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液压与气压传动 第四章 液压执行元件
答:(1) 该马达输出的理论转矩为318.3N.m; (2) 若马达的转速为500 r/min,则输入马达 的流量为120L/min; (3) 若外负载为200 N· m( n=500r/min)时马 达的输入功率为14KW,输出功率为10.5KW 。
三、液压马达的图形符号
单向定量马达
单向变量马达
时间内所需输入液体的体积。
q M q Mt q
P61 (3—1)
4、容积效率
ηMv
液压马达也有容积效率,与液压泵不同的是 马达的实际流量qM大于其理论的流量qMt 马达的理论流量qMt与实际流量
qM之比为马达
的容积效率ηMv
qM qMt
即 Mv
qMt qM
1
(3—2) P61
在按结构形式分为三大类中:
齿轮式
液压泵
一般是定量泵
液压马达 一般是定量马达
叶片式
液压泵
液压马达 液压泵 液压马达
变量泵
定量泵
柱塞式
一般是定量马达 定量泵 变量泵 定量马达
变量马达
对于液压马达,又可分为高速和低速两大类。
一般认为:
额定转速高于500r/min的属于高速液压马达, 额定转速低于500r/min的则属于低速液压马达。
答:(1) 液压马达的实际输出转矩为340N.m; (2) 液压马达的实际输出转速为360r/min。
例2、某液压马达的进油压力为10MPa,排量为 200×10-3L/r,总效率为0.75,机械效率为0.9, 试求 (1) 该马达输出的理论转矩; (2) 若马达的转速为500 r/min,则输入马达的 流量为多少? (3) 若外负载为200 N· m( n=500r/min)时马达 的输入功率和输出功率各为多少?
计算马达的实际输出转速
n
qM t V
qM M v V
例1、某液压马达排量为250 mL/r,入口压力为10MPa, 出口压力为0.5 MPa,容积效率和机械效率均为0.9, 若输入流量为100 L/min,
试求 (1) 液压马达的实际输出转矩;
(2) 液压马达的实际输出转速。
解
(1)液压马达实际输出转矩 TM
pM
2 300 25 3 3 5 3 qM max 10.5 10 m / min 17.5 10 (m / s) 5 50 10 0.9
作业: 教材p280 ,3-1,3-2,3-3
向,可改变其转向;改变倾角(斜盘与转轴的夹角)
就可以改变排量,成为变量马达。
2、马达输出的转矩、转速
TM pVMm
n
式中排量
qMt V
qM Mv V
2 V d Dztg 4
例2 有一轴向柱塞马达,其输出转矩为25 N· m,工作 压力为50×105 Pa,最小转速2 rpm,最大转速300 rpm ,其总效率为0.9, 试求所需最大流量和最小流量为多少?
constant displacement motor
双向定量马达
双向变量马达
液压马达的图形符号
§4—2 齿轮液压马达 (简称齿轮马达gear motor)
1、工作原理
当压力油进入其进油腔后,由于啮合点的半径x、y
小于齿顶圆的半径,因此在齿1和2 的齿面上变形成
如图所示不平衡液压力,该液压力相对于轴产生转矩。
二、液压马达的主要性能参数:
1、压力 工作压力 额定压力 2、排量 V 指马达输入油液的实际压力,其大小 取决马达的负载; 按试验标准规定,能使马达连续正常
运转的最高压力称额定压力 。
指在不考虑泄漏的情况下,马达每转一弧度
所需输入液体的体积。
3、流量
(1) 理论流量
qMt
理论流量是在不考虑泄漏的情况下,马达在单位 时间内所需输入液体的体积。 (2) 实际流量 qM 实际流量是在考虑泄漏的情况下,马达在单位
注:式中排量V 要用双作用泵的排量V 公式求。
叶片马达一般是双作用式的定量马达,其最大特 点是体积小,惯性小,动作灵敏,允许换向频率很 高,甚至可在几毫秒内换向。其最大弱点是泄漏较 大,机械特性较软,不能在低速下工作,调速范围
不能很大。因此适用于低转矩、高转速以及对惯性
要求较小,对机械特性要不严的场合。
当外负载为200 N· m,压力差(即马达进口压力)将 下降,不是10MPa,而是
200 10M Pa 6.98M Pa 286.5
∴马达的输入功率为:
PMi
pVn
M v
pqM
