矩可用下式計算：T=ηmΔpV/2π (416)式中：Δp為液壓馬達(dá)進(jìn)出口油液壓力差(N/m2)；V為液壓馬達(dá)理論排量(m3/r)；ηm為液壓馬達(dá)機(jī)械效率。從式中可看出，當(dāng)輸入液壓馬達(dá)的油液壓力一定時，液壓馬達(dá)的輸出扭矩僅和每轉(zhuǎn)排量有關(guān)。因此，提高液壓馬達(dá)的每轉(zhuǎn)排量，可以增加液壓馬達(dá)的輸出扭矩。一般來說，軸向柱塞馬達(dá)都是高速馬達(dá)，輸出扭矩小，因此，必須通過減速器來帶動工作機(jī)構(gòu)。如果我們能使液壓馬達(dá)的排量顯著增大，也就可以使軸向柱塞馬達(dá)做成低速大扭矩馬達(dá)。1. 1. 擺動馬達(dá) 擺動液壓馬達(dá)的工作原理見圖44。圖44擺動缸擺動液壓馬達(dá)的工作原理圖圖44(a)是單葉片擺動馬達(dá)。若從油口Ⅰ通入高壓油，葉片2作逆時針擺動，低壓力從油口Ⅱ排出。因葉片與輸出軸連在一起，幫輸出軸擺動同時輸出轉(zhuǎn)矩、克服負(fù)載。此類擺動馬達(dá)的工作壓力小于10MPa，擺動角度小于280176。由于徑向力不平衡，葉片和殼體、葉片和擋塊之間密封困難，限制了其工作壓力的進(jìn)一步提高，從而也限制了輸出轉(zhuǎn)矩的進(jìn)一步提高。圖44(b)是雙葉片式擺動馬達(dá)。在徑向尺寸和工作壓力相同的條件下，分別是單葉片式擺動馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩的2倍，但回轉(zhuǎn)角度要相應(yīng)減少，雙葉片式擺動馬達(dá)的回轉(zhuǎn)角度一般小于120176。葉片擺動馬達(dá)的總效率η=70%～95%，對單葉片擺動馬達(dá)來說。設(shè)其機(jī)械效率為1，出口背壓為零，則它的輸出轉(zhuǎn)矩：T=PB=P(R22R12) 417)式中：P為單葉片擺動馬達(dá)的進(jìn)口壓力；B為葉片寬度；R1為葉片軸外半徑，葉片內(nèi)半徑；R2為葉片外半徑。第二節(jié) 液 壓 缸液壓缸又稱為油缸，它是液壓系統(tǒng)中的一種執(zhí)行元件，其功能就是將液壓能轉(zhuǎn)變成直線往復(fù)式的機(jī)械運(yùn)動。一、液壓缸的類型和特點液壓缸的種類很多，其詳細(xì)分類可見表42。表42 常見液壓缸的種類及特點圖45雙桿活塞缸下面分別介紹幾種常用的液壓缸。 活塞式液壓缸根據(jù)其使用要求不同可分為雙桿式和單桿式兩種。(1)雙桿式活塞缸?；钊麅啥硕加幸桓睆较嗟鹊幕钊麠U伸出的液壓缸稱為雙桿式活塞缸，它一般由缸體、缸蓋、活塞、活塞桿和密封件等零件構(gòu)