漫话液压马达
学习目标
1、了解液压马达的功能
2、了解液压马达的应用
3、了解如何维护马达
一、什么是液压执行机构?
液压执行机构是指将流体的压力能转化为机械能的液压元件。它是整个液压系统中实际对外传递动作的部件。液压执行机构有两种,分别是液压缸和液压马达。
液压缸被称为线性执行器,因为它是沿着直线方向运动的。
液压马达被称为旋转执行器,因为它是绕着轴线做旋转运动的。
二、液压马达的功能概述
2.1、液压马达在装载机中的应用
让我们先来看看一个带有液压马达的系统是什么样的。
图中装载机依靠柴油发动机驱动液压泵,而液压泵输出的高压流体通过控制装置流入液压马达,液压马达旋转从而驱动装载机前进或后退。
2.2、能量转换过程
在装载机前进和后退的过程中,能量转换过程如下:
1、柴油发动机将柴油的化学能转化为发动机轴的旋转动能;
2、液压泵把旋转动能转化为流体的压力能;
3、液压马达将流体的压力能转换为输出轴的旋转动能;
综上,能量都是从发动机开始,经过多次转换,最后才到达液压马达的输出轴上。
实际上,液压系统都是从原动机的旋转动能开始,经过几轮能量转换之后,转换的过程中还伴随着能量损失,最后又回到旋转或直线方向的动能。
2.3、液压马达的优点
你有没有想过,为什么不是用电机或者是内燃机的转动能直接驱动负载呢,这样不是效率更高吗?
对于电机而言,电机输出轴上的负载越大,那么电机的转速也会明显下降。也就是电机转速受负载大小的影响,我们无法控制。
对于内燃机而言,最低转速至少要500~600r/min以上,也就是说低转速范围不能使用。
而液压马达就不同了,它的转速,仅取决于压入介质的流量大小,想要快一点儿就增加输入流量,想要慢一点就减小输入流量。这样转速就是受控的。而它的进出口压差,才取决于作用在马达输出轴上负载转矩的大小。
所以,在农田、沼泽、草原、森林、沙漠等工况变化很大的地区,马达驱动比发动机直接驱动更为灵活,效果更好。因此,几乎所有的履带车、坦克车、拖拉机、挖掘机等都会采用液压马达驱动。
三、液压马达的工作原理
3.1、液压马达的图形符号
左边是液压马达的基本图形符号,圆圈代表马达的壳体,三角箭头指向圆圈内部,代表高压油是从外部流进马达内部的。
右边是液压泵的基本图形符号,圆圈代表泵的壳体,三角箭头指向圆圈外部,代表高压油是由液压泵向外输出的。
在基本图形符号上,添加一些其它的符号,就表示马达还具有额外的功能。比如左边表示双向液压马达,右边表示双向变量液压马达。
3.2、液压马达内部的动作过程
这是一台齿轮马达,红色区域是高压区,蓝色区域是低压区。高压油迫使齿轮转动,转动的齿轮又带动跟他相连的输出轴旋转,从而将液压油的压力能转化为齿轮输出轴的旋转动能。
3.3、应用实例
这是一台由液压马达驱动的绞车。当液压系统工作时,绞车可以向上或向下运送重物。
不仅如此,我们还可以通过改变液压泵的排量来改变马达的转速。
只要左右滑动这个按钮,就可以改变进入液压马达的流量大小和进出口方向。
四、液压马达的维护和保养
不管什么类型的液压马达,在使用过程中都是需要定期维护和保养的。
在维保的过程中,我们需要着重注意以下几点内容:
4.1、轴线的对中性
为了使液压马达的工作性能最优,以及延长使用寿命,需要特别注意液压马达输出轴与负载连接时的轴线是否对中。
因此,维护人员需要定期检查和维护连接部位的对中性。
记住,在没有解决对中性问题之前,千万不要强行启动设备。
4.2、额定工况
注意保证液压马达工作在额定压力下,避免其受到频繁的压力冲击。否则输出轴很容易折断。
4.2、轴承及密封件
如果马达输出轴与负载对中性失效,那么轴封处可能会漏油。
此时,作为维护人员,你要做的不仅仅是更换密封件,而且还要找出导致密封失效的原因。
4.4、内部泄漏
齿轮马达在长时间工作以后,壳体内表面与轮齿之间的磨损非常严重,导致越来越多的高压油可以不驱动齿轮转动,而直接从间隙处流回油箱,并没有对外做功。这会导致系统的效率非常低下。
4.5、泄油口堵塞
对于柱塞马达而言,除了进油口、出油口之外,还有一类油口被称为壳体泄油口。
如果发现轴封处出现漏油现象,则需要同时检查一下泄油通道是否发生堵塞。
五、系统设计的合理性
在液压系统的设计阶段,我们就要考虑防止液压马达在工作过程中突然转变成液压泵的运行工况。
5.1、什么情况下液压马达会成为液压泵?
液压马达不仅仅长得像液压泵,在实际工作中,它也经常会突然变成泵的使用工况。
比如下面这个由液压马达驱动的大型风机,如果马达突然停止运动,但是由于风机叶轮的惯性力,会带动马达继续运转,这样马达就会转变为泵的工况,这是我们所不希望看到的。
5.2、如何防止液压马达成为液压泵?
为了防止液压马达出现失速而转变为液压泵的工况,我们需要在系统中配置制动阀和防止气蚀的装置。如下图所示,详细的内容我们会在下一期讲解。