5.液压马达的转速

液压马达的转速取决于供液的流量和液压马达本身的排量V，可用下式计算：

nt?qi/V (3-39) 式中： nt──理论转速(r/min)。

由于液压马达内部有泄漏，并不是所有进入马达的液体都推动液压马达做功，一小部分因泄漏损失掉了。所以液压马达的实际转速要比理论转速低一些。

n?nt?V

(3-40)

式中： n──液压马达的实际转速(r/min)；

?V──液压马达的容积效率(%)。

6.最低稳定转速

最低稳定转速是指液压马达在额定负载下，不出现爬行现象的最低转速。所谓爬行现象，就是当液压马达工作转速过低时，往往保持不了均匀的速度，进入时动时停的不稳定状态。 实际工作中，一般都期望最低稳定转速越小越好。

三、叶片式液压马达

1．工作原理

图3-30所示为叶片液压马达的工作原理图。

图3-30 叶片马达的工作原理图

1～7—叶片

当压力为p的油液从进油口进入叶片1和3之间时，叶片2因两面均受液压油的作用所以不产生转矩。叶片1、3上，一面作用有压力油，另一面为低压油。由于叶片3伸出的面积大于叶片1伸出的面积，因此作用于叶片3上的总液压力大于作用于叶片1上的总液压力，于是压力差使转子产生顺时针的转矩。同样道理，压力油进入叶片5和7之间时，叶片7伸出的面积大于叶片5伸出的面积，也产生顺时针转矩。这样，就把油液的压力能转变成了机械能，这就是叶片马达的工作原理。当输油方向改变时，液压马达就反转。

2．结构特点

叶片液压马达与相应的叶片泵相比有以个几个特点：

1）叶片底部有弹簧，以保证在初始条件下叶片能紧贴在定子内表面上，以形成成密封工作腔，否则进油腔和回油腔将串通，就不能形成油压，也不能输出转矩。

2）叶片槽是径向的，以便叶片液压马达双向都可以旋转。

3）在壳体中装有两个单向阀，以使叶片底部能始终都通压力油（使叶片与定子内表面

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压紧)而不受叶片液压马达回转方向的影响。

叶片马达的体积小，转动惯量小，因此动作灵敏，可适应的换向频率较高。但泄漏较大，不能在很低的转速下工作，因此，叶片马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。

四、轴向柱塞式液压马达

轴向柱塞马达的结构形式基本上与轴向柱塞泵一样，故其种类与轴向柱塞泵相同，也分为直轴式轴向柱塞马达和斜轴式轴向柱塞马达两类。 轴向柱塞马达的工作原理如图3-31所示。

图3-31 斜盘式轴向柱塞马达的工作原理图

当压力油进入液压马达的高压腔之后，工作柱塞便受到油压作用力为pA(p为油压力，

A为柱塞面积)，通过滑靴压向斜盘，其反作用为N。N力分解成两个分力，沿柱塞轴向分力p，与柱塞所受液压力平衡；另一分力F，与柱塞轴线垂直向上，它与缸体中心线的

距离为r，这个力便产生驱动马达旋转的力矩。F力的大小为：

F?pAtan? (3-41)

式中： ?──斜盘的倾斜角度(°)。�� 这个F力使缸体产生扭矩的大小，由柱塞在压油区所处的位置而定。设有一柱塞与缸体的垂直中心线成?角，则该柱塞使缸体产生的扭矩T为：

T?Fr?FRsin??pARtan?sin? (3-42) 式中： R──柱塞在缸体中的分布圆半径(m)。

随着角度?的变化，柱塞产生的扭矩也跟着变化。整个液压马达能产生的总扭矩，是所有处于压力油区的柱塞产生的扭矩之和，因此，总扭矩也是脉动的，当柱塞的数目较多且为单数时，脉动较小。

液压马达的实际输出的总扭矩可用下式计算：

T??m??pV/2? (3-43) 式中： ?p──液压马达进出口油液压力差(N/m2)；

V──液压马达理论排量(m3/r)；

?m──液压马达机械效率。

从式中可看出，当输入液压马达的油液压力一定时，液压马达的输出扭矩仅和每转排量有关。因此，提高液压马达的每转排量，可以增加液压马达的输出扭矩。改变输入油液方向，可以改变液压马达转动方向。

轴向柱塞式液压马达结构简单，体积小，重量轻，工作压力高，转速范围宽，低速稳定性好，启动机械效率高。

一般来说，轴向柱塞马达都是高速马达，输出扭矩小，因此，必须通过减速器来带动工作机构。如果我们能使液压马达的排量显著增大，也就可以使轴向柱塞马达做成低速大扭矩马达。

五、摆动马达

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摆动液压马达的工作原理见图3-32。

图3-32 摆动缸摆动液压马达的工作原理图

图3-32(a)是单叶片摆动马达。若从油口Ⅰ通入高压油，叶片作逆时针摆动，低压油从油口Ⅱ排出。因叶片与输出轴连在一起，输出轴摆动同时输出转矩、克服负载。

此类摆动马达的工作压力小于10MPa，摆动角度小于280°。由于径向力不平衡，叶片和壳体、叶片和挡块之间密封困难，限制了其工作压力的进一步提高，从而也限制了输出转矩的进一步提高。

