您现在的位置: www.hg0080.com > 液压马达 >

液压马达选型必备

  液压马达选型必备_机械/仪表_工程科技_专业材料。第二章液压马达 液压马达是把液体的压力能转换为机械能的拆 置。从大道理上讲,液压泵能够做液压马达用。 马达的符号 单感化马达 单感化可变量马达 双感化马达 双感化可变量马达

  第二章液压马达 液压马达是把液体的压力能转换为机械能的拆 置。从大道理上讲,液压泵能够做液压马达用。 马达的符号 单感化马达 单感化可变量马达 双感化马达 双感化可变量马达 泵取马达正在布局上的区别: 1、液压泵低压腔压力一般空,为了改善吸油 机能,和抗汽蚀的能力,凡是把进油口做的比排油 口大,而液压马达回油腔的压力稍高于大气压力。 2、液压马达需要正反转,布局应对称,而液压泵 单向扭转。 3、对于轴承体例及润滑,应正在很宽的速度范 围内都能一般工做。如低速时采用滚动轴承、静压 轴承,而高速时采用动压轴承。 4、液压马达最低不变转速要低,最低不变转速是 马达的一个主要手艺目标。 5、马达要有较大的起动扭矩。如齿轮马达的轴向 弥补压紧系数要比泵取的小的多,以减小。 6、液压泵要求有自吸能力,马达无这一要求。 7、叶片泵是靠叶片跟转子一路高速扭转发生的离 心力使叶片取定子贴紧起到封油感化,构成工做容 积。若将其当马达用,无力使叶片贴紧定子,起不 了封油感化,进油腔和压油腔会连通,无法起动。 因为上述缘由,良多类型的泵和马达不克不及互逆通用。 第一节液压马达的分类 液压马达可分为高速马达(500rpm)和低 速马达(500rpm)。 高速马达有:齿轮马达、螺杆马达、和轴向 柱塞马达,高速马达具有动弹惯量小,便于起动、 制动,输出扭矩不大。 低速马达:径向柱塞马达。其特点是排量大, 体积大,转速低,输出扭矩大称低速大扭矩马达。 第二节液压马达的次要工做参数 和利用机能 一、液压马达的输入参数 1、流量Q 2、进出口压差 ?p 3、输入功率 N1 = ?p ? Q 二、马达的理论转速 马达的理论转速 Q nt = q 此中q为马达的理论排量 ,即 η v = 1 时,马达 转一转时所需工做介质的体积。 三、液压马达输出的理论扭矩 ?pq Mt = 2π 四、理论输出功率 N t = N1 = ?p ? Q ?p 为高压腔和低压腔的压差, Q为现实流量。 五、容积丧失 ?Q 和容积效率ηv 液压马达的容积效率: η v Qt = Q Q = Qt + ?Q Q——输入马达的现实流量。 ?Q ——单元时间内马达内部各间隙泄露所惹起的 损耗量。 Qt ——无容积丧失时,达到设想转速所需要的理 论输入流量。 六、机械丧失和机械效率ηm M ηm = Mt M = M t ? ?M 现实输出扭矩 ?M ——摩擦惹起的扭矩丧失 七、总效率η η = η mη v 八、马达的现实转速 Q n = ntη v = η v q 九、现实输出扭矩M M = M tηm 十、现实输出功率 N = Ntη = ?p ? Q ?η 十一、起动特征 马达的起动特征由起动扭矩和起动机械效率来描述。 起动扭矩:马达由静止形态起动时马达轴上输出的 ?p 扭矩。其值正在必然的前提下小于运 行形态下的扭矩 起动机械效率: ηm 0 M0 = Mt M t 为理论扭矩 现实工做中,都但愿起动机能好一些,即但愿起动 扭矩和起动机械效率尽可能大一些。 十二、马达最低不变转速 液压马达正在额定负荷下,不呈现爬行(发抖和 时转时停)现象的最低转速。 呈现爬行现象的缘由: (力的大小取 ?p ,工做 1、力大小不不变 液粘度 ? ,q,及马达的布局相关。) 2、理论扭矩不服均 3、泄露量不不变 (泄露量的大小取 ? p ,工做液粘 度 ? ,q,马达的布局及加工拆卸质量等相关。) 液压马达正在转速高时,其动弹部门及所 带的负载动弹惯量大,上述影响不较着;而正在 低转速时,其动弹部门及所带的负载动弹惯量 小,所以上述影响比力较着,因此呈现动弹不 平均、发抖或时转时停的现象。 现实工做时,一般但愿最低不变转速越 小越好,如许就能够扩大马达的变速范畴。 