【正文】 撥叉 ? 主體部分：傳動軸 6與缸體 7通過花鍵連接而驅動缸體轉動，均勻分布在缸體上的七個柱塞 8繞傳動軸的軸線作牽連旋轉運動；每個柱塞的球頭與滑靴 9鉸接，回程彈簧 4通過內套 鋼球、回程盤 2將滑靴緊緊壓在斜盤及變量頭組件 10上，由于斜盤及變量頭組件的法線方向與傳動軸的軸線方向有一夾角，當缸體旋轉時，柱塞沿缸體上的柱塞孔作相對往復運動，通過配流盤 5完成吸、排油。由于滑靴和配流盤均采用靜壓支承結構，因此具有較高的性能參數(shù)。 (2)結構特點 ? ① 端面間隙的自動補償 ? 由圖可見，使缸體緊壓配流盤端面的作用力，除機械裝置或彈簧作為預密封的推力外，還有柱塞孔底部臺階面上所受的液壓力，此液壓力比彈簧力大得多，而且隨泵的工作壓力增大而增大。 ② 滑靴及靜壓支承結構 ? 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，這種泵稱為點接觸式軸向柱塞泵。一般軸向柱塞泵都在柱塞頭部裝一滑靴，如圖所示，滑靴是按靜壓軸承原理設計的，缸體中的壓力油經過柱塞球頭中間小孔流入滑靴油室 5，使滑靴和斜盤間形成液體潤滑，改善了柱塞頭部和斜盤的接觸情況，有利于提高軸向柱塞泵的壓力和其它參數(shù)，使其在高壓、高速下工作。變量機構有 ： ? 手動變量機構 。 ? 液壓伺服變量機構。 手動伺服變量機構 1拉桿； 2先導閥； 3隨動活塞； 4銷釘； 5變量頭； 6隨動閥外殼 ? 液壓伺服變量機構 ， 完全由液壓元件自動感覺與控制 ， 進行調排量 。 ? 液壓伺服變量機構 斜軸式軸向柱塞泵 ? 圖 ，傳動軸 5的軸線相對于缸體 3有傾角 γ，柱塞 2與傳動軸圓盤之間用相互鉸接的連桿 4相連。 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，故結構強度較高 ，可以有較高的設計參數(shù)， 其缸體軸線與驅動軸的夾角 γ較大，變量范圍較大 ；但外形尺寸較大，結構也較復雜。 ? 在變量形式上， 斜盤式軸向柱塞泵靠斜盤擺動變量 ， 斜軸式軸向柱塞泵則為擺缸變量 ；因此，后者的變量系統(tǒng)的響應較慢。 徑向柱塞泵 ? 圖 2． 23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；在轉子 2上徑向均勻分布著數(shù)個柱塞孔，孔中裝有柱塞 5；轉子 2的中心與定子 1的中心之間有一個偏心量 e。當轉子 2旋轉時，柱塞 5在離心力及機械回程力作用下，它的頭部與定子 1的內表面緊密接觸，由于轉子 2與定子 1存在偏心，所以柱塞 5在隨轉子轉動時，又在柱塞孔內作徑向往復滑動，當轉子 2按圖示箭頭方向旋轉時，上半周的柱塞皆往外滑動，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，柱塞底部的密封工作容積縮小，通過配流軸向外排壓力油。 ?3— 配流軸； ?4— 襯套； ?5— 柱塞； ?6— 吸油腔； ?7— 壓油腔 ? 當移動定子， 改變偏心量的大小時，泵的排量就發(fā)生改變； 當移動定子使偏心量從正值變?yōu)樨撝禃r，泵的吸、排油口就互相調換 ，因此，徑向柱塞泵可以是單向或雙向變量泵，為了流量脈動率盡可能小，通常采用奇數(shù)柱塞數(shù)。 ? 最近發(fā)展起來的帶滑靴連桿 — 柱塞組件的非點接觸徑向柱塞泵，改變了這一狀況。 ? 徑向柱塞泵的平均排量為 ezdV 242??Ve z ndq ??242?泵的實際輸出流量為 ? 液壓馬達是將液壓能轉換為機械能的裝置，可以實現(xiàn)連續(xù)的旋轉運動，其結構與液壓泵相似，并且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，當向泵內輸入壓力油時，其軸就輸出轉速和轉矩成為馬達。 