【正文】 減少端面泄漏，采取的間隙自動(dòng)補(bǔ)償措施是將配流盤的外側(cè)與壓油腔連通，使配流盤在液壓推力作用下壓向轉(zhuǎn)子。 斜盤式軸向柱塞泵 軸向柱塞泵可分為斜盤式和斜軸式兩大類，圖 為斜盤式軸向柱塞泵的工作原理。 圖 斜盤式軸向柱塞泵的工作原理 1斜 盤； ； 3缸體； 4配流盤； 5傳動(dòng)軸； a吸油窗口； b壓油窗口； 斜盤式軸向柱塞泵的排量和流量 如圖 ，若柱塞數(shù)目為 z ，柱塞直徑為 d ，柱塞孔分布圓直徑為 D ，斜盤傾角為 ? ，則泵的排量為 ?? zDtgdV 24? （ ） 則泵的輸出流量為 ??? tgzDndq v24? （ ） 實(shí)際上，柱塞泵的排量是轉(zhuǎn)角的函數(shù)，其輸出流量是脈動(dòng)的，就柱塞數(shù)而言，柱塞數(shù)為奇數(shù)時(shí)的脈動(dòng)率比偶數(shù)柱塞小，且柱塞數(shù)越多，脈動(dòng)越小，故柱塞泵的柱塞數(shù)一般都為奇數(shù)。 （ 2）滑靴的靜壓支撐結(jié)構(gòu) 在斜盤式軸向柱塞泵中，若各柱塞以球形頭部直接接觸斜盤而滑動(dòng)，這種泵稱為點(diǎn)接觸式軸向柱塞泵。 圖 滑靴的靜壓支承原理 （ 3）變量機(jī)構(gòu) 在斜盤式軸向柱塞泵中，通過改變斜盤傾角 ? 的大小就可調(diào)節(jié)泵的排量，變量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式是多種多樣的，這里以手動(dòng)伺服變量機(jī)構(gòu)為例說明變量機(jī)構(gòu)的工作原理。當(dāng)用手柄使伺服閥芯 3 向下移動(dòng)時(shí)，上面的閥口打開， a 腔中的壓力油經(jīng)孔道 c 通向 b 腔，活塞因上腔有效面積大于下腔的有效面積而移動(dòng)，活塞 2 移動(dòng)時(shí)又使伺服閥上的閥口關(guān)閉，最終使活塞 2 自身停止運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)軸 5 的軸線相對于缸體 3有傾角 ? ，柱塞 2 與傳動(dòng)軸圓盤之間用相互鉸接的連桿 4 相連。 在變量形式上，斜盤式軸向柱塞泵靠斜盤擺動(dòng)變量，斜軸式軸向柱塞泵則為擺缸變量，因此，后者的變量系統(tǒng)的響應(yīng)較慢。當(dāng)轉(zhuǎn)子 2 旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞 5 在離心力及機(jī)械回程力作用下，它的頭部與定子 1 的內(nèi)表面緊緊接觸，由于轉(zhuǎn)子 2 與定子 1 存在偏心，所以柱塞 5 在隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，又在柱塞孔內(nèi)作徑向往復(fù)滑動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)子 2 按圖示箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，上半周的柱塞皆往外滑動(dòng)，柱塞孔的密封容積增大，通過 軸向孔吸油；下半周的柱塞皆往里滑動(dòng)，柱塞孔內(nèi)的密封工作容積縮小，通過配流盤向外排油。徑向泵的流量可參照軸向柱塞泵和單作用葉片泵的計(jì)算方法計(jì)算。但由于二者的任務(wù)和要求有所不同，故在實(shí)際結(jié)構(gòu)上只有少數(shù)泵能做馬達(dá)使用。 馬達(dá)在正常工作條件下，按試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最高壓力稱為馬達(dá)的額定壓力。實(shí)際流量和理論流量之差即為馬達(dá)的泄漏量。若液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩?fù)p失為 fT ，馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)矩為 ft TTT ?? ，則液壓馬達(dá)的機(jī)械效率為 tftm TTTT ??? 