图3-32(b)是双叶片式摆动马达。在径向尺寸和工作压力相同的条件下，分别是单叶片式摆动马达输出转矩的2倍，但回转角度要相应减少，双叶片式摆动马达的回转角度一般小于120°。

综上所述液压马达与液压泵相比： （1）相同点

均是利用“密封”容积的交替变化进行工作的，均需要有配流装置，油箱要和大气相通；工作中均会产生困油现象和径向不平衡力、液压冲击和液体泄漏等现象；两者都是能量转换装置；理论上他们的输入与输出量具有相同的数学关系式；两者重要的参数都是压力和流量。

（2）不同点

驱动动力不同：液压泵是电机带动，液压马达是液体压力驱动。

结构不同：液压泵为保证其性能，一般是非对称结构；液压马达需要正反转，结构必须具有对称性。

自吸能力要求不同：马达依靠压力油工作，不需要有自吸能力，而液压泵必须要有自吸能力。

泄漏形式不同：液压泵采用内泄漏形式，马达必须采用外泄漏式结构。

容积效率不同：为了提高马达的机械效率，其轴向间隙补偿装置的压紧力比液压泵小，所以液压马达容积效率比液压泵低。

思考题和习题

3-1 由图3-1说明液压泵的工作原理。液压泵完成吸油和压油必须具备什么条件？为什么将各类液压泵都

称为容积式液压泵？

3-2 液压泵按其结构不同，可分为哪几类？液压泵的图形符号有哪几个？其结构与其表示的图形符号有什

么关系？

3-3 什么是液压泵的额定压力和额定流量？液压泵在使用时，其实际工作压力和实际流量是否允许达到泵

的额定压力和泵的额定流量？

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3-4 机械功率P等于力F与速度?的乘积，即P?F?。液压功率P与液体的压力p和流量qV有什么

关系？

3-5 新型号的液压泵产品说明书中，除原来规定的参数数值（如额定压力、额定压力损失、排量、容积效

率、总效率）外，还向用户提供了液压泵的性能曲线；对某些变量泵，为了显示整个允许范围内的全性能，还提供什么资料？这些资料表示了泵的哪些性能？对用户有什么作用？

3-6 叶片泵为什么能得到最广泛的应用？目前所用中压叶片泵、中高压叶片泵和高压叶片泵的额定压力范

围各是多少？

3-7 双作用定量叶片泵的定子内表面，其过渡曲面的母线是什么曲线？采用这种曲线的片槽要后倾？ 3-8 为什么双作用定量叶片泵的叶片及叶片槽要前倾？而限压式变量叶片泵的叶片及叶片槽要后倾？ 3-9 一般叶片泵的转速不能低于500r/min，这是为什么？

3-10 双作用式定量叶片泵的容积效率和总效率各是多少？这种泵的转速是多少？其排量范围为多大？这

种泵在安装时，其吸油口和压油口的相对位置能否根据需要而改变？ 3-11 双联叶片泵有什么优点？它常用在什么场合下？说明YB-10/25的含义。 3-12 中高压叶片泵结构的主要特点是什么？提高叶片泵压力的主要措施有哪几种？

3-13 外啮合齿轮泵有哪些公优缺点？低压齿轮泵、中高压齿轮泵和高压齿轮泵的压力范围各是多少？ 3-14 什么是齿轮泵的困油现象？困油现象有什么危害？用什么方法减小或较好地解决齿轮泵的困油问

题？

3-15 中高压齿轮泵的结构主要有哪些特点？

3-16 径向柱塞泵和轴向柱塞泵各有什么优缺点？各适用于什么场合？

3-17 已知某一液压泵的排量V=100mL/r，转速n=1450r/min，容积效率?V=0.95，总效率?=0.9，泵输出

油的压力p=10MPa。求泵的输出功率P0和所需电动机的驱动功率Pi各等于多少？

3-18 已知一齿轮泵的参数为：齿轮模数m?4mm，齿数z?12，齿宽b?32mm，泵的容积效率?V?0.8，

机械效率?m?0.9，转速n?1450r/min，工作压力p?2.5MPa。试计算齿轮泵的理论流量、实际流量、输出功率及电动机的驱动功率各是多少？

3-19 某组合机床动力滑台的液压系统采用双联叶片泵YB-40/6。快速进给时，两泵同时供油，工作压力为

10×105Pa；工进时大流量泵卸荷，卸荷压力为3×105Pa，系统由小流量泵供油，工作压力为45×105Pa.若泵的总效率为0.8，求该双联泵所需的电动机功率为多少？

3-20 某变量叶片泵，其转子的外径d?83mm，定子的内径D?89mm，定子宽度b?30mm。求：1）当泵的排量V?16mL/r时，定子与转子的偏心量e?？2）泵的最大排量V?？

3-21 一轴向柱塞泵，其斜盘的倾角??22?30?，柱塞直径d?22mm，柱塞分布圆直径D?68mm，柱塞数

z?7。若泵的容积效率?V?0.98，机械效率?m?0.9，转速n?960r/min，输出压力p?10MPa，试

求泵的理论流量、实际流量和泵的输入功率各等于多少？

3-22 液压马达的时油压力为10×106Pa，排量为200mL/r，总效率??0.75，机械效率?m?0.9。试计算：1）

该液压马达能输出的理论转矩；2）若马达的转速为500r/min，则输入液压马达的理论流量应为多少？3）若外负载为200N·m(n?500r/min)时，该液压马达的输入功率和输出功率各为多少？

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