选定液压马达时要考虑的因素有工作压力、转速范围、运行转矩、总效率、容积效率、滑差特性、寿命等性能及在机械设备上的安装条件、外观等。
确定了所用液压马达的种类之后,可根据所需要的转速和转矩从产品系列中选出能满足需要的若干种规格,然后利用各种规格的特性曲线查出(或算出)相应的压降、流量和总效率。接下来进行综合技术经济评价来确定某个规格。如果原始成本最重要,则应选择流量最小的,这样泵、阀、管路等都最小;如果运行成本最重要,则应选择总效率最高的;如果工作寿命最重要,则应选择压降最小的;也许最佳选择是上述方案的折中。
需要低速运行的液压马达,要核对其最低稳定转速。如果缺乏数据,应在有关系统的所需工况下进行实际试验后再定取舍。为了在极低转速下平稳运行,液压马达的泄漏必须恒定,负载也要恒定,要有一定的回油背压(0.3~0.5MPa)和至少35mm2/s的油液运动黏度。
马达的轴承寿命与转速、载荷有关,轴承寿命计算见式(8-16)和(8-17)。
式中 Lnew——轴承实际寿命(h);
Lref——额定工况下的轴承的寿命(h);
nnew——实际转速(r/min);
nref——额定转速(r/min);
Pnew——实际轴上载荷(N);
Pref——额定轴上载荷(N)。
根据这些关系,如果实际转速减半,则轴承寿命延长为原来的两倍。轴上载荷每减小10%,则轴承寿命延长40%。
需要液压马达带载起动时,要核对堵转转矩。
用液压马达制动,如起重机下放重物或静液传动系统在溜坡时,液压马达工作于泵工况。这时,在给定的压降下制动转矩与液压马达有效转矩的关系如下:
式中 Tbr——制动转矩(N·m);
Tmoteff——液压马达的有效转矩(N·m);
ηhm——液压机械效率。
按式(8-18)算出的制动转矩不得大于马达的最大工作转矩。
为了防止工作于泵工况的制动液压马达发生气蚀或丧失制动能力,应保证液压马达的吸油口有足够的补油压力。这可以靠闭式回路中的补油泵或开式回路中的背压阀来实现。当液压马达驱动大惯量负载时,为了防止停车过程中惯性运动的液压马达缺油,应设置与液压马达并联的旁通单向阀补油。
需要长时间防止负载运动时,应在液压马达轴上使用液压释放机械制动器。
最后,还应考虑液压马达承受侧向载荷的能力,以及对运转方向变换的反应等因素。若将过大的功率容量与超速运转可能性联系起来考虑,则将造成漏损增加,但在适当的转速范围内,较大的功率容量允许降低系统压力,这样会减小漏损和摩擦力,获得一个平滑的工作系统,对提高系统工作压力和载荷能力也留有余地。
选择液压马达的基本公式为
P=pq/61.2 (8-19)
T=pVm/(2π) (8-20)
q=nVm/ηV (8-21)
式中 P——马达功率(kW);
p——油液压力(MPa);
q——油液流量(L/min);
T——转矩(N·m);
n——转速(r/min);
Vm——排量(mL/r);
ηV——容积效率。
同样当液压马达用于闭式回路静压驱动系统时,液压马达的选择计算按如下步骤进行:
1)在静压传动中所选液压马达功率范围额定值等于或者大于所计算的车辆、机器、绞车等的功率范围。
假如液压马达被用在小于其额定转速或额定压力的,则其额定功率PRem必须成比例地降低。假如发动机超速系数不是所用的系数1.2,那么PRem值也必须成比例地改变,以适应所计算的发动机超速的正确值。液压马达的额定功率值可由下式计算:
式中 Tme——液压马达在额定压力和最大排量下的实际输出转矩(N·m);(www.xing528.com)
nm——液压马达的额定转速(r/min);
ηVm——液压马达的容积效率(定量马达取0.97,变量马达取0.94);
ηVp——泵的容积效率(取0.96);
Eos——发动机超速系数(取1.2)。
2)假如用户指定了最终的速比,基于转矩选择液压马达,可以明确地给出想得到的牵引力、牵引杆拉力、爬坡度、轴转矩或绞车轮毂的转矩。
①计算最大的输出转矩或绞车轮毂转矩。
对于车辆驱动
Tw=FerR (8-23)
式中 Fe——爬坡车辆需要的牵引力(N);
Tw——车轮轴转矩(N·m);
rR——驱动轮的加载半径(m)。
对于绞车
Td=FpRReff (8-24)
其中
RReff=[rd+0.5dc+(nc-1)dc] (8-25)
式中 dc——缆绳直径(mm);
nc——在轮毂上缆绳的缠绕圈数;
RReff——绞车的有效轮毂半径(m);
Td——绞车的轮毂转矩(N·m);
Fp——缆绳的牵引力(N);
rd——轮毂半径(m)。
式(8-24)、式(8-25)中的尺寸如图8-3所示。
②计算必需的液压马达转矩。
对于车辆驱动
图8-3 绞车的有效轮毂半径计算
式中 Tm——提供最大的车辆牵引力、轴转矩或绳拉力所必需的液压马达转矩(N·m);
iDR——最终传动比;
ηr——最终的传动速比效率。
对于齿轮箱驱动
式中 Ts——轴的最大转矩(N·m)。
对于绞车驱动
式中 Td——绞车轮毂转矩(N·m)。
③选择一台输出额定转矩等于或大于以上计算转矩的液压马达,参见样本查取液压马达的额定转矩。一般选择基于额定转矩的液压马达,除非考虑到使用软管和安装方面的要求,可以使用低压。
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