(低速重载径向柱塞马达原理详解)(第一篇)
低速大扭矩径向柱塞马达工作原理
低速大扭矩径向柱塞马达工作原理今天来聊聊低速大扭矩径向柱塞马达工作原理的事儿。
我开始接触这个的时候啊，感觉特别神秘。
就像看魔术一样，这个马达怎么就能把机械能转化成低速但是大扭矩的力量呢？这让我想起了我们骑自行车，脚踩踏板，踏板的转动就像是一个动力输入，经过我们的变速器啊，就能够输出不同的力量和速度，这里边其实就有类似的转换道理。
不过呢，咱们来说说这个径向柱塞马达真正的原理。
想象一下有一个圆桶，而这个圆桶的周围分布着很多像小柱子一样的柱塞。
这就好比是一群小士兵站成一圈来干活。
当液压油进入到这个马达的时候，就像给这些小士兵下达了命令。
液压油会推动这些柱塞向外运动，那柱塞就会推动与之接触的部件，这个部件就开始旋转起来了，这就产生了扭矩。
就像是你拿根小棍儿去推一个圆盘子的边缘，这个圆盘就会转起来，小棍儿给圆盘的这个力就是扭矩的来源。
这里还有个很关键的地方，就像是这些小士兵并不是杂乱无章地去推动的。
由于柱塞的架构和液压油的流动方向、压力分布等都是精心设计过的，所以在这个过程中就能实现比较低速但是有很大扭矩的输出。
比如说在一些重型机械里面，像矿山用的挖矿设备，需要很大的力气来转动巨大的挖斗，但又不需要特别高的速度，这时候低速大扭矩径向柱塞马达就大显身手了。
有意思的是，一开始我也不明白为什么一定要是径向布置柱塞呢？不能是其他的方式吗？经过深入学习我才发现，径向的这种布置方式更有助于均匀地分配力量。
打个比方，如果把这些柱塞想象成一群拉车的马，radial这种方式就像是把马平均地分配在马车的四周去拉车，比起集中在某个方向拉车明显更稳，产生的力量也更均匀。
不过呢，这里边还有一些要特别注意的点。
比如说柱塞和它接触的部件之间的密封性一定要好，如果密封不好，就好比那些小士兵都不听指挥了，液压油泄漏了，那这个马达就不能正常工作了。
再就是这个马达的材料也要能够承受巨大的压力和摩擦力才行，就像那些战士的装备要足够坚固是一个道理。
柱塞马达内部结构
柱塞马达内部结构概述柱塞马达是一种常见的液压驱动设备，广泛应用于工程机械、农业机械、汽车工业等领域。
它通过流体的压力将柱塞沿轴向运动，从而实现机械装置的动力输出。
柱塞马达内部结构的设计直接影响着其工作效率、输出力矩和可靠性。
本文将对柱塞马达内部结构进行详细介绍。
主要组成部分柱塞马达主要由以下几个组成部分构成：1. 外壳外壳是柱塞马达的外部结构，通常由铸铁、钢板等材料制成。
它起到固定和保护内部零部件的作用。
外壳通常具有良好的密封性能，以防止液压系统的泄漏。
2. 柱塞柱塞是马达的核心部件，由高强度的铸钢制造而成。
柱塞与马达的轴心相重合，并能沿轴向运动。
柱塞的表面通常经过喷涂处理，以增加其耐磨性和密封性能。
3. 缸体缸体是柱塞马达的容器，由铝合金或铸铁制成。
缸体内部有与柱塞直径相匹配的孔，以容纳柱塞的运动。
缸体上通常有进油口和排油口，用于液压油的进出。
4. 滑靴滑靴是连接柱塞与缸体的关键零件，由弹簧钢制成。
它贴合在柱塞表面，通过摩擦力将柱塞与缸体分隔成多个密封的工作腔。
滑靴可以根据柱塞的运动自由地在缸体内部滑动。
5. 调节阀柱塞马达内部还有多个调节阀，用于控制液压油的流动和分配。
