单作用径向柱塞液压马达典型结构
液压与气动技术(第二版)—按章节课件02 第二节 液压马达
3.柱塞式液压马达 柱塞式液压马达有轴向式和径向式两种，径向式由于结构尺 寸较大。 （1）径向柱塞式液压马达 图3-24所示为多作用内曲线径向柱塞式液压马达。当压力油 经固定的配流轴6的窗口进入缸体内柱塞的底部时，柱塞向外伸 出，紧紧顶住定子的内壁，由于定子的内壁为曲面，所以在柱塞 与定子接触处，定子对柱塞的反作用力为F。F力可分解为径向 力Fr 和切向力Ft 两个分力。其中Ft力对缸体产生一转矩，使缸体 旋转。缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。
第三章 液压执行元件
第二节 液压马达
主要内容：
液压马达的类型和性能参数 液压马达的工作原理与结构 液压马达的选用 液压马达的常见故障及排除
液压马达是将液体的压力能转换成旋转运动机械能的转换元 件，它能起到与电动机相类似的作用，因而在液压设备中被广泛 应用。 一、液压马达的类型与性能参数
1. 液压马达的类型
所以，齿轮式液压马达一般用于低精度、低负载的工程机 械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。
2. 叶片式液压马达 如图3-22（a）所示为叶片式液压马达的实物图，图3-22（b） 所示为其工作原理图。当压力油进入压油腔后，在叶片1、3上 一面作用有压力油，另一面为低压回油。由于叶片3伸出的面 积大于叶片1伸出的面积，所以液体作用于叶片3上的作用力大 于作用于叶片1上的作用力，从而由于作用力不等而使叶片带 动转子作逆时针方向旋转。
液压马达的图形符号如图3-20所示。
2.液压马达的特点
（1）液压马达的排油口压力稍大于大气压力，进、出油口直径 相同。 （2）液压马达往往需要正、反转，所以在内部结构上应具有对 称性。 （3）在确定液压马达的轴承形式时，应保证在很宽的速度范围 内都能正常工作。 （4）液压马达在启动时必须保证较好的密封性。 （5）液压马达一般需要外泄油口。 （6）为改善液压马达的起动和工作性能，要求扭矩脉动小，内 部摩擦小。
第三章 液压马达解读
配流轴圆周均布2x 个配流窗口，其中x 个窗口对应于 a段，通高压油，x 个窗口对应于b段，通低压油（x≠z )；
输出轴 ，缸体与输出轴连成一体。
13
• 排量公式 v =（πd 2/4）sxyz
– s 为柱塞行程； x 为作用次数； y 为柱塞排数； z 为每排柱塞数 。
• 应用 转矩脉动小，径向力平衡，启 动转矩大，能在低速下稳定运转，普 遍用于工程、建筑、起重运输、煤矿、 船舶、农业等机械中。
接方式被称为差动连接。
27
两腔进油,差动联接
A1 A2
A1 A2
F3 F3
P1
v3
ΔP
等效
P1
v3
q
q
活塞的运动速度为：
(c)差动联接
？
q 4q v3 v 2 v A1 A2 d
在忽略两腔连通油路压力损失的情况下，差动连 接液压缸的推力为：
2 F3 p1 ( A1 A2 ) m d p1 v 4
24
A1
A2
有杆腔进油
P1 P2
F2
q
v2
(b)有杆腔进油
活塞的运动速度 v2 和推力 F2 分别为:
q 4q v2 v v 2 2 A2 (D d )
2 2 F2 ( p2 A2 p1 A1 ) m [( D d ) p2 D 2 p1 ] m 4
14
液压泵及液压马达的工作特点
液压泵的工作特点
液压泵的吸油腔压力过低将会产生吸油不足、
异常噪声，甚至无法工作。 液压泵的工作压力取决于外负载，为了防止 压力过高，泵的出口常常要采取限压措施。 变量泵可以通过调节排量来改变流量，定量 泵只有用改变转速的办法来调节流量。 液压泵的流量脉动。 液压泵（齿轮泵） “困油现象”。
液压马达第一节液压马达的结构特点和主要技术参数
一 齿轮式马达的工作原理和技术参数