分歧形式液压马达的最低不变转速大致如下: 多感化内曲线rpm 曲轴连杆马达:2~3rpm 静压均衡马达:2~3rpm 轴向柱塞马达:30~50rpm,有的可低至2~5rpm 高速叶片马达:50~100rpm 低速大扭矩叶片马达约为5rpm 齿轮马达的低速机能最差,其最低不变转速一般 正在200~300rpm,个体可到50~100rpm。 十三、最高利用转速 1、受利用寿命,转速提高,马达的磨损加剧。 2、受机械效率的,转速提高后, Q增大,v 会增大,水力丧失添加。 3、某些马达的转速受背压(如曲轴连杆式 马达),转速太高时,回油腔无背压,易产 生脱空和撞击等。 十四、制动机能 将马达的进出油口堵截后,理论上,输出轴应 完全不动弹,但此时负载力为自动力,正在负载力的 感化下,马达变为泵工况,泵工况的出油口为高压 腔,油从此腔向外泄露,使马达迟缓动弹,密封性 好则滑动速度低,柱塞马达的制动机能最好。 十五、马达的寿命 马达的寿命次要取决于轴承的寿命。 十六、工做平稳性及噪声 1、马达工做平稳性用理论扭矩的不服均系数 δ M 来评价。流量的脉动导致扭矩的不服均。 2、噪声: (1)机械传动、振动发生的噪声; (2)压力、流量脉动,困油容积变化,,汽蚀 发生噪声。 有时将马达的泄露口放正在壳体的最上端,使动弹 部门浸正在油中。如许虽然添加了一些搅动丧失,但数 值很小,相反,因为较着增大了抗振阻尼,可正在必然 程度上削弱液压马达的振动和噪声。 第三节高速马达 一、外啮合齿轮马达 两种齿轮马达 外啮合齿轮马达工做道理图 1、工做道理 处于高压腔内的所有轮齿均遭到压力油的感化, 每个齿轮上处于高压腔的各个齿面所受切向力对 轴的力矩是不均衡的。两个齿轮遭到的切向力产 生的力矩别离为 M 1 M 2 ;同理,处于低压腔各 齿面的液压力也是不均衡的,其反向力矩别离为 M 1 M 2 齿轮1上的不均衡力矩 M 1 = M 1 ? M 1 齿轮2上的不均衡力矩 M2 = M2 ? M2 所以马达轴 R1 发生的总扭矩为: M = M1 + M2 R2 R1 R2 为节圆半径 正在此扭矩的感化下,降服负载力矩而扭转。跟着齿 轮的扭转,油液被带到低压腔排出。 2、次要机能参数 a.排量q:取外啮合齿轮泵排量公式不异。 b.理论瞬时角速度: Bω1 R1 2 R1 2 2 Qsh = [2R1 (h1 + h2 ) + h1 + h2 ? (1 + ) f ] 2 R2 R2 f——啮合点到节点的距离 2Qsh ωsh = R1 2 R1 2 2 B[2R1 (h1 + h2 ) + h1 + h2 ? (1+ ) f ] R2 R2 c.角速度脉动频次 fω : fω = z n 式中z为马达扭矩输出齿轮的齿数,n为马达扭 矩输出齿轮的转速(r/s)。 d.角速度不服均系数: ωshmax ?ωshmin δω = = δQ ωt 角速度脉动频次和角速度不服均系数都是 评价瞬时角速度质量的目标。 理论瞬时扭矩: 1 R1 2 R1 2 2 M sh = B?p[2 R1 ( h1 + h2 ) + h1 + h2 ? (1 + ) f ] 2 R2 R2 理论平均扭矩: ?p ? q Mt = 2π e.效率: η = η vη m Q ? ?Q 容积效率 η v = Q 齿轮马达的泄露较泵为大。 机械效率 η m M = M t 3、设想齿轮马达的留意事项 a、马达的内部布局应对称,正反转机会能不受 影响; b、低压腔的油液由齿轮挤出,压力稍大于大气 压,不会发生汽蚀现象; c、齿轮马达必需有零丁的泄露通道,将轴承部门 的泄露油引到壳体外,因马达的回油压力略高于 大气压,若是引入到低压腔,则所有泄露通道均 受油压力,可能使轴端的反转展转密封失效,当马达 反转时,本来的回油腔成了高压腔,该泄露通道 及轴端的密封前提就更恶劣了。 d、改善马达的起动机能并降低最低不变转速。 改善起动机能:降低起动力矩,减小启动压 力,缩小“不动区(如下页图所示)”。 (1)采用滚针轴承,滚针轴承比滑动轴承的起 动力矩小的多 (2)减小径向力,减小轴承负荷 (3)改善润滑前提和冷却前提。出格是启动润 滑 (4)削减间隙弥补的压紧系数。改善 最低稳 定转速:不呈现爬行,对齿轮马达添加齿数。 