其中，进油压力阀用于调节油液的进入和压力大小，排油阀用于控制油液的排出和速度调节。
这些调节阀能够根据工作负载的需求实时调整液压系统的工作状态，保证柱塞马达的稳定性和高效性。
6. 密封件柱塞马达的各个关键部位都需要配备密封件，以防止液压油泄漏和外部杂质进入。
常见的密封件包括O型圈、密封圈、活塞环等。
这些密封件通常由耐油、耐磨和耐高温的材料制成，以确保柱塞马达的可靠运行。
工作原理柱塞马达的工作原理是：液压油经过调节阀进入马达的工作腔，将柱塞推动沿轴向运动，产生力矩。
液压油在滑靴的作用下，形成与柱塞和滑靴表面之间的间隙。
由于柱塞与滑靴的切向摩擦力，液压油将滑靴迫使与缸体壁分离，形成密封的工作腔。
在液压油的作用下，柱塞不断地在缸体内部运动，输出功率。
第五节 低速大扭矩马达
缸体摆动曲轴连杆式径向柱塞马达
图3-62 缸体摆动曲轴连杆式径向柱塞马达
1-摆缸，2-活塞，3-曲轴，4-摆缸耳环，5-静压腔，6-滚子，7-卡环， 8-配流盘，9-油道块
该结构马达主要特点有：摆缸与活塞之间没 有侧向力，活塞底部设计成静压平衡，活 塞与曲轴之间通过滚动轴承传力，这些措 施都减小了传力过程中的磨擦损失，因而 提高了这种马达的液压机械效率，特别是 起动状态，其液压机械效率可达0.90，因 此起动转矩很大。再就是采用了端面配流 技术，使泄漏大为减小，提高了可靠性。 另外，活塞与摆缸之间采用塑料活塞环密 封，能达到几乎没有泄漏，从而也大大提 高了容积效率。
摆线齿轮马达一般被列入低速大扭矩液
压马达，但到目前为止国内外生产的此 类产品，其最大排量为1250ml/r，瞬时 最大输出扭矩为3500Nm，最低稳定转 速为10r/min左右。因此，严格说来应 属于中速中扭矩液压马达的范畴。
（一） 工作原理
图3-55 摆线马达的工作与配油原理 1-转子组件，2-花键轴，3-定子，4-转子，5-输出轴，6-外壳
第五节 低速大扭矩马达
低速大扭矩液压马达作为回转运动的执行
元件，可将液压泵输出的液压能转化为旋 转的机械能（表现为转速和扭矩的乘积）， 从结构上可分为摆线式和柱塞式两大类， 后者又分为轴向与径向柱塞式液压马达， 径向柱塞式又分为单作用曲轴型和多作用 内曲线型两种。
这类液压马达的主要特点是排量大（在同
（一） 组成与工作原理
马达由壳体、曲柄—连杆—活塞组件、偏心轴及配油轴组 成。壳体 1 内沿圆周呈放射状均匀布置了五只缸体，形成 星形壳体；缸体内装有活塞 2，活塞2 与连杆 3 通过球绞连 接，连杆大端做成鞍型圆柱瓦面紧贴在曲轴 4 的偏心圆上， 配流轴 5 与曲轴通过十字键连结在一起，随曲轴一起转动。
柱塞泵和柱塞马达
（一）工作原理 1. 工作原理 密封工作腔（缸体孔、柱塞底部） 由于斜盘倾斜放置，使得柱塞随缸体 转动时沿轴线作往复运动，底部密封容积 变化，实现吸油、排油。 吸油过程：柱塞伸出→V↑→p↓→吸油； 排油过程：柱塞缩回→v↓→p↑→排油。
2.典型结构
应用：
用于高压、高转速的场合。
(二) 典型结构
SCY14-1型轴向柱塞泵 （p = 32 MPa）
压盘 斜盘 变量机构 滑靴 缸体 配油盘 配油盘
传动轴
结构特点
滑靴：降低接触应力，减小磨损。 柱塞的伸出：由弹簧压紧压盘，有自吸能力。 变量机构：手动变量机构。
（三）轴向柱塞泵的常见故障及排除方法
五、 摆动马达（摆动缸）
