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 液壓馬達的選用原則與要點

(l)選擇原則與依據  由于液壓馬達實質上與有類似結構的液壓泵相同，所以選擇原則也相同。但液壓馬達與液壓泵在工作方面還是有諸多區別的（下表）。特別是考慮到液壓馬達的功用是將液壓能轉換為機械能而驅動負載旋轉，故輸出轉矩（包括啟動轉矩）和轉速就成為其選擇zui重要的考慮因素。此外，選擇液壓馬達的依據或需考慮的問題還包括效率、低速穩定性、壽命、速度調節比、噪聲以及外形與連接尺寸、重量、價格、貨源和使用維護的便利性等。

液壓泵與液壓馬達在工作方面的區別

    (2)結構類型的選擇液壓馬達的種類較多，特性不同，應針對具體用途及其工況，選擇合適的液壓馬達。各類液壓馬達適用工況及應用范圍參見表1-18。低速運轉工況可選低速馬達，也可以采用高速馬達加減速裝置。在兩種方案的選擇上，應根據結構及空間情況、設備成本、驅動轉矩是否合理等進行選擇。

    (3)規格（排量）的選擇排量是液壓馬達的主要規格參數，選擇的主要依據是馬達的工作負載特性。

工作負載特性可通過對主機進行工況分析（運動分析和動力分析）用轉速一時間循環圖(n-t圖)及轉矩一時間循環圖（T-t圖）加以表示（圖J）。其中馬達的負載轉矩可以根據所驅動的主機工作機構及其工藝目的，通過計算或試驗的方法加以確定。由T-t圖和n-t圖可以清楚地了解液壓馬達從啟動到正常工作，直到停止的整個工作循環中，馬達的負載轉矩和負載轉速的變化情況，即馬達實際工作時的尖峰負載轉矩和長期連續工作的負載轉矩數值，以及相關的zui高負載轉速和長期工作的負載轉速，從而為計算和確定液壓馬達的排量規格打下基礎。

    在選擇排量前應首先根據上述工作負載特性計算公稱排量的參考值。根據使用著眼點的不同，液壓馬達的公稱排量的參考值有以下兩種計算方法。

    ①當馬達以驅動負載為主要目的時，可根據馬達驅動的zui大負載轉矩T_max(N·m)、預選的工作壓力p(MPa)[或壓差△p (MPa)]和機械效率ηm（η_m=0.90～0.95）來計算其參考值V_g (mL/r)，即

                           V_g≥（2πT_max）/pη_m                   (1-45)

    ②當馬達以轉速及其變換為主要目的時，則可根據zui低轉速n_min(r/min)、已知輸人流量q_v(L/min)及馬達的容積效率η_v（可根據產品樣本選取或在η_v=0.85～0.9之間選取）計算其參考值V_g (mL/r)，即

                           V_g≥（1000q_vη_v）/n_min                   (1-46)

    根據計算出的排量，根據產品樣本以就近原則確定公稱排量。

    (4)實際工作壓力（或壓差）  的計算應按尖峰轉矩和連續工作轉矩計算出尖峰壓力和連續工作壓力。若計算值在該馬達的性能參數范圍內，則說明排量選擇合理。一般情況下實際選用的連續工作壓力應比產品樣本中推薦的額定壓力低20%～25%，以提高使用壽命和工作可靠性。尖峰轉矩出現在啟動瞬間時，zui高壓力可以選用樣本中提供的zui高壓力的80%，這樣，有20%的儲備比較理想。

    (5)功率的驗算  在排量和實際工作壓力確定后，即可按功率計算公式驗算馬達的輸出功率是否足夠。

    (6)壽命評估或驗算  在確定所采用馬達的型號規格后，參照生產廠提供的樣本資料，對實際使用工況下，液壓馬達可能有的壽命進行評估或驗算，以確定上述選型是否能滿足主機要求。如果壽命不夠，則必須選用規格更大一些的產品。

    (7)其他

    ①液壓馬達通常允許在短時間內超過額定壓力20%～50%的壓力下工作，但瞬時zui高壓力不能和zui高轉速同時出現。液壓馬達的回油路背壓有一定限制，在背壓較大時，必須設置泄漏油管。

    ②通常不應使液壓馬達的zui大轉矩和zui高轉速同時出現。實際轉速不應低于馬達zui低轉速，以免出現爬行。當系統要求的轉速較低，而馬達在轉速、轉矩等性能參數不易滿足工作要求時，可在馬達及其驅動的主機間增設減速機構。為了在極低轉速下平穩運行，馬達的泄漏必須恒定，要有一定的回油背壓和至少35mm²/s的油液黏度。需要低速運轉的馬達，要核對其zui低穩定轉速。