e.马达齿数应比齿轮泵稍多 马达不动区示企图 4、齿轮马达的分类 a、固定间隙式:面弥补,起动机能好,但 容积效率低; b、轴向间隙弥补式:起动时,压力尚未成立,贴 紧力较小,力矩小,容积效率高; c、轴向径向弥补式:轴向径向减小面,径向 力减小,起动机能好,容积效率高,压力级提 高。 5、齿轮马达的使用范畴 齿轮马达的脉动很大,低速不变性差,噪声大, 因此了它的使用范畴,但其布局简单,尺寸 小分量轻,高速运转时 ?M 取负载的扭矩比拟甚 小,次要使用正在农林机械和工程机械上。 二、摆线、表里转子式摆线马达 为了起动扭矩,中高压时不采用浮动侧板 ,提高加工精度,考虑马达必需正反转,一般 采用二个泄露阀。 特点: 尺寸小,分量轻,零件少,工做压力高 (14~21MPa),调速范畴大,调速比可达 100摆布,最高转速2000~2700rpm。输出扭 矩不大。 2、转子式摆线马达 特点: 布局简单,体积小,分量轻,转速范畴宽,力矩 分量比大,价钱廉价,利用靠得住,低速不变性好。 P:2~31.5MPa n :5~1000rpm η:85% M:55~1950Nm 三、叶片马达 1、工做道理: 液压推力发生扭矩。 单叶片动画 动画 2、瞬时扭矩: n B?p 2 2 M sh = [( R ? r )ωsh ? 2S ∑vi ] ωsh i =1 vi ——叶片径向瞬时速度。 3、输入马达的瞬时流量: dρ Qsh = Bω sh [( R ? r ) ? 2S ∑ ( )i ] i =1 d ? 2 2 n 4、布局特点: a、马达叶片用弹簧推出,防止凹凸压腔; b、叶片安放角为 θ = 0,顶端对称倒角,以顺应 正反转; c、叶片底部通高压油,取定子靠得住接触。 四、轴向柱塞马达 1、工做道理 取轴向柱塞泵不异,因为有高压油把柱塞推向 斜盘,故有此马达没采用回程弹簧。 2、马达的扭矩 柱塞数z为奇数时: M sh π cos( ? ?1 ) π 2 2z = d Rtgα ( p ? p0 ) π 8 sin( ) 2z 动画 柱塞数z为偶数时: M sh π cos( ? ?1 ) π 2 z = d Rtgα ( p ? p0 ) π 8 sin( ) z 3、理论扭矩 q?p 1 2 Msh = = d Rtgα z( p ? p0 ) 2π 8 4、现实输出扭矩 1 2 M = d Rtgα z ( p ? p0 )ηm 8 第四节低速大扭矩液压马达 低速大扭矩液压马达次要包罗以下几种: 1、单感化连杆型径向柱塞马达:制制容易,分量体 积大,扭矩脉动大,径向受力不均衡,低速不变性 差,约3rpm。 2、单感化无连杆型径向柱塞马达:用偏疼轮取代曲 轴。 3、多感化内曲线径向柱塞马达:体积小,分量轻, 径向受力均衡,扭矩脉动小,起动效率高,低速稳 定性好,制制加工坚苦。 一、单感化连杆型径向柱塞马达 1、工做道理 采用轴配流,扭矩靠偏疼距发生。额定压力 21MPa,最高可达31.5MPa,曲轴靠切向力,高 低压腔由配流轴分隔。 改变偏疼距可改变马达排量;连杆取偏疼轮之间 采用静压支持。 2、马达排量 π 2 q = d (2 e ) z 4 此中e为偏疼距 3、扭矩及其平均性阐发 理论扭矩: pq z Mt = = pe 2π π 扭矩不服均系数: (M sh )max ? (M sh )min δM = Mt a.柱塞数z为奇数时: M sh 3 cos( β ? ?1 ) 1 e sin(2? ? β ) π 2 2 1 = ρ d e[ + ] β 4 2 r + a 2cos β 2sin 2 b.柱塞数z为偶数时 π 2 cos(β ??1) Msh = ρ d e 4 sin β Z为5时,不服均系数为7.5%。 Z为6时,不服均系数为14%。 Z为7时,不服均系数为28%。 二、多感化内曲线径向柱塞马达 内曲线马达具有尺寸小,分量轻,径向受力均衡, 扭矩脉动小,起动效率高,并能正在很低转速下不变 工做。很多部分普遍使用。 道理:具有特殊内曲线的凸轮环使每个柱塞正在缸体 每转一转中来去活动多次的径向柱塞马达。(内曲 线马达感化N次,称为N感化内曲线马达。) 动画