1. 结构：叶片、缸体、输出轴
单叶片式
双叶片式
2. 参数计算及用途
单叶片 摆角≤300 b 2 T = ( R2 − R12 )( p1 − p2 )η m 2 2q 2qη m Ω = 2π n = 2 b ( R2 − R12 ) 双叶片 摆角≤150 转矩是单叶片的两倍， 角速度是单叶片的一半。 用途：实现摆动往复运动
o o
职能符号：
摆动马达
六、液压泵的性能比较与选用
故障现象 产生原因 排除方法
1．变量柱塞因油脏或污物卡住运动不灵活 2．变量机构偏角太小，流量过小，内泄漏增大 3．柱塞头部与滑履配合松动 噪声大 或压力 波动大
1．清洗或拆下配研、更换 2．加大变量机构偏角，消除内泄漏 3．可适当铆紧
容积效率低或 压力提 升不高
1．泵轴中心弹簧折断，使柱塞回程不够或不能回程，缸体 与配流盘间密封不良 2．配油盘与缸体间接合面不平或有污物卡住以及拉毛 3．柱塞与缸体孔间磨损或拉伤 4．变量机构失灵 5．系统泄漏及其他元件故障
柱塞马达工作原理
柱塞马达工作原理
柱塞马达工作原理是通过电动机驱动柱塞在密闭的马达壳体中来回运动，实现输出轴旋转的装置。
具体工作原理如下：
1. 马达壳体内部设置了一个偏心轮和若干个柱塞，柱塞与偏心轮的齿轮咬合。
2. 当电动机启动时，驱动柱塞开始在壳体内做往复运动。
柱塞以偏心轮为轴心旋转，同时在轨道槽内前后移动。
这种运动方式将电能转化为机械能。
3. 当柱塞向前运动时，由于柱塞将壳体与输出轴连接在一起，输出轴也会跟随柱塞向前旋转。
4. 当柱塞向后运动时，输出轴则会相应反向旋转。
5. 通过控制电流的方向和大小，可以控制柱塞的运动速度和方向，从而实现输出轴的正反转和速度调节。
总的来说，柱塞马达的工作原理是利用电能驱动柱塞在壳体内的往复运动，进而驱动输出轴旋转，实现机械能的输出。
径向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与驱动轴垂直的柱塞
径向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与驱动轴垂直的柱塞泵。
径向柱塞泵工作原理:驱动扭矩由驱动轴通过十字联轴器传递给星形的液压缸体转子，定于不受其它横向作用力。
转于装在配流轴上。
位于转子中的径向布置的柱塞，通过静压平衡的滑靴紧贴着偏心行程定子。
柱塞与滑靴球铰相连，并通过卡簧锁定。
二个保持环将滑靴卡在行程定子上。
泵转动时，它依靠离心力和液压力压在定于内表面上。
当转子转动时，由于定于的偏心作用，柱塞将作往复运动，它的行程为定于偏心距的2倍。
定子的偏心距可由泵体上的径向位置相对的两个柱塞来调节。
油液的进出通过泵体和配流轴上的流道，并由配流轴上吸油口控制，泵体内产生的液压力被静压平衡的表面所吸收。
摩擦副的静压平衡采取了过平衡压力补偿方法，形成了开环控制。
支承驱动轴的轴承只起支承作用，不受其他外力的作用。
液压系统中:轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。
由于柱塞泵的柱塞和柱塞孔都是圆形零件，加工时可以达到很高的精度配合;因此柱塞泵的容积效率高，运转平稳，流量均匀性好，噪声低，工作压力高等优点，但柱塞泵对液压油的污染较敏感，结构较复杂，造价较高。
