任务二 液压泵和液压马达教案.doc

河南职业技术学院学院教案 序号04

课程名称
液压与气压传动技术
授课班级

授课时间

教学单元名称
任务二 液压泵和液压马达
1. 液压泵常见故障及维修
2. 液压马达
单元能力培养目标
了解液压泵常见故障及维修；知道液压马达特点及分类，掌握液压马达的工作原理，液压马达工作参数；掌握液压泵和液压马达的不同之处

知识点 技能点
液压压泵常见故障的原因；液压马达分类，液压马达工作原理，液压马达工作参数
单元教学设计
复习上节课所学内容并进行提问；通过以前所讲的泵，引出泵的常见故障，让大家自学各种泵常见故障及排除方法；通过模拟动画引出液压马达的概念，引导大家和泵的原理做比较，以得出马达的工作原理；和泵的工作参数做比较，引出马达的工作参数。
单元教学方式
多媒体＋课堂理论讲授
知识拓展
高教社《液压与气压传动技术》网络课程（http：//）
作业
作业：复习看书

课后记

【教学内容】
任务二 液压泵和液压马达
知识拓展三 液压泵常见故障及维修
原因主要有两方面：1.由于液压泵本身的原因引起的故障；2.由外借因素引起的故障：油液，液压泵的安装，油箱。
具体内容见数p41-43
知识拓展四 液压马达
液压马达是将液压能转化成机械能，并能输出旋转运动的液压执行元件。向液压马达通入压力油后，由于作用在转子上的液压力不平衡而产生扭矩，使转子旋转。它的结构与液压泵相似。从工作原理上看，任何液压泵都可以做液压马达使用，反之亦然。但是，由于泵和马达的用途和工作条件不同，对它们性能要求也不一样，所以相同结构类型的液压马达和液压泵之间有许多区别。液压马达和液压泵工作方面的区别见下表1。
表1马达和泵在工作要求方面的区别

液压泵
液压马达
能量转换
机械能转换为液压能，强调容积效率
液压能转换为机械能，强调液压机械效率
轴转速
相对稳定，且转速较高
变化范围大，有高有低
轴旋转方向
通常为一个方向，但承压方向及液流方向可以改变
多要求双向旋转。某些马达要求能以泵的
方式运转，对负载实施制动
运转状态
通常为连续运转，速度变化相对较小
有可能长时间运转或停止运转，速度变化大
输入(出)轴上径向载荷状态
输入轴通常不承受在向载荷
输出轴大多承受变化的径向载荷
自吸能力
有自吸能力
无要求

液压马达可分为高速马达、中速马达和低速马达三大类。一般认为额定转速高于600r／min以上的属于高速马达，额定转速低于100r／rain的属于低速马达。
高速马达的主要特点是转速高，转动惯量小，便于起动和制动，调速和换向灵敏度高，而输出的扭矩不大，仅几十N·m到几百N·m，故又称高速小扭矩马达。这类马达主要有内、外啮合式齿轮马达、叶片式马达和轴向柱塞马达。它们的结构与同类型的液压泵基本相同。但是由于作为马达工作时的要求不同，所以同类型的马达与泵在结构细节上有一些差别，不能互相代用。
低速马达的基本形式是径向柱塞式。其主要特点是排量大、体积大、低速稳定性好，一般可在10r／min以下平稳运转，因此可以直接与工作机构连接，不需要减速装置，使机械传动机构大大简化。因其输出扭矩较大，可以达到几千N·m到几万N·m，所以又称为低速大扭矩马达。
中速中扭矩马达主要包括双斜盘轴向柱塞马达和摆线马达。

齿轮液压马达的结构和工作原理如图1所示，图中P为两齿轮的啮合点。设齿轮的齿高为h，啮合点P到两齿根的距离分别为a和b，由于a和b都小于h，所以当压力油作用在齿面上时(如图中箭头所示，凡齿面两边受力平衡的部分都未用箭头表示)在两个齿轮上都有一个使它们产生转矩的作用力pB(h-a)和pB(h-b)，其中p为输入油液的压力，B为齿宽，在上述作用力下，两齿轮按图示方向旋转，并将油液带回低压腔排出。
和一般齿轮泵一样，齿轮液压马达由于密封性较差，容积效率较低，所以输入的油压不能过高，因而不能产生较大转矩，并且它的转速和转矩都是随着齿轮的啮合情况而脉动的。因此，齿轮液压马达一般多用于高转速低转矩的情况。

图1 齿轮液压马达的工作原理图
齿轮马达的结构与齿轮泵相似，但有以下特点：
（1）进出油道对称，孔径相等，这使齿轮马达能正反转。
（2）采用外泄漏油孔，因为马达回油腔压力往往高于大气压力，采用内部泄油会把轴端油封冲坏。特别是当齿轮马达反转时，原来的回油腔变成了压油腔，情况将更严重。
（3）多数齿轮马达采用滚动轴承支承，以减小摩擦力而便于马达启动。
（4）不采用端面间隙补偿装置，以免增大摩擦力矩。
（5）齿轮马达的卸荷槽对称分布。

常用的叶片液压马达为双作用式，所以不能变量，其工作原理如图2所示。压力油从进油口进入叶片之间，位于进油腔的叶片有3、4、5和7、8、1两组。分析叶片受力情况可知，叶片4和8两侧均受高压油作用，作用力互相抵消不产生扭矩。叶片3、5和叶片7、1所承受的压力不能抵消，产生一个顺时针方向转动的力矩M，而处在回油腔的l、2、3和5、6、7两组叶片，由于腔中压力很低，所产生的力矩可忽略不计，因此，转子在力矩M的作用下按顺时针方向旋转。若改变输油方向，液压马达即反转。

图2 叶片式液压马达工作原理

图3所示为轴向柱塞式液压马达的工作原理。斜盘1和配油盘4固定不动，柱塞2可在回转缸体3的孔内移动。斜盘中心线与回转缸体中心线间的倾角为γ。高压油经配油盘窗口进入回转缸体2的柱塞孔时，处在高压腔中的柱塞被顶出，压在斜盘上。斜盘对柱塞的反作用力F，可分解为与柱塞上液压力平衡的轴向分力Fx和作用在柱塞上(与斜盘接触处)的垂直分力Fy。垂直分力Fy，使回转缸体产生转矩，带动马达轴转动。

图3轴向柱塞式液压马达工作原理
1—斜盘 2—柱塞 3—回转缸体 4—配油盘

知识拓展五 液压马达的主要性能参数
液压马达的容积效率
因为液压马达存在泄漏，所以输入马达的实际流量q必然大于理论流量qt，

将qt=V·n代入
可得液压马达的转速公式为

因为液压马达工作时存在摩擦，所以它的实际输出转矩T必然小于理论转矩Tt，故液压马达的机械效率为

设马达进、出口间的工作压差为Δp，则马达理论功率(当忽略能量损失时)表达式为

得液压马达的输出转矩公式为

液压马达的总效率
马达的输入功率为Pi=pq，输出功率为Po=2πnT，而马达的总效率η为输出功率Po与输入功率Pi的比值，即

小结：
1．液压泵常见故障及维修。
2．液压马达分类，液压马达工作原理，液压马达工作参数。
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