1、工作原理（如图1-4-2）
2、技术参数的计算
（1）排量
qM 2m2 zB
（2）平均输出转速
nM
（3）平均输出扭矩
QM qM
vm
M M PM qM mM
二 叶片式马达的工作原理及结构特点
1、双作用式叶片马达的工作原理（如图1-4-3）
2、技术参数计算
（1）排量 qM
2、流量控制阀：控制和调节系统流量，从而改变 执行机构的运动速度。主要有节流阀，调速阀和分 流阀等。
3、方向控制阀：用于控制和改变系统中工作液体的 流动方向，以实现执行机构运动方向的转换。方向 控制阀可分为二通、三通、四通和多通阀等。操纵 方式有：手动、液压、电液、电磁和机械换向。
1、普通油路连接时
F推
4
D2
p
F拉
（D 2
4
d 2）p
V推 Q
D2
4
V拉 Q
（D2 d 2）
4
2、差动连接时
F d2p
4
V Q d2
4
由此可见，单活塞杆推力油缸在
差动连接时，伸出速度更高，但推力却小得多。
二 、双伸缩液压缸
组成：一级缸、二级缸பைடு நூலகம்活柱、大小导向套、底阀和
大小活塞等组成。如图1-5-4
第四章 液压马达
第一节 液压马达的结构特点和主要技术参数
一、结构特点和分类
液压马达是液压系统的一种执行元件（另一种 是液压缸）。它将液压泵提供的液体压力能转变为 其输出轴的机械能（扭矩和转速）。从能量观点看， 马达和泵是可逆的，即泵可做马达用，反之亦然。 由于用途和工作条件不同，对它们的性能要求也不 一样，所以相同结构类型的泵、马达之间存在差别。
常用液压马达的检修工艺方法
常用液压马达的检修工艺方法液压泵的作用是将电动机输出的机械能转换为液压油的压力能，即输出高压力的液压油。
反之，如果将高压力的液压油输入液压泵（如齿轮泵），则液压泵便可输出机械能（扭矩）而成为液压马达。
即液压泵和液压马达原则上是可逆的，且结构上也有相似之处。
一、齿轮液压马达的检修和齿轮泵一样，齿轮液压马达由于密封性差、容积效率较低和低速稳定性差等缺点，一般多用于高转速低扭矩的场合。
关于齿轮液压马达的检修工艺及调整数据（如间隙、跳动量、窜动量等）与齿轮泵基本相同。
齿轮液压马达检修后，还应符合以下参数要求：（1）齿轮液压马达两齿轮修复后，齿轮两端面与齿轮轴中心孔的垂直度误差为0.01mm，两端面的平行度误差为0.005mm。
（2）齿轮端面的表面粗糙度为Ra0.4μm，齿轮齿面的表面粗糙度为Ra0.6μm，壳体修复后，壳体内壁的表面粗糙度为Ra0.8μm，壳体内壁孔两端面的平行度误差为0.005mm，端面的表面粗糙度为Ra0.8μm。
二、轴向柱塞液压马达的检修如下图所示，轴向柱塞液压马达不但转速较高，而且其变速范围较宽，且能和变量泵组成开式或闭式液压系统，在工程机械上有广泛的应用。
轴向柱塞液压马达1—单向阀2—变量壳体3—变量活塞4—刻度盘5—销轴6—伺服活塞7—拉杆8—变量头9—回程盘10—外套11—缸体12—配油盘13—传动轴14—进口或出口15—柱塞16—弹簧17—滑靴轴向柱塞液压马达的检修工艺也是包括拆装工艺、零部件修复工艺及设备安装工艺三部分，其中大部分检修工艺与轴向柱塞泵基本相同，故在此重点介绍零部件的检修标准。
（1）回程盘表面研磨及抛光处理后，其平面度误差为0.005mm；表面粗糙度为Ra0.4μm。
（2）柱塞磨损后经无心外圆磨床磨削后经电镀，再与柱塞孔相配研磨，二者配合游隙为0.01～0.025mm。
柱塞外圆圆柱度、圆度误差均不得超过0.005mm，表面粗糙度为Ra0.2μm。
（3）缸体①缸体柱塞孔圆柱度及圆度误差不大于0.005mm，表面粗糙度为Ra0.4μm。
3第三章液压泵及液压马达(1)
2. 工作原理
3. 流量
q 2 k z m2 b n V
4. 特点
流量和压力的脉动较小；无困油区，噪声较低； 加工难价格高；轮齿接触应力小，泵的寿命较长。
（二）摆线形内啮合齿轮泵
1 . 主要组成
摆线齿轮泵又称为转子泵，由两齿轮及 前后端盖等组成。且两齿轮相差一个齿。
