液壓馬達(dá)的分類(lèi)及性能參數(shù)

1. 液壓馬達(dá)的作用和分類(lèi)

    從能量轉(zhuǎn)換的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看，液壓泵與液壓馬達(dá)是可逆工作的液壓元件，向任何一種液壓泵輸人工作液體，都可使其變成液壓馬達(dá)工況；反之，當(dāng)液壓馬達(dá)的主軸由外力矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，也可變?yōu)橐簤罕霉r。因?yàn)樗鼈兙哂型瑯拥幕窘Y(jié)構(gòu)要素——密閉而又可以周期變化的容積和相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)。

    但是，由于液壓馬達(dá)和液壓泵的工作條件不同，對(duì)它們的性能要求也不一樣，所以同類(lèi)型的液壓馬達(dá)和液壓泵之間，仍存在許多差別。首先，液壓馬達(dá)應(yīng)能夠正、反轉(zhuǎn)，因而要求其內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)；液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍需要足夠大，特別對(duì)它的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速有一定的要求，因此它通常都采用滾動(dòng)軸承或靜壓滑動(dòng)軸承；其次，液壓馬達(dá)由于在輸入壓力油條件下工作，因而不必具備自吸能力，但需要一定的初始密封性才能提供必要的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于存在著這些差別，使得液壓馬達(dá)和液壓泵在結(jié)構(gòu)上比較相似，但不能可逆工作。

    液壓馬達(dá)按其結(jié)構(gòu)來(lái)分可以分為齒輪式、葉片式、柱塞式等幾種，按額定轉(zhuǎn)速可分為高速和低速兩大類(lèi)。額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的屬于高速液壓馬達(dá)，額定轉(zhuǎn)速低于500r/min的屬于低速液壓馬達(dá)。高速液壓馬達(dá)的基本形式有齒輪式、螺桿式、葉片式和軸向柱塞式等。它們的主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速較高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，便于啟動(dòng)和制動(dòng)，調(diào)節(jié)（調(diào)速及換向）靈敏度高。通常高速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩不大，所以又稱(chēng)為高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。低速液壓馬達(dá)的基本形式是徑向柱塞式，此外在軸向柱塞式、葉片式和齒輪式中也有低速的結(jié)構(gòu)形式，低速液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)是排量大、體積大轉(zhuǎn)速低（有時(shí)可達(dá)每分鐘幾轉(zhuǎn)甚至零點(diǎn)幾轉(zhuǎn)），因此可直接與工作機(jī)構(gòu)連接，不需要減速裝置，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，通常低速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩較大，所以又稱(chēng)為低速大轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。

2. 液壓馬達(dá)的性能參數(shù)

    1．液壓馬達(dá)的客積效率和轉(zhuǎn)速

    在液壓馬達(dá)的各項(xiàng)性能參數(shù)中，壓力、排量、流量等參數(shù)與液壓泵同類(lèi)參數(shù)有相似的含義，其原則差別在于：在泵中它們是輸出參數(shù)，在液壓馬達(dá)中則是輸入參數(shù)。

    在不考慮泄漏的情況下，液壓馬達(dá)每轉(zhuǎn)所需要輸入的液體體積稱(chēng)為液壓馬達(dá)的排量VM，單位時(shí)間所需輸入的液體體積稱(chēng)為液壓馬達(dá)的理論流量qTm即真正轉(zhuǎn)換成輸出轉(zhuǎn)速所需的流量，則

                               qTm=VMnM                          (4-1)

但由于液壓馬達(dá)存在泄漏，故實(shí)際所需流量應(yīng)大于理論流量。設(shè)液壓馬達(dá)的泄漏量為q，則實(shí)際供給液壓馬達(dá)的流量為

                         qM=qtM+△q                        (4-2)

  液壓馬達(dá)的容積效率ηVM為理論流量qtM比實(shí)際流量qM，即

                         ηVM=qtM/qM=(VMnM)/qM                    (4-3)

  液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速nM公式為

                           nM=(qM/Vm) ηVM                     (4-4)

    衡量液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速性能好壞的一個(gè)重要指標(biāo)是最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，它是指液壓馬達(dá)在額定負(fù)載下不出現(xiàn)爬行（抖動(dòng)或時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停）現(xiàn)象的最低轉(zhuǎn)速。在實(shí)際工作中，一般都希望最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越小越好，這樣就可以擴(kuò)大液壓馬達(dá)的變速范圍。

    2．液壓馬達(dá)的機(jī)械效率和轉(zhuǎn)矩

    因液壓馬達(dá)存在摩擦損失，使液壓馬達(dá)輸出的實(shí)際轉(zhuǎn)矩TM小于理論轉(zhuǎn)矩TtM，設(shè)由摩擦造成的轉(zhuǎn)矩?fù)p失為△TM，則TM=TtM-△TM，液壓馬達(dá)的機(jī)械效率ηmM為實(shí)際輸出轉(zhuǎn)矩TM與理論轉(zhuǎn)矩TtM的比值，即

                              ηmM=TM/TtM                       (4-5)

  則液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為

                        TM=TtMηmM=(△pVM/2π) ηmM              (4-6)

式中，△p為液壓馬達(dá)進(jìn)、出口處的壓力差。

    3．液壓馬達(dá)的總效率

    液壓馬達(dá)的總效率為液壓馬達(dá)的輸出功率PoM與液壓馬達(dá)的輸入功率PiM之比，即

                       ηM=PoM/PiM=T2πnM/pq=ηVMηmM              (4-7)

    由上式可知，液壓馬達(dá)的總效率等于液壓馬達(dá)的容積效率ηVM與液壓馬達(dá)的機(jī)械效率ηmM的乘積。