1? （ ） 設(shè)馬達(dá)的出口壓力為零，入口工作壓力為 p，排量為 V，則馬達(dá)的理論輸出轉(zhuǎn)矩與泵有相同的表達(dá)形式 ,即 ?2pVTt ? （ ） 馬達(dá)的實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩為 mpVT ??2? （ ） (5)功率和總效率； 馬達(dá)的輸入功率為 pqNi ? （ ） 馬達(dá)的輸出功率為 nTNo ?2? （ ） 馬達(dá)的總效率為 mvio pqnTNN ???? ??? 2 （ ） 由上式可見，液壓馬達(dá)的總效率亦同于液壓泵的總效率，等于機(jī)械效率與容積效率的乘積。 高速液壓馬達(dá)的基本型式有齒輪式，葉片式和軸向柱塞式等。其中，軸向分力 aF 和作用在柱塞后端的液壓力相平衡，垂直于軸向的分力 rF 使缸體 3 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 低速大扭矩液壓馬達(dá) 低速大扭矩液壓馬達(dá)是相對于高速馬達(dá)而言的，通常這類馬達(dá)在結(jié)構(gòu)形式上多為徑向柱塞式 ,其特點(diǎn)是：最低轉(zhuǎn)速低，大約在 5~10 轉(zhuǎn) /分；輸出扭矩大，可達(dá)幾萬牛頓米；徑向尺寸大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大。下面分別予以介紹。隨著驅(qū)動(dòng)軸、配流軸轉(zhuǎn)動(dòng)，配流狀態(tài)交替變化。 靜力平衡式低速大扭矩液壓馬達(dá) 靜力平衡式低速大扭矩馬達(dá)也叫無連桿馬達(dá)，是從曲柄連桿式液壓馬達(dá)改進(jìn)、發(fā)展而來的，它的主要特點(diǎn)是取消了連桿，并且在主要摩擦副之間實(shí)現(xiàn)了油壓靜力平衡，所以改善了工作性能。由于是通過油壓直接作用于偏心軸而產(chǎn)生輸出扭矩，因此，稱作為靜力平衡液壓馬達(dá)?，F(xiàn)以圖 為例來說明其基本工作原理。作用在柱塞上的液壓力經(jīng)滾輪傳遞到定子的曲面上。 若將液壓馬達(dá)的進(jìn)出油方向?qū)φ{(diào)，液壓馬達(dá)將反轉(zhuǎn)；若將驅(qū)動(dòng)軸固定，則定子、配流軸和殼體將旋轉(zhuǎn)，通常稱為殼轉(zhuǎn)工況， 變?yōu)檐囕嗰R達(dá)。因此，除了在泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上盡可能減小吸油管路的液阻外，為了保證泵的正常運(yùn)行，應(yīng)該使泵的安裝高度不超過允許 值；避免吸油濾油器及管路形成過大的壓降；限制泵的使用轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速以內(nèi)。 （ 3）變量泵可以通過調(diào)節(jié)排量來改變流量，定量泵只有用改變轉(zhuǎn)速的辦法來調(diào)節(jié)流量，但是轉(zhuǎn)速的增大受到吸油性能、泵的使用壽命、效率等的限制。 （ 5）液壓泵靠工作腔的容積變化來吸、排油，如果工作腔處在吸、排油之間的過渡密封區(qū)時(shí)存在容積變化，就會(huì)產(chǎn)生壓力急劇升高或降低的 “困油現(xiàn)象 ”，從而影響容積效率，產(chǎn)生壓力脈動(dòng)、噪聲及工作構(gòu)件上的附加動(dòng)載荷，這是液壓泵設(shè)計(jì)中需要注意的一個(gè)共性問題。 （ 4）由于內(nèi)部泄漏不可避免，因此將馬達(dá)的排油口關(guān)閉而進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，仍會(huì)有緩慣的滑轉(zhuǎn)，所以，需 要長時(shí)間精確制動(dòng)時(shí)，應(yīng)另行設(shè)置防止滑轉(zhuǎn)的制動(dòng)器， （ 5）某些型式的液壓馬達(dá)必須在回油口具有足夠的背壓才能保證正常工作，并且轉(zhuǎn)速越高所需背壓也越大，背壓的增高意味著油源的壓力利用率低，系統(tǒng)的損失大。