径向柱塞泵的工作原理一、径向柱塞泵 (1)径向柱塞泵的工作原理。
柱塞相对于传动轴轴线径向布置的柱塞泵称为径向柱塞泵。
径向柱塞泵的工作原理是通过柱塞的径向位移改变柱塞封闭容腔的大小以进行吸油与排油从而将机械能转变成液B能。
径向柱塞泵按柱塞配置的情况可分为柱塞装在转于中和装在定子中两种结构。
前各-般采用配流轴配流，后各一般采用阀式配流。
径向柱塞泵可以通过改变定子与转子问的偏心距调节排量，改变偏心方向即改变了输油方向，出此径向柱塞泵可以做成单向或双向5员的变员泵。
径向柱塞泵的特点是流星大，工作压力较高，便于做成多排柱塞形式。
轴K尺寸小，抗污染能力较强，工作可靠，寿命较长等；缺点是径向尺寸大，结构较复杂，运动副摩擦表面的速度高，最高转速受到限制，配流轴受到很大的径向力，因此该轴直径较大。
图文讲解柱塞泵的结构及工作原理
图文讲解柱塞泵的结构及工作原理【本期内容，由上海神农冠名播出】柱塞泵的结构组成柱塞泵主要由动力端和液力端两大部分组成，并附有皮带轮、止回阀、安全阀、稳压器、润滑系统等组成。
01动力端(1)曲轴曲轴为此泵中关键部件之一。
采用曲拐轴整体型式，它将完成由旋转运动变为往复直线运动的关键一步，为了使其平衡，各曲轴柄销与中心成120°。
(2)连杆连杆将柱塞上的推力传递给曲轴，又将曲轴的旋转运动转换为柱塞的往复运动，其杆截面采取工字形，大头为剖分式，轴瓦采用对分薄壁瓦形式，小头瓦采用轴套式，并以其定位。
(3)十字头十字头连接摇摆运动的连杆和往复运动的柱塞，它具有导向作用，它与连杆为闭式连接，与柱塞卡箍相连。
(4)浮动套浮动套固定在机座上，它一方面起隔绝油箱与污油池的作用，另一方面对十字头导杆起一个浮动支承点的作用，能提高运动密封部件的使用寿命。
(5)机座机座是安装动力端和连接液力端部分的受力构件，机座后部两侧有轴承孔，前部设有与液力端连接的定位销孔保证滑道中心与泵头中心的对中性，在机座的前部一侧设有放液孔，用来排放渗漏的液体。
2液力端(1)泵头泵头为不锈钢整体锻造而成，吸、排液阀垂直布置，吸液孔在泵头底面，排液孔在泵头的侧面，同阀腔相通，简化了排出管路系统。
(2)密封函密封函与泵头以法兰连接，柱塞的密封形式为碳素纤维纺织的矩形软填料，具有良好的高压密封性能。
(3)柱塞(4)进液阀和排液阀进、排液阀及阀座，适合输送黏度较大的液体的低阻尼、锥形阀结构，具有降低黏度的特点。
接触面有较高的硬度和密封性能，以保证进、排液阀具有足够的使用寿命。
3附属配套部分主要有止回阀、稳压器、润滑系统、安全阀、压力表等。
(1)止回阀泵头排出的液体，通过低阻尼止回阀流人高压管道，液体反向流动时，止回阀关闭，阻尼高压液体流回泵体。
(2)稳压器泵头排出的高压脉动液体，经过稳压器后，变为较平稳的高压液体流动。
(3)润滑系统主要是由齿轮油泵从油箱中抽油，给曲轴、十字头等转动部位润滑。
柱塞泵的工作原理及示意图
柱塞泵的工作原理及示意图柱塞泵的维护斜盘式轴向柱塞泵一般采用缸体转动、端面配流的形式。
缸体端面上镶有一块由双金属板与钢配油盘组成的摩擦副，而且大多数是采用平面配流的方法，所以维修比较方便。
配油盘是轴向柱塞泵的关键部件之一，泵工作时，一方面工作腔的高压油把缸体推向配油盘，另一方面配油盘和缸体间的油膜压力形成对缸体的液压反推力使缸体背离配油盘。
