液壓泵與液壓馬達(dá)的選擇與應(yīng)用

前幾節(jié)分別介紹了齒輪式、葉片式、軸向柱塞式和徑向柱塞式液壓泵及液壓馬達(dá)，在 選擇與使用時(shí)，首先應(yīng)充分了解各種液壓泵和液壓馬達(dá)的工作性能和主要特點(diǎn)，然后根據(jù) 不同機(jī)械主機(jī)的工況、功率的大小、元件效率、壽命和可靠性等進(jìn)行全面分析，再合理選擇 和使用。以下圖片列出了幾種液壓泵和液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)。

液壓泵、液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)

下面根據(jù)液壓泵和液壓馬達(dá)的工作特點(diǎn)及性能對它們的選擇和使用做一簡要介紹。 

 液壓泵的選擇

在為主機(jī)的液壓系統(tǒng)選擇液壓泵時(shí)，首先應(yīng)滿足主機(jī)對其液壓系統(tǒng)所提出的要求，流量、工作壓力等，然后根據(jù)主機(jī)的特點(diǎn)對泵的性能、使用維護(hù)等方面進(jìn)行綜合考慮。

選擇泵的型式時(shí)，要使泵具有一定的壓力儲(chǔ)備，一般泵的額定壓力應(yīng)比系統(tǒng)壓力略高。

若液壓系統(tǒng)采用單泵系統(tǒng)（一個(gè)泵同時(shí)或間隔地向幾個(gè)工作回路供油），泵的壓力應(yīng)根據(jù)最高工作回路所需的工作壓力來選擇。

在液壓系統(tǒng)中，液壓泵通常是由發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，選擇泵的使用轉(zhuǎn)速時(shí)，要求在其額定轉(zhuǎn)速下工作，這樣才能充分發(fā)揮其工作效率。同時(shí)泵的使用轉(zhuǎn)速不能超過泵規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速。泵的轉(zhuǎn)速過高會(huì)使泵的進(jìn)油不足、壽命降低，甚至?xí)贡孟绕趽p壞。另外，由于泵的供油量取決于泵的排量和轉(zhuǎn)速，所以在單泵系統(tǒng)中，選擇泵時(shí)，若各工作回路不同時(shí)工作，則以所需流量最大的工作回路選擇液壓泵，若有某幾個(gè)工作回路同時(shí)工作(包括或不包括所需流量最大的回路)，所需流量超過所需流量最大的回路時(shí)，應(yīng)根據(jù)該流量選擇液壓泵。

液壓馬達(dá)的選擇

這里介紹低速液壓馬達(dá)的選擇，高速液壓馬達(dá)的性能與同類泵的性質(zhì)相類同，這里不再講述。

使用壓力是液壓馬達(dá)的主要參數(shù)之一，多作用馬達(dá)（內(nèi)曲線馬達(dá)）與單作用馬達(dá)（曲軸連桿式馬達(dá))相比，由于柱塞較多，缸體受力平衡，所以使用壓力較高，額定壓力可達(dá)25MPa~30MPa,而曲軸連桿式馬達(dá)則在16MPa~21MPa之間。壓力進(jìn)一步提高除受效率限制外，對內(nèi)曲線馬達(dá)來說則表現(xiàn)為滾子軸承壽命的縮短，橫梁傳遞切向力機(jī)構(gòu)的比壓和導(dǎo)軌接觸應(yīng)力較大；對曲軸連桿式馬達(dá)，則縮短軸承和摩擦副壽命。　

液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速取決于進(jìn)口流量、排量及容積效率。但對某一種液壓馬達(dá)來說，由于慣性力的影響和內(nèi)部通道流速限制，有一個(gè)最高工作轉(zhuǎn)速。內(nèi)曲線馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速比曲軸連桿式馬達(dá)低，一般不大于150r/min,而曲軸連桿式馬達(dá)的轉(zhuǎn)速可達(dá)300r/min。
　　

最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速也是低速馬達(dá)的主要參數(shù)，液壓馬達(dá)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，曲軸連桿式在10/min左右，質(zhì)量好的可達(dá)2r/min。而內(nèi)曲線馬達(dá)可達(dá)0.2r/min~0.5r/min。這主要是因?yàn)楹笳叩牧髁棵}動(dòng)理論上可等于零的緣故。
　　

液壓馬達(dá)的效率隨設(shè)計(jì)制造質(zhì)量和使用條件不同而有較大的變化。由于內(nèi)曲線馬達(dá)的泄漏線長，密封長度短，最易泄漏。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，內(nèi)泄為外泄的8倍~10倍，甚至更大。因此，容積效率比曲軸連桿式低。質(zhì)量好的可達(dá)90%~93%，而曲軸連桿式馬達(dá)可達(dá)95%。
　　

液壓泵的啟動(dòng)多是在空、輕負(fù)荷狀態(tài)下，而工程機(jī)械中液壓馬達(dá)的啟動(dòng)多是在帶載情況下進(jìn)行的（如起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)，全液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等），如果啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩過低，將無法啟動(dòng)。所以啟動(dòng)性能對液壓馬達(dá)是很重要的，因?yàn)樵谕瑯庸ぷ鲏毫η闆r下，液壓馬達(dá)在由靜止?fàn)顟B(tài)到開始轉(zhuǎn)動(dòng)的啟動(dòng)狀態(tài)的輸出扭矩要比運(yùn)行中的小，這給液壓馬達(dá)帶載啟動(dòng)帶來了困難。