2. 工作原理
吸油 —— 左半部分，轮齿脱开啮合，容积↑ 压油 —— 右半部分，轮齿进入啮合，容积↓
三 液压泵（马达）的性能参数
液压泵（马达）的性能参数主要有： 压力 转速
排量和流量 功率和效率
一、 排量、流量和压力
1. 压 力
⑴ 工作压力（p） —— 液压泵（或马达）工作时输出液体的实际压力。 其值取决于负载（包括管路阻力）。
(2) 额定压力（p n）—— 油泵（或马达）铭牌上标注的压力值。指在 连续运转情况下所允许使用的工作压力。它能使泵（或马达）具有较高的 容积效率和较长的使用寿命。
轴套 采用浮动轴套的中高压齿轮泵结构图
2. 高压内啮合齿轮泵
➢ 轴向间隙补偿原理
与外啮合齿轮泵浮动侧板的补偿相似，也是利用背压使两侧的浮 动侧板紧贴在小齿轮、内齿环和填隙片端面上；磨损后，也可利用背 压自动补偿。
➢ 径向间隙补偿原理
径向半圆支承块（15）的下面也有两个背压室，各背压室均与压 油腔相同。在背压作用下，半圆支承块推动内齿环，内齿环（6）又 推动填隙片与小齿轮齿顶相接触，形成高压区的径向密封。同时，可 自动补偿各相对运动间的磨损。
qt qm
qm q qm
1
q qm
(6) 马达总效率（ηm）
液压马达的总效率是实际输出功率与实际输入功率的比值，即：
m
第四章液压马达解析
❖ 设第i个柱塞和缸体的垂直中心线夹角为θ,柱塞在缸体中的分 布圆半径为R，则在该柱塞上产生的转矩为
Ti Fy r Fy R sin Fx R tg sin
液压马达产生的转矩应是处于高压腔柱塞产生转矩的总和， 即
T Fx Rtg sin
随着θ角的变化，每个柱塞产生的转矩也发生变化，故液 压马达产生的总转矩也是脉动的，它的脉动情况和讨论液压泵 流量脉动时的情况相似。
三、液压马达的主要性能参数
（一）工作压力和额定压力 1．工作压力: p 液压马达实际工作时输入的压力。 2．额定压力: pn 液压马达在正常工作条件下，按试验标准规定能
第六节 液压及气压马达(Motor) 、 一 液压马达的分类,特点及应用
液压马达和液压泵在原理上可逆，结构上类似，但由于 用途不同，它们在结构上有一定差别。常用的液压马达有 柱塞式、叶片式和齿轮式等。
二、液压马达的工作原理 以斜盘式轴向柱塞马达为例说明液压马达的工作原理。
压力油
回油
图4-1轴向柱塞马达工作原理
（a）定量马达 （b）变量马达 （c）双向定量马达 （d）双向变量马达 （e）摆动液 图4-2 液压马达图形符号
四、典型液压马达的结构和工作原理
1．齿轮液压马达
b
h o1
K
p
a
o2 h
图 4-3 齿轮马达工作原理图
2．叶片马达
1
5
2
p
4 3
图 4-4 叶片马达的工作原理
学习要点
1、缸和马达的工作原理、作用及图形符号； 2、缸的运动速度和推力计算； 3、单活塞杆液压缸的差动联接特点及相关计算。
作业：4－6，4－10
项目七：液压系统 - 液压元件
二、执行元件
液压马达工作原理
二、执行元件
液压缸
液压缸是将液压能转变为机械能的装置，将液压能转变为直线运动或摆动的机械能。液压缸输入的
压力能表现为液体的流量和压力；输出的机械能表现为速度和力。
二、执行元件
二、执行元件
液压缸
按作用方式，分为单作用式和双作用式两种。 单作用式液压缸——液压油只能使液压缸实现单向运动，即压力油只是通向液压缸的一腔，而 反方向运动则必须依靠外力来实现，如复位弹簧力、自重或其它外部作用。
双作用式液压缸——在两个方向上的运动都由液压油的压力推动来实现。
按结构特点可分为活塞式、柱塞式、伸缩式和摆动式。
双
双
作
作
用
用
单
双
出
出
杆
杆
液
液
压
压
缸
缸
二、执行元件
液压缸
单作用活塞式液压缸 单向液压驱动，回程靠自重、弹簧或其它外力。
单作用柱塞式液压缸 柱塞较粗，受力较好，稳定性好，单向进油驱动，回程靠外力。