缸体对配油盘的设计液压压紧力Fn略大于配油盘对缸体的液压反推力Ff，即Fn/Ff=1.05~1.1，使泵工作正常并保持较高的容积效率。
实际上，由于油液的污染，往往使配油盘与缸体之间产生轻微磨损。
特别是高压时，即使轻微的磨损也可以使液压反推力Ff增大，从而破坏F常见故障处理1．液压泵输出流量不足或不输出油液(1)吸入量不足。
原因是吸油管路上的阻力过大或补油量不足。
如泵的转速过大，油箱中液面过低，进油管漏气，滤油器堵塞等。
(2)泄漏量过大。
原因是泵的间隙过大，密封不良造成。
如配油盘被金属碎片、铁屑等划伤，端面漏油；变量机构中的单向阀密封面配合不好，泵体和配油盘的支承面有砂眼或研痕等。
可以通过检查泵体内液压油中混杂的异物判别泵被损坏的部位。
(3)倾斜盘倾角太小，泵的排量少，这需要调节变量活塞，增加斜盘倾角。
2．中位时排油量不为零变量式轴向柱塞泵的斜盘倾角为零时称为中位，此时泵的输出流量应为零。
但有时会出现中位偏离调整机构中点的现象，在中点时仍有流量输出。
其原因是控制器的位置偏离、松动或损伤，需要重新调零、紧固或更换。
泵的角度维持力不够、倾斜角耳轴磨损也会产生这种现象。
3．输出流量波动输出流量波动与很多因素有关。
对变量泵可以认为是变量机构的控制不佳造成，如异物进入变量机构，在控制活塞上划出阶痕、磨痕、伤痕等，造成控制活塞运动不稳定。
由于放大器能量不足或零件损坏、含有弹簧的控制活塞的阻尼器效能差，都会造成控制活塞运动不稳定。
流量不稳定又往往伴随着压力波动。
这类故障一般要拆开液压泵，更换受损零部件，加大阻尼，提高弹簧刚度和控制压力等。
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径向柱塞马达工作原理详解
（第一篇）
作者：陈彦齐
本文要介绍的是一款国外低速重载型液压马达（径向柱塞马达）的工作原理，仅用于学习交流，禁止转载。
1.液压马达内部整体部件总览
红色管路是高压进油口，用来驱动活塞杆运动。
紫色管路是低压回油口。
关于此套设备更多的资料与图纸，可以在百度文库跟作者留言
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2.高低压油路分配结构
一周圈的红紫色进出油管排与下方加工有油口的分配器产生相对旋转运动。
当红色油管与油口开始接触时，高压油进入油口。
当紫色油管与油口开始接触时，低压油流回紫色油管。
关于此套设备更多的资料与图纸，可以在百度文库跟作者留言
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3.定子与转子的旋转原理
当红色高压油管旋转到活塞杆后侧的油口时，高压油推动活塞杆向外运动。
当紫色高低油管旋转到活塞杆后侧的油口时，活塞杆向内测回收，同时低压油流回紫色油管。
关于此套设备更多的资料与图纸，可以在百度文库跟作者留言
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由活塞杆后侧油口此刻所接通的高低压油，可以判断出活塞杆此刻时外伸还是回退，由此可判断外侧转子相对于内测定子做顺时针旋转运动。
定子和转子的相对运动是活塞杆与转子的内测曲面所产生的周
向切力导致的。
下一篇讲解不同时刻活塞杆的受力分析。