液壓泵和液壓馬達(dá)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，主要分為齒輪式、葉片式、柱塞式三大類，要掌握各類泵、馬達(dá)的工作原理、排量與流量的計(jì)算方法，了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 返回本章目錄 習(xí)題 要提高齒輪泵的壓力須解決那些關(guān)鍵問題？通常都采用哪些措施？ 葉片泵能否實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)？請說出理由并進(jìn)行分析。 。 齒輪泵的模數(shù) m=4mm，齒數(shù) z=9，齒寬 B=18mm，在額定壓力下，轉(zhuǎn)速n=2021r/min 時(shí)，泵的實(shí)際輸出流量 Q=30L/min，求泵的容積效率。液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng) 中的重要的執(zhí)行元件之一， 從原理上講，液壓馬達(dá)是液壓泵的逆工況。構(gòu)成液壓泵基本條件是：具有可變的密封容積，協(xié)調(diào)的配油機(jī)構(gòu)，及高、低壓腔相互隔離的結(jié)構(gòu)。 （ 2）馬達(dá)有應(yīng)能正、反運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，就要求液壓馬達(dá)在設(shè)計(jì)時(shí)具有結(jié)構(gòu)上的對稱性。 （ 4）液壓泵的流量具有某種程度的脈動(dòng)性質(zhì)，其脈動(dòng)情況取決于泵的型式及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。隨著排油量的增加，泵的工作壓力根據(jù)負(fù)載大小自動(dòng)增加，泵的最高工作壓力主要受結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用壽命的限制。此處不再贅述。柱塞所作的運(yùn)動(dòng)為復(fù)合運(yùn)動(dòng)，即隨轉(zhuǎn)子 2 旋轉(zhuǎn)的同時(shí)并在轉(zhuǎn)子的柱塞缸孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，定子和配流軸是不轉(zhuǎn)的。配流軸 4 中間有進(jìn)油和回油的孔道，它的配流窗口的位置與導(dǎo)軌曲面的進(jìn)油工作段和回油工作段的位置相對應(yīng)，所以在配流軸圓周上有 2x 個(gè)均布配流窗口。 多作用內(nèi)曲線馬達(dá) 多作用內(nèi)曲線液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)形式很多，就使用方式而言，有軸轉(zhuǎn)、殼轉(zhuǎn)與直接裝在車輪的輪轂中的車輪式液壓馬達(dá)等型式。 這種液壓馬達(dá)的工作原理用圖 來說明，液壓馬達(dá)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 3 套在偏心軸的凸輪上，在它的五個(gè)平面中各嵌裝一個(gè)壓力環(huán) 4，壓力環(huán)的上平面與空心柱塞 2 的底面接觸，柱塞中間裝有彈簧以防止液壓馬達(dá)啟動(dòng)或空載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)柱塞底面與壓力環(huán)脫開，高壓油經(jīng)配流軸中心孔道通到曲軸的偏心配流部分，然后經(jīng)五星輪中的徑向孔，壓力環(huán)，柱塞低部的貫通孔而進(jìn)入油缸的工作腔內(nèi)，在圖示位置時(shí)，配流軸上方的三個(gè)油缸通高壓油，下方的兩個(gè)油缸通低壓回油。 