PMi pqM 6.9810 12010 / 60 14KW
6
3
马达的输出功率
PMo PMiM 14 0.75 10.5 KW
(2) 实际输出转矩 TM
TM TMtM m pVM m
(3)转速 n
n
qM t V
qM M v V
(3—3) P62
常用的计算公式: 计算泵的输入功率 计算泵的输出流量
P pq P r
vm
q qtv Vnv
计算马达的实际输出转矩
TM TMtM m pVM m
解: 由功率关系
TM n pqM M
TM nmin
由题意 p p ,所需最小流量为:
qM min
pM
qM min 2 2 25
50 105 0.9
7 105 m3 / min 11107 (m3 / s)
所需最大流量为:
qM max
TM nmax
q
液压泵
q
q q t q, v
q q qt
qt
1
qM
液压马达
q
qMt
qMt q qM
q
M
qMt , M v
qMt
qM
1
5、功率
(1)输入功率PMi
PM i pqM
(3—8)P62
p 为马达的进出口的压差 ,
(2)输出功率PMo
PMo TM TM 2n
根据公式
TM TMtM m pVM m
6 6
TM (10 0.5) 10 25010 0.9 / 2 340 N m
(2) 液压马达实际输出转速 n
根据公式
n
3
qM t V
qM M v V
n 10010 0.9 / 250 360 r / min
第四章 液压执行元件
液压执行元件是将液压能转变为机械能的 能量转换元件。分两类,一是液压马达,二是 液压缸。
§4—1 液压马达概述
液压马达(displacement motor)是依靠输入的
压力油使输出轴作旋转运动而作功的液压执行元件,
其作用是将压力能转化为机械能。液压马达输出轴
与工作机构连接。承受来自工作机构的负载扭矩。
pq
液压马达
TM TMt
Mm
TM 1 TMt
T
7、总效率
ηM
MvM m
马达输出功率PMo与输入功率PMi之比称马达的总效率 。
M
PMo PMi
(3—10)P62
8、转矩和转速 (1)理论输出转矩 TMt 由能量守衡定理:
T pq
TM t
pqM
pV
(3—6)P62
从工作原理上讲,液压传动中的液压泵和液 压马达都是靠工作积的容积变化而工作的。因此 说泵可以作马达用,马达可作泵用。实际上由于 两者工作状态不一样,为了更好发挥各自工作性 能,在结构上存在差别,所以不能通用。
同学们把这一章学完了,液压泵和液压马 达的结构弄清楚了,也就可以知道为什么液压 泵和液压马达不能互逆通用 。
而高速液压马达的基本形式有齿轮马达、叶 片马达和轴向柱塞马达(螺杆式马达),低速液压 马达主要是径向柱塞马达。
高速液压马达的主要特点是:转速较高、转动 惯量小、便于起动和制动,调节(调速和换向)灵敏 度高。通常高速马达的输出转矩不大,仅几十N· m 到几百N· m,∴又称高速小转矩液压马达。 低速液压马达的特点:排量大、体积小、转速 低,可低到每分钟几转,能直接与工作机构连接, 不需减速装置,使传动机构大大简化。低速马达输 出转矩较大,可达几千N· m到几万N· m,∴又称低 速大转矩马达。
(3—9)
6、机械效率ηMm 液压马达也有机械效率,与液压泵不同的是 实际输出的转矩TM 小于其理论转矩TMt 马达的实际输出的转矩TM与理论转矩TMt之比
称为马达的机械效率ηMm
Mm
TM 1 TMt
(3—5)P62
pq
液压泵
因为有摩擦消耗能量
T
Tt T Tt m 1 T
§4—3 叶片液压马达
1、 工作原理 如图所示,当高压油 p 从右边进入时,叶片5两 侧均受压力油p 作用不产生转矩,叶片1和4一侧受 高压油的作用,另一侧受低压油的作用。而叶片1 伸出面积大于叶片4伸出面积,故产生使转子顺时 针方向转动的转矩。同理,叶片3和2之间也产生顺 时针方向的转矩。如改变进油方向,高压油p 进入 叶片3和4之间容积及1和2之间容积时,叶片带动转 子逆时针方向转动。
解:
(1) 该马达输出的理论转矩
根据公式
TMt pV
由题意可知
p出 0
p p 10M Pa
TM t
10 10 200 10 10 pV 2
6
3
3
318.3 N m
(2) n=500 r/min 时马达的理论流量
qMt Vn 20010 500 100L / min