压力作用下——吸油 2、随着齿轮旋转，油液带到左侧的压油腔，轮齿逐渐啮合，使密封容
积↓ ，齿槽间的油液被挤压排出泵外 ——压油
优点：结构简单、体积小、质量小、工作可靠、成本低、自吸性好、 对油污染不敏感，由于齿轮泵是轴对称的旋转体，允许有较高的转速； 缺点：流量脉动和困油现象严重，噪声大、排量不可调。 应用：汽车、汽车修理设备液压系统中。
液压工作介质 各类液压油（液）
作为系统的载能介质，在传递能量的同时并起润 滑冷却作用
一、动力元件
液压泵
一、动力元件
液压泵
液压泵是将电动机 (或其他原动机) 输出的机械能转换为液压能的能量转换装置。液压系统中，液 压泵是动力元件，是液压系统的重要组成部分。 液压泵由电动机带动将液压油从油箱中吸出，并以一定的压力输送到系统，驱动执行元件做功。
液压马达的结构类型及工作原理
第三章 执行元件
图叶3片-3式1所气示动为马叶达片一式般气在动中马、达小结容构量原，理 图高，速其旋主转要的由范转围子使1用、，定其子输2、出叶功片率3为及 壳0.体1~构20成kW。，转速为500~25000r/min。 压叶缩片空式气气从动输马入达口起A动进及入低，速作时用的在特工性作 腔不两好侧，的在叶转片速上50。0r由/m于in转以子下偏场心合安使装用， 气时压，作必用须在要两用侧减叶速片机上构产。生叶转片矩式差气，动使 转马子达按主逆要时用针于方矿向山旋机转械。和做气功动后工的具气中体。 从输出口B排出。若改变压缩空气输入 方向，即可改变转子的转向。
液压与气压传动 Part 3.4 气动马达
第三章 执行元件
气动马达是将压缩空气的能量转换为旋转或摆动运动的执行元 件。
液压与气压传动
Part 3.4.1 气动马达的分类
气动马达分类如表3-2所示 ：
第三章 执行元件
表3-2 气动马达的分类
液压与气压传动
Part 3.4.2 叶片式气动马达
1. 工作原理
T b 2
R22 R12
( p1 p2 )m
（3-30）
2q b( R22
R12 ) V
（3-31）
图3-30 摆动液压马达 a）单叶片式
1—叶片 2—分隔片 3—缸筒
液压与气压传动
Part 3.3.4 摆动液压马达
第三章 执行元件
图3-30b所示为双叶片式摆动液压马达。 它有两个进、出油口，其摆动角度小于 150°。在相同的条件下，它的输出转矩 是单叶片式的两倍，角速度是单叶片式的 一半 。
1. 工作压力和额定压力
工作压力 是指液压马达实际工作时进口处的压力； 额定压力 是指液压马达在正常工作条件下，按试验标准规定能连 续运转的最高压力 。
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单作用径向柱塞液压马达典型结构
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宁波泰勒姆斯液压马达有限公司是宁波的一家比较有实力的液压马达，径向柱塞液压马达是宁波泰勒姆斯液压马达有限公司做的液压马达里面的一款主打的产品，这款产品具有很多的优点，是别的液压马达所不能替代的，这个径向柱塞液压马达在性能方面，动力方面，共有方面，功率方面等等，是很多的型机械进行传动的理想选择。
1)单作用径向柱塞液压马达
①单作用径向柱塞液压马达图1所示为单作用曲轴连杆式定量径向柱塞马达的结构，该马达采用轴配流。
马达的星形壳体4上有径向布置的圆柱形孔，孔端由缸盖7封闭。
柱塞6通过连杆5作用在曲轴（与偏心轮做成一体）3上。
曲轴安装在滚动轴承2和10上，并且通过十字形联轴器8带动配流轴12旋转。
配流轴安装在集流器9内，并由滚针轴承11支承。
连杆5的球头部分以及连杆与曲轴接触的支承面为液体静压轴承的形式，压力油由柱塞缸经小孔进入静压轴承。
此结构可减小承载最大的重要部件处的摩擦损失。
当高压油经集流器9和配流轴进人马达的柱塞缸时，柱塞通过连杆将力作用在曲轴上并使其旋转，从而驱动与马达连接的工作机构。