液壓馬達 液壓馬達的扭矩和轉速 ? 馬達入口油液的實際壓力稱為馬達的工作壓力 p 。即 Δp=p－ p出 ? 在馬達出口直接接油箱的情況下，為便于定性分析問題，通常近似認為馬達的工作壓力等于工作壓差。由于馬達實際存在泄漏，由 實際流量 q計算轉速 n時，應考慮馬達的容積效率 ηV。 ηV ? 馬達的輸出轉速等于理論流量 qt與排量 V(每轉排量 )的比值，即 ? n= qt/V= q ηm ? 若馬達的出口壓力為零，入口工作壓力為 p，排量為 V，則馬達的理論輸出轉矩與泵有相同的表達形式，即 馬達的實際輸出轉矩為 ??2pVT tmpVT ??2? 高速液壓馬達 ? 一般來說，額定轉速高于 500r／ min的馬達屬于高速馬達，額定轉速低于 500r／ min的馬達屬于低速馬達。 ? 下面以圖 ，說明高速馬達的工作原理，其它形式高速馬達可進行類似分析。其中，軸向分力 F和作用在柱塞后端的液壓力相平衡，垂直于軸向的分力 Fr使缸體 3產生轉矩，當液壓馬達的進、出油口互換時，馬達將反向轉動，當改變馬達斜盤傾角時，馬達的排量便隨之改變，從而可以調節(jié)輸出轉速或轉矩。 d2 (π/4) d2 (π/4) d2 tanγ ? d—— 柱塞直徑 (m)； φi—— 柱塞的方位角 (186。 ? 可以看出，液壓馬達總的輸出轉矩等于處在馬達壓力腔半圓內各柱塞瞬時轉矩的總和，由于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呈周期性變化，所以液壓馬達輸出的轉矩是脈動的，通常計算馬達的平均轉矩。 ?????????NiiNii RpdTT121s i nt a n4??? 低速大扭矩液壓馬達 ? 低速大扭矩液壓馬達是相對于高速馬達而言的，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 5~10r／ min，輸出扭矩大，可達幾萬 N ? 由于上述特點，它可以直接與工作機構聯(lián)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。 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，國外稱為斯達發(fā)液壓馬達。圖 。 （ 原理演示 ） ? 隨著驅動軸、配流軸轉動，配油狀態(tài)交替變化。 高壓起點 低壓起點 ? 總之，由于配流軸過渡密封間隔的方位與曲軸的偏心方向一致，并且同時旋轉，所以配流軸頸的進油窗口始終對著偏心線 OO1一邊的二只或三只油缸，吸油窗口對著偏心線 OO1另一邊的其余油缸，總的輸出扭矩是疊加所有柱塞對曲軸中心所產生的扭矩，該扭矩使得旋轉運動得以持續(xù)下去。如果將軸固定，進、排油直接通到配流軸中，就能達到外殼旋轉的目的，構成了所謂的車輪馬達。國外把這類馬達稱為羅斯通 (Roston)馬達，國內也有不少產品，并已經在船舶機械、挖掘機以及石油鉆探機械上使用。6彈簧 ? 以防止液壓馬達啟動或空載運轉時柱塞底面與壓力環(huán)脫開。 ? 在圖示位置時，配流軸上方的三個油缸通高壓油，下方的兩個油缸通低壓回油。在工作過程中，這些零件還要起密封和傳力作用。 事實上，只有當五星輪上液壓力達到完全平衡，使得五星輪處于“懸浮”狀態(tài)時，液壓馬達的扭矩才是完全由液壓力直接產生的；否則，五星輪與配流軸之間仍然有機械接觸的作用力及相應的摩擦力矩存在。而從內部的結構來看，根據(jù)不同的傳力方式和柱塞部件的結構可有多種形式，但是，液壓馬達的主要工作過程是相同的。 柱塞底部油腔的進排油由配油軸控制 ， 配油軸上有兩組配油窗口 ， 每組的窗口數(shù)同導軌曲線段數(shù)相同 ， 兩組配油窗口的位置應分別與導軌曲線上的工作區(qū)段和排油區(qū)段的位置嚴格對應 。