總之，由于配流軸過渡密封間隔的方位和曲軸的偏心方向一致，并且同時(shí)旋轉(zhuǎn)，所以配流軸頸的進(jìn)油窗口始終對著偏心線 o? 的一邊的二只或三只油缸，吸油窗對著偏心線 o? 另一邊的其余油缸，總的輸出扭矩是所有柱塞對曲軸中心所產(chǎn)生的扭矩的疊加，該扭矩使得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)得以持續(xù)下去。 我國的同類型號為 JMZ 型，其額定壓力 16MPa，最高壓力 21MPa，理論排量最大可達(dá) 。低速大扭矩液壓馬達(dá)廣泛用于起重、運(yùn)輸、建筑、礦山和船舶等機(jī)械上。 圖 軸向柱塞馬達(dá)工作原理 從圖 可以看出，當(dāng)壓力油輸入液壓馬達(dá)后，所產(chǎn)生的軸向分力 F 為 pdFa 24?? （ ） 使缸體 3 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的垂直分力為 ??? pt gdtgFF ar 24?? （ ） 單個(gè)柱塞產(chǎn)生的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩為 iri pR tgdRFT ???? s i n4s i n 2?? （ ） 液壓馬達(dá)總的輸出轉(zhuǎn)矩 ?? ?? ?? Ni iNi i pR tgdTT 121 s in4 ??? （ ） 式中 R—柱塞在缸體的分布圓半徑； d—柱塞直徑； i? —柱塞的方位角； N —壓力腔半圓內(nèi)的柱塞數(shù) 可以看出，液壓馬達(dá)總的輸出轉(zhuǎn)矩等于處在馬達(dá)壓力腔半圓內(nèi)各柱塞瞬 時(shí)轉(zhuǎn)矩的總和。下面以圖 所示的軸向柱塞馬達(dá)為例，說明高速馬達(dá)的工作原理，其它形式高速馬達(dá)可進(jìn)行類似分析。 圖 液壓馬達(dá)的特性曲線。 （ 3）容積效率和轉(zhuǎn)速 因馬達(dá)實(shí)際存在泄漏，由實(shí)際流量 q 計(jì)算轉(zhuǎn)速 n時(shí)， 應(yīng)考慮馬達(dá)的容積效率v? 。 （ 2）流量和排量 馬達(dá)入口處的流量稱為馬達(dá)的實(shí)際流量。 液壓馬達(dá)的主要性能參數(shù) （ 1）工作壓力和額定壓力 馬達(dá)入口油液的實(shí)際壓力稱為馬達(dá)的工作壓力，馬達(dá)入口壓力和出口壓力的差值稱為馬達(dá)的工作壓差。常見的液馬達(dá)也有齒輪式，葉片式和柱塞式等幾種主要形式；從轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩范圍分 ,可有高速馬達(dá)和低速大扭矩馬達(dá)之分。 徑向柱塞泵的徑向尺寸大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，自吸能力差，并且配流軸受到徑向不平衡液壓力的作用，易于磨損，這些都限制了它的速度和壓力的提高。 圖 斜軸式軸向柱塞泵的工作原理圖 1流盤； ； 3缸體； 4連桿； 5傳動(dòng)軸； a吸油窗口； b壓油窗口； 徑向柱塞泵 圖 是徑向柱塞泵的工作原理圖，由圖可見， 徑向柱塞泵的柱塞徑向布置在缸體上，在轉(zhuǎn)子 2 上徑向均勻分布著數(shù)個(gè)柱塞孔，孔中裝有柱塞 5；轉(zhuǎn)子 2 的中心與定子 1 的中心之間有一個(gè)偏心量 e。 與斜盤式泵相比較，斜軸式泵由于缸體所受的不平衡徑向力較小，故結(jié)構(gòu) 強(qiáng)度較高可以有較高的設(shè)計(jì)參數(shù)，其缸體軸線與驅(qū)動(dòng)軸的夾角 ? 較大，變量范圍較大；但外形尺寸較大，結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜。變量控制 機(jī)構(gòu)就是這樣依照伺服閥的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)其控制的?；钊?2 的內(nèi)腔構(gòu)成了伺服閥的閥體，并有 c 、 d