【正文】 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。例如曲軸連桿式液壓馬達(dá)，轉(zhuǎn)速提高時(shí)，回油背壓必須顯著增大才能保證連桿不會(huì)撞擊曲軸表面，從而避免了撞擊現(xiàn)象。但過分的提高背壓，會(huì)使液壓馬達(dá)的效率明顯下降。，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(duì)葉片馬達(dá)、軸向柱塞馬達(dá)和擺動(dòng)馬達(dá)的工作原理作一介紹。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(shí)，葉片2因兩面均受液壓油的作用所以不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。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(shí)針的轉(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)定子的長(zhǎng)短徑差值越大，轉(zhuǎn)子的直徑越大，以及輸入的壓力越高時(shí)，葉片馬達(dá)輸出的轉(zhuǎn)矩也越大。葉片7產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為T1，方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。葉片5產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為T2，方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，則： (413)由式(412)、式(413)看出，對(duì)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。ηv；q為液壓馬達(dá)的實(shí)際流量，即進(jìn)口流量。葉片馬達(dá)的體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，因此動(dòng)作靈敏，可適應(yīng)的換向頻率較高。 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。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。F力的大小為：F=pAtanγ式中：γ為斜盤的傾斜角度(176。這個(gè)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。隨著角度φ的變化，柱塞產(chǎn)生的扭矩也跟著變化。液壓馬達(dá)的實(shí)際輸出的總扭矩可用下式計(jì)算：T=ηm從式中可看出，當(dāng)輸入液壓馬達(dá)的油液壓力一定時(shí)，液壓馬達(dá)的輸出扭矩僅和每轉(zhuǎn)排量有關(guān)。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(dòng)工作機(jī)構(gòu)。1. 1.若從油口Ⅰ通入高壓油，葉片2作逆時(shí)針擺動(dòng)，低壓力從油口Ⅱ排出。此類擺動(dòng)馬達(dá)的工作壓力小于10MPa，擺動(dòng)角度小于280176。圖44(b)是雙葉片式擺動(dòng)馬達(dá)。葉片擺動(dòng)馬達(dá)的總效率η=70%～95%，對(duì)單葉片擺動(dòng)馬達(dá)來說。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(dòng)。表42 常見液壓缸的種類及特點(diǎn)圖45雙桿活塞缸 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?；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)成。如圖45(a)所示的為缸筒固定式的雙桿活塞缸。這種安裝形式中，工作臺(tái)的移動(dòng)范圍只等于液壓缸有效行程l的兩倍(2l)，因此占地面積小。由于雙桿活塞缸兩端的活塞桿直徑通常是相等的，因此它左、右兩腔的有效面積也相等，當(dāng)分別向左、右腔輸入相同壓力和相同流量的油液時(shí)，液壓缸左、右兩個(gè)方向的推力和速度相等。雙桿活塞缸在工作時(shí)，設(shè)計(jì)成一個(gè)活塞桿是受拉的，而另一個(gè)活塞桿不受力，因此這種液壓缸的活塞桿可以做得細(xì)些。如圖46所示，活塞只有一端帶活塞桿，單桿液壓缸也有缸體固定和活塞桿固定兩種形式，但它們的工作臺(tái)移動(dòng)范圍都是活塞有效行程的兩倍。