阐述双作用叶片马达的工作原理,并指出其结构与叶片泵的区别。
阐述双作用叶片马达的工作原理,并指出其结构与叶片泵的区别。
题目解答
答案
双作用叶片式液压马达工作原理见图48。当压力油经配油窗口进入叶片1、2以及3、4之间时,由于叶片1、2及3、4伸出的长度不同,油压作用面积不等,因此产生使转子逆时针方向转动的力矩,在叶片1、2之间和3、4之间的力矩之和为液压马达输出的转矩,在供油量为一定值时,双作用叶片马达将以确定的转速旋转。改变输油方向时马达反转。
双作用叶片马达与叶片泵相比,结构上有如下区别:①在结构上,叶片根部设置了扭力弹簧,使叶片始终贴紧定子,保证马达顺利启动;②叶片在转子中径向放置,叶片倾角为零,以满足马达正反转要求;③为保证叶片根部受压力油作用,马达内叶片根部油路装有单向阀。

解析
本题主要考查双作用叶片马达的工作原理以及其与叶片泵在结构上的区别。解题思路是分别阐述双作用叶片马达的工作原理,再从多个方面对比其与叶片泵的结构差异。
双作用叶片马达工作原理
双作用叶片式液压马达工作时,压力油经配油窗口进入叶片之间。以图48为例,当压力油进入叶片1、2以及3、4之间时,由于叶片1、2及3、4伸出的长度不同,根据压强公式$p = \frac{F}{S}$(其中$p$为压强,$F$为压力,$S$为受力面积),在油压$p$一定的情况下,油压作用面积$S$不等,那么压力$F$也不同。
设叶片1、2之间的油压作用面积为$S_{12}$,叶片3、4之间的油压作用面积为$S_{34}$,且$S_{12}\neq S_{34}$,则叶片1、2之间受到的压力$F_{12}=pS_{12}$,叶片3、4之间受到的压力$F_{34}=pS_{34}$。
这些压力产生使转子逆时针方向转动的力矩,在叶片1、2之间和3、4之间的力矩之和为液压马达输出的转矩。当供油量为一定值时,根据液压马达的转速公式$n=\frac{q}{V}$(其中$n$为转速,$q$为供油量,$V$为马达排量),双作用叶片马达将以确定的转速旋转。若改变输油方向,压力油作用在叶片上的方向改变,从而使马达反转。
双作用叶片马达与叶片泵结构区别
- 叶片根部设置:在双作用叶片马达结构中,叶片根部设置了扭力弹簧。这是因为在马达启动瞬间,需要保证叶片能及时贴紧定子,以形成密封工作腔,从而产生足够的转矩使马达顺利启动。而叶片泵一般不需要这样的装置来保证启动。
- 叶片放置方式:双作用叶片马达的叶片在转子中径向放置,叶片倾角为零。这是为了满足马达正反转要求,当输油方向改变时,叶片能在不同的工作腔中正常工作,实现马达的反转。而叶片泵的叶片通常有一定的倾角,以适应泵的吸油和压油工作过程。
- 叶片根部油路:为保证叶片根部受压力油作用,双作用叶片马达内叶片根部油路装有单向阀。这样可以使叶片在工作过程中始终受到压力油的作用,保证叶片与定子之间的密封。而叶片泵的叶片根部油路一般没有这样的单向阀结构。