此种马达有单排和双排两种，每排有五个或七个柱塞。
图1单作用曲轴连杆式定量径向柱塞马达结构1-前盖；2，10-滚动轴承；3-曲轴；4-壳体；5-连杆6-柱塞，7-缸盖；8-十字形联轴器；9-集流器；11-滚针轴承；12-配流轴（配流转阀）
图2曲轴连杆式内曲线马达实物外形(JM12系列，启动高压油泵有限公司产品)
【图3 曲轴连杆式变量径向柱塞马达结构】图3所示为单作用曲轴连杆式变量径向柱塞马达结构。
通过改变偏心距使马达变量。
在曲轴上装有
小活塞2和大活塞3。
当小活塞腔通人控制油、大活塞腔通回油时，小活塞在压力油的作用下向上运动将偏心环1推至最大偏心位置，此时马达排量和输出转矩最大，转速最低。
若通过换向阀改变位置，使大活塞腔通入控制油、小活塞腔通回油时，大活塞在压力油的作用下向下运动将偏心环推至最小偏心位置，此时马达为小排量，在供油量相同的情况下，输出转速提高，而输出扭矩相应降低。
偏心距的改变可在马达运转中平稳进行；可利用马达本身压力油作控制油，省去了控制油源；这种马达可以和定量泵组合构成容积调速回路，有效地实现恒功率调速。
特别适合用于牵引绞车或驱动车辆的车轮。
图4所示为采用滑阀配流的单作用曲轴连杆式变量径向柱塞式马达结构。
马达的每个柱塞都用一个单独的配流滑阀1进行配流，并利用辅助偏心凸轮2使滑阀移动。
调速缸3、拉杆4和顶杆5组成排量调节机构。
当调速缸的活塞移动时，就带动拉杆向左或向右滑动，使顶杆向下或向上推，变更偏心环6的位置，即可改变偏心距，实现排量的调节。
②摆缸式径向柱塞马达图5所示为采用端面配流的摆缸式径向柱塞马达的结构。
压力油液从耳轴13进入柱塞缸内，工作中缸体绕耳轴摆动。
柱塞12与摆缸之间无侧向力作用，其间几乎没有磨损。
柱塞底部设计成静压平衡，柱塞与曲轴3之间通过滚动轴承11传力，这些措施都减小了传力过程中的摩擦损失，因而提高了马达的机械效率。
这种马达的液压机械效率，特别是启动状态，其液压机械效率可达0.90，因此，启动转矩很大。
此外，因采用端面配流技术，故大大减小了泄漏，提高了可靠性；活塞与摆缸之间采用塑料活塞环密封，能达到几乎无泄漏，从而也大大提高了容积效率。
此种马达的低速稳定性特别好，能在很低的转速下(小于1r/min)平稳运转。
调速范围也很大，速度调节比（最高与最低稳定转速之比）可达1000。
由于这种马达结构简单、设计合理、采用了负荷能力大的轴承，因而具有体积小、重量轻、工作可靠、寿命长和噪声低等优点，应用日益广泛。
图4滑阀配流的曲轴连杆式变量径向柱塞式马达结构
1-配流滑阀；2-辅助偏心凸轮；3-调速缸；4-拉杆；5-顶杆；6-偏心环
图5摆缸式径向柱塞式马达结构
1-静压腔；2-轴承；3-曲轴；4-轴封；5-本体6-球形柱塞支承；7-柱塞压环；8-壳体；9-配流器；10-端盖；11-滚动轴承；12 -柱塞；13 -摆缸耳轴
图6摆缸式定排量径向柱塞马达实物外形(MR/MRE型，德国博世一力士乐液压有限公司产品)
③静压平衡径向柱塞马达此种马达也称静力平衡马达，属于无连杆式马达，图6-35所示为其结构。
在马达的壳体4上有五个沿径向均布的柱塞缸（编号为I～V），五个柱塞2分别装在壳体的柱塞缸内。
这种马达取消了连杆，由套装在陆轴6的偏心轮1上的五星轮5起连杆作用。
五星轮的五个径向孔各嵌有一个压力环7，压力环的上端面与柱塞都开有对应的中间通孔。
曲轴6由一对圆锥滚子轴承8支承，其一端为外伸输出轴，另一端开有两个环形槽(C、D)分别与集流器10上进、回油口A、B相通，在曲轴中间的偏心轮上加工出两个切槽，两切槽分别通过曲轴上的轴向孔及环形槽而与进出油口A、B相通。
图7静压平衡径向柱塞马达
1-偏心轮；2-柱塞；3-弹簧；4-壳体；5-五星轮；6-曲轴；7-压力环；8-圆锥滚子轴承；9-配流套；10 -集流器；A，B-进、回油口；C，D-环形槽
宁波泰勒姆斯液压马达有限公司，科技带来强劲动力，品质靠事实说话。