如把兩個(gè)方向上的輸出速度v2和v1的比值稱為速度比，記作λv，則λv=v2/v1=1/［1(d/D)2］。在已知D和λv時(shí)，可確定d值。單桿活塞缸在其左右兩腔都接通高壓油時(shí)稱為：“差動(dòng)連接”，如圖47所示。實(shí)際上活塞在運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于差動(dòng)連接時(shí)兩腔間的管路中有壓力損失，所以右腔中油液的壓力稍大于左腔油液壓力，而這個(gè)差值一般都較小，可以忽略不計(jì)，則差動(dòng)連接時(shí)活塞推力F3和運(yùn)動(dòng)速度v3為：F3=p1(A1A2)=p1πd2/4 (424)進(jìn)入無桿腔的流量q1=v3=4q/πd2 (425)由式(424)、式(425)可知，差動(dòng)連接時(shí)液壓缸的推力比非差動(dòng)連接時(shí)小，速度比非差動(dòng)連接時(shí)大，正好利用這一點(diǎn)，可使在不加大油源流量的情況下得到較快的運(yùn)動(dòng)速度，這種連接方式被廣泛應(yīng)用于組合機(jī)床的液壓動(dòng)力系統(tǒng)和其他機(jī)械設(shè)備的快速運(yùn)動(dòng)中。 如圖48(a)所示為柱塞缸，它只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)方向的液壓傳動(dòng)，反向運(yùn)動(dòng)要靠外力。如圖48(b)所示，這種液壓缸中的柱塞和缸筒不接觸，運(yùn)動(dòng)時(shí)由缸蓋上的導(dǎo)向套來導(dǎo)向，因此缸筒的內(nèi)壁不需精加工，它特別適用于行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合。F=pA=pπd2/4 (427)υi=q/A=4q/πd2 (428)(1)增壓液壓缸。它有單作用和雙作用兩種型式，單作用增壓缸的工作原理如圖49(a)所示，當(dāng)輸入活塞缸的液體壓力為p1，活塞直徑為D，柱塞直徑為d時(shí)，柱塞缸中輸出的液體壓力為高壓，其值為：p2=p1(D/d)2=Kp1 (429)式中：K=D2d2，稱為增壓比，它代表其增壓程度。單作用增壓缸在柱塞運(yùn)動(dòng)到終點(diǎn)時(shí)，不能再輸出高壓液體，需要將活塞退回到左端位置，再向右行時(shí)才又輸出高壓液體，為了克服這一缺點(diǎn)，可采用雙作用增壓缸，如圖49(b)所示，由兩個(gè)高壓端連續(xù)向系統(tǒng)供油。伸縮缸由兩個(gè)或多個(gè)活塞缸套裝而成，前一級(jí)活塞缸的活塞桿內(nèi)孔是后一級(jí)活塞缸的缸筒，伸出時(shí)可獲得很長(zhǎng)的工作行程，縮回時(shí)可保持很小的結(jié)構(gòu)尺寸，伸縮缸被廣泛用于起重運(yùn)輸車輛上。圖410伸縮缸伸縮缸的外伸動(dòng)作是逐級(jí)進(jìn)行的。隨著工作級(jí)數(shù)變大，外伸缸筒直徑越來越小，工作油液壓力隨之升高，工作速度變快。圖411齒輪缸(3)齒輪缸。柱塞的移動(dòng)經(jīng)齒輪齒條傳動(dòng)裝置變成齒輪的傳動(dòng)，用于實(shí)現(xiàn)工作部件的往復(fù)擺動(dòng)或間歇進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它是由缸底缸筒缸蓋兼導(dǎo)向套活塞11和活塞桿18組成。活塞11與活塞桿18利用卡鍵1卡鍵帽16和彈簧擋圈17連在一起。桿18和活塞11的內(nèi)孔由密封圈14密封。缸與桿端銷孔與外界連接，銷孔內(nèi)有尼龍襯套抗磨。圖412雙作用單活塞桿液壓缸1—耳環(huán)2—螺母3—防塵圈17—彈簧擋圈5—套15—卡鍵14—O形密封圈12—Y形密封圈9—缸蓋兼導(dǎo)向套10—缸筒11—活塞13—耐磨環(huán)16—卡鍵帽18—活塞桿19—襯套20—缸底由圖可見，液壓缸的左右兩腔是通過油口b和d經(jīng)活塞桿1和15的中心孔與左右徑向孔a和c相通的。在這里，缸蓋18和24是通過螺釘(圖中未畫出)與壓板11和20相連，并經(jīng)鋼絲環(huán)12相連，左缸蓋24空套在托架3孔內(nèi)，可以自由伸縮。缸筒相對(duì)于活塞運(yùn)動(dòng)由左右兩個(gè)導(dǎo)向套6和19導(dǎo)向。缸筒在接近行程的左右終端時(shí)，徑向孔a和c的開口逐漸減小，對(duì)移動(dòng)部件起制動(dòng)緩沖作用。 圖413空心雙活塞桿式液壓缸的結(jié)構(gòu)1—活塞桿2—堵頭3—托架17—V形密封圈14—排氣孔19—導(dǎo)向套7—O形密封圈8—活塞22—錐銷10—缸體120—壓板121—鋼絲環(huán)123—紙墊15—活塞桿125—壓蓋124—缸蓋