進排油口互換，則馬達反轉。 即 6倍。 ? 若將液壓馬達的進、出油口對調，液壓馬達將反轉；若將驅動軸固定，則定子、配流軸和殼體將旋轉，通常稱為殼轉工況，變?yōu)檐囕嗰R達。 (3)內曲線馬達排量計算 ? 式中 q — 每轉排油量，ml/r； S — 軌道波峰至波谷的 高度； ? K — 作用數(shù)，即馬達每轉一圈時柱塞往復次數(shù)。 ? 因此，除了在泵的結構設計上盡可能減小吸油管路的液阻外，為了保證泵的正常運行， a)應該使泵的安裝高度不超過允許值； b)避免吸油濾油器及管路形成過大的壓降； c)限制泵的使用轉速在額定轉速以內。 ? 隨著排油量的增加，泵的工作壓力根據(jù)負載大小自動增加，泵的最高工作壓力主要受結構強度和使用壽命的限制。 ? (3)變量泵可以通過調節(jié)排量來改變流量，定量泵只有用改變轉速的辦法來調節(jié)流量，但是轉速的增大受到吸油性能、泵的使用壽命、效率等的限制。 ? (4)液壓泵的流量具有某種程度的脈動性質，其脈動情況取決于泵的形式及結構設計參數(shù)。 ? (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)時存在容積變化，就會產生壓力急劇升高或降低的“困油現(xiàn)象”，從而影響容積效率，產生壓力脈動、噪聲及工作構件上的附加動載荷， 這是液壓泵設計中需要注意的一個共性問題。 ? (2)馬達應能正、反運轉 。 ? (3)液壓馬達的實際工作壓差取決于負載力矩的大小，當被驅動負載的轉動慣量大、轉速高，并要求急速制動或反轉時會產生較高的液壓沖擊，為此， 應在系統(tǒng)中設置必要的安全閥、緩沖閥 。 ? (5)某些形式的液壓馬達必須在回油口具有足夠的背壓才能保證正常工作，并且轉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 。 ? 排量為幾何參數(shù)， 流量則為排量和轉速的乘積 ； ? 實際工作壓力取決于外負載 ，最高壓力和額定壓力則是設計參數(shù)； ? 液壓泵的功率為泵輸出流量和工作壓力的乘積 ，容積效率和機械效率分別反映了液壓泵的容積損失和機械損失。 ? 液壓馬達是液壓系統(tǒng)的重要的執(zhí)行元件之一，它是液壓泵的逆工況，向工作機構提供機械能，并以轉速和扭矩的形式輸出；本章對高速馬達及以曲柄連桿馬達、靜力平衡馬達、多作用內曲線馬達為代表的低速大扭矩馬達的結構原理進行了介紹；所述問題對液壓泵、液壓馬達的選擇、使用有重要意義。 ? (2)泵輸出功率 。 ? (4)馬達輸出功率 。 D M1n1 p1Q1 p2Q2 M2n2 作 業(yè) ? 2． 1 要提高齒輪泵的壓力需解決哪些關鍵問題 ?通常都采用哪些措施 ? ? 2． 2 葉片泵能否實現(xiàn)正、反轉 ?請說出理由并進行分析。 ? 2． 4 齒輪泵的模數(shù) m=4 mm，齒數(shù) z=9，齒寬B=18mm，在額定壓力下，轉速 n=2022 r／ min時，泵的實際輸出流量 Q=30 L／ min，求泵的容積效率。 ,定子曲線長徑 R=49mm，短徑 r=43mm，泵的容積效率 η v=，機械效率 ηm=，泵軸轉速 n=960r／ min，試求： (1) 葉片泵的實際流量是多少 ?(2)葉片泵的輸出功率是多少 ? )()/(]13c o s)(2)(2[c o s)(2)(2336332222WpqNsmBnbzrRrRqV??????????????????????????? ??????出???? ? 2． 6 斜盤式軸向柱塞泵的斜盤傾角 β=20176。 ? qt=πd2zDntan β /4= π 7