    ③為了防止作為泵工作的制動馬達發生汽蝕或喪失制動能力，應保證此時馬達的吸油口有足夠的補油壓力，它可以通過閉式回路中的補油泵或開式回路中的背壓閥來實現；當液壓馬達驅動大慣量負載時，應在液壓系統中設置與馬達并聯的旁通單向閥補油，以免停機過程中慣性運動的馬達缺油。

    ④對于不能承受額外軸向和徑向力的液壓馬達，或者液壓馬達可以承受額外軸向和徑向力，但負載的實際軸向和徑向力大于液壓馬達允許的軸向力或徑向力時，應考慮采用彈性聯軸器連接馬達輸出軸和工作機構。

⑤需長時間鎖緊馬達以防負載運動時，應使用在馬達軸上彈簧上閘、液壓松閘的機械制動器(圖K)。

  1.8液壓泵及液壓馬達的產品概況

    目前，國內生產和銷售的液壓泵及液壓馬達的產品基本上形成了多元化格局，主要涵蓋以下幾類：國內自行開發生產的產品；引進技術制造的產品；中外合資合作生產的產品；仿制消化的產品；境外公司獨資生產的產品等。此外，用戶還可以根據需要和具體使用條件，從互聯網直接下載或以信函方式索取產品樣本進行選型，

    1.9  液壓泵及液壓馬達的選用

    1.9.1  液壓泵的選用原則與要點

    在液壓系統的設計和使用中，選擇液壓泵時要考慮的因素有結構類型、工作壓力、流量、轉速、效率（容積效率和總效率）、定量或變量、變量方式、壽命、原動機的種類、噪聲、壓力脈動率、自吸能力等，還要考慮與液壓油的相容性、尺寸、重量、經濟性（購置費用）、維修性、貨源及產品史。這些因素，有些已寫在液壓泵生產廠的產品樣本或設計手冊的技術圖表資料里，要仔細研究并應嚴格遵照產品說明書中的規定，不明確的地方詢問貨源單位或制造廠。

    (1)選擇原則液壓傳動的主機類型一類為固定設備；另一類是行走機械。這兩類機械的工作條件不同，因此液壓系統的主要特性參數以及液壓泵的選擇也有所不同。兩類主機液壓傳動的主要區別見下表。

兩類主機液壓傳動的主要區別

    (2)液壓泵類型選擇齒輪泵、葉片泵、螺桿泵和柱塞泵的特點、優勢及價格各異，應根據主機類型及工況、功率大小、系統壓力高低及系統對泵性能的要求。目前，一般壓力低于2lMPa的系統，多采用齒輪泵和葉片泵，壓力高于2lMPa

的系統，多采用柱塞泵。此外，還要考慮定量或變量、原動機類型、轉速、容積效率、總效率、自吸能力、噪聲等因素。

    用定量泵還是用變量泵，需要仔細論證。定量泵簡單、價廉，變量泵復雜、價高，但可節能。定量泵與變量泵的適用場合見下表。葉片泵、軸向柱塞泵和徑向柱塞泵有定量泵，也有變量泵。變量泵（尤其是軸向變量柱塞泵）的變量機構有多種形式。控制方法有手動控制、內部壓力控制、外部壓力控制、電磁閥控制、順序閥控制、比例閥控制、伺服閥控制等。控制結果有比例變量、恒壓變量、恒流變量、恒轉矩變量、恒功率變量、負載傳感變量等。并不是所有變量泵都有上述各種變量及控制方式。變量方式的選擇要適應系統的要求，實際使用中要弄清這些變量方式的靜、動特性和使用方法。不同種類的泵、不同生產廠，其變量機

構的特性不同，選用時應仔細查閱產品樣本或使用說明書。

定量泵與變量泵的適用場合

    液壓泵還可以制成幾個泵（可以是同一類型的液壓泵或不同類型的泵）并聯在一起，并使用同一驅動軸的多聯泵，也可以制成油路串聯的多級泵。當液壓系統一個工作周期內流量變化很大時，可以選用多聯泵。多聯泵通常有一個吸油口，多個出油口，各出油口的壓力油可分別向系統的不同執行元件供油，也可合起來供給某一執行元件。在選擇液壓泵的類型和結構時，還應考慮系統對液壓泵的其他要求，如重量、價格、使用壽命、可靠性、液壓泵的安裝方式、泵的驅動方式、泵與原動機的連接方式、泵的軸伸形式（圓柱形軸伸、帶外螺紋的圓錐形軸伸和漸開線花鍵等）、能否承受一定的徑向載荷、油口的連接形式（螺紋、法蘭）等。

    在選擇具體產品時，還應考慮選定液壓泵的生產廠家的信譽及維修及配件供應情況等。