液压马达的结构与工作原理

常用液压马达的结构与同类型的液压泵的结构很相似，下面介绍叶片马达、轴向柱塞马达和摆动马达的工作原理。

（1）叶片马达

如图4.1 所示为叶片液压马达的工作原理图。当压力为p 的油液从进油口进入叶片1 和3 之间时，叶片2 因两面均受液压油的作用，故不产生转矩；叶片1，3 上，一面作用有压力油，另一面为低压油。由于叶片3 伸出的面积大于叶片1 伸出的面积，因此，作用于叶片3 上的总液压力大于作用于叶片1 上的总液压力，于是压力差使转子产生顺时针的转矩。同理，压力油进入叶片5 和7 之间时，叶片7 伸出的面积大于叶片5 伸出的面积，也产生顺时针转矩。这样，就把油液的压力能转变成了机械能。这就是叶片马达的工作原理。当进油方向改变时，液压马达就反转。当定子的长短径差值越大，转子的直径越大，以及输入的压力越高时，叶片马达输出的转矩也越大。

图4.1　叶片液压马达的工作原理图

1，2，3，4，5，6，7，8—叶片

叶片马达的体积小，转动惯量小，故动作灵敏，可适应较高频率的换向；但泄漏较大，不能在很低的转速下工作。因此，叶片马达一般用于转速高、转矩小和动作灵敏的场合。

（2）轴向柱塞马达

轴向柱塞马达的结构形式基本上与轴向柱塞泵一样，故其种类与轴向柱塞泵相同。它也分为直轴式轴向柱塞马达和斜轴式轴向柱塞马达两类。

轴向柱塞马达的工作原理如图4.2 所示。当压力油进入液压马达的高压腔之后，压力油对工作柱塞产生的作用力使工作柱塞通过滑靴压向斜盘，工作柱塞受反作用N。将N 力分解成两个分力：一个分力是沿柱塞的轴向分力p，与柱塞所受液压力平衡；另一分力F，与柱塞轴线垂直向上，它与缸体中心线的距离为r，靠这个力产生驱动马达旋转的转矩。这个F 力使缸体产生转矩的大小，由柱塞在压油区所处的位置而定。设有一柱塞与缸体的垂直中心线成φ角，随着角度φ 的变化，柱塞产生的转矩也随之变化。整个液压马达能产生的总转矩，是所有处于压力油区的柱塞产生的转矩之和。因此，总转矩也是脉动的。经试验发现，当柱塞的数目较多且为单数时，脉动较小。当输入液压马达的油液压力一定时，液压马达的输出转矩仅与每转排量有关。因此，提高液压马达的每转排量，可增加液压马达的输出转矩。(www.xing528.com)

图4.2　斜盘式轴向柱塞马达的工作原理图

一般来说，轴向柱塞马达都是高速马达，输出转矩小。因此，必须通过减速器来带动工作机构。如果能使液压马达的排量显著增大，也就可使轴向柱塞马达做成低速大转矩马达。

（3）摆动马达

摆动液压马达的工作原理如图4.3 所示。

图4.3　摆动缸摆动液压马达的工作原理

如图4.3（a）所示为单叶片摆动马达。若从油口Ⅰ通入高压油，叶片作逆时针摆动，低压力从油口Ⅱ排出。因叶片与输出轴连在一起，带动输出轴摆动，同时克服负载输出转矩。此类摆动马达的工作压力小于10 MPa，摆动角度小于280°。因径向力不平衡，故叶片和壳体、叶片和挡块之间密封困难，限制了其工作压力的进一步提高，从而也限制了输出转矩的进一步提高。

如图4.3（b）所示为双叶片式摆动马达。在径向尺寸和工作压力相同的条件下，其输出转矩是单叶片式摆动马达输出转矩的2 倍，但回转角度要相应减小。双叶片式摆动马达的回转角度一般小于120°。