1.7.4脉动性及其危害
(l)瞬时排量与瞬时流量的脉动性 液压马达在运转中,每一瞬时随转角不断变化的排量称为液压马达的瞬时排量;在每一瞬时随转角不断变化的流量称为液压马达的瞬时流量。理论上大部分马达的瞬时排量和瞬时流量都存在脉动性。
瞬时排量的脉动性用排量不均匀系数δv(%)来评价,即
(1-34)
·
瞬时流量的脉动性用流量不均匀系数δq(%)来评价,即
(1-35)
·
式中 (Vinst)max、(qinst)max——液压马达的最大瞬时排量、最大瞬时流量;
( Vinst)mim、(qinst)mim——液压马达的最小瞬时排量、最小瞬时流量。
流量不均匀系数δv和δq越小,则表明这台马达的排量和流量脉动性越小或瞬时排量和瞬时流量品质越好。
(2)脉动性的危害 当液压马达的输人流量一定时,由于马达瞬时排量的不断变化,马达的输出转速也将按某一规律脉动。因马达的输出转矩与排量成正比,故在恒定的输入压力下,当忽略摩擦力时,马达的输出转矩将随瞬时排量的变化按同一规律不断改变。而当负载转矩一定时,因压力与排量成反比,随马达瞬时排量的变化,压力也将按某一规律脉动。
不同结构和参数的液压马达,其脉动情况各不相同。这种主要由液压马达本身结构所决定的周期性脉动,转速较高时,对惯性较大的外负载,输出脉动并不明显,但却使整个液压系统产生振动和噪声。当与系统固有的振动频率一致时,将发生共振现象,使管路系统出现较严重的振动和啸叫,影响系统及液压元件工作的平稳性,降低使用寿命。在砥速运转时,脉动还将成为引起低速爬行的原因之一。
1.7.5启动性能和制动性能
(l)启动特性 在多数机械设备中,液压马达经常带负载启动、停车、正转、反转。在这种频繁交替的使用条件下,液压马达的启动性能应当满足负载为全转矩或允许转矩情况下,在任意转角位置下的可靠启动。启动特性用启动转矩和启动机械效率来衡量。
液压马达在额定压力下,由静止状态启动时输出轴上的转矩称为液压马达的启动转矩,亦即液压马达启动过程中克服了摩擦损失后,轴的输出转矩。通入压力油后,液压马达从静止到运动的启动,必须克服静摩擦。即通入压力油后,使输出轴转过一微小的预拉紧转角克服可动零部件间的间隙和零件的弹性变形,使液压马达的负载处于启动前的预拉紧状态,这时相对滑动面间产生库仑摩擦力,随之摩擦力逐渐增大,输出转矩逐渐减小,当摩擦力充分建立起来时,输出转矩趋于一定值,此即为启动转矩。液压力使液压马达克服摩擦力实现了带负载下的启动。
启动机械效率ηms又称启动转矩效率,它是指液压马达由静止状态启动时,马达的启动转矩Ts与理论转矩Tt之比,即
ηms=Ts/Tt (1-36)
液压马达的启动转矩和启动机械效率的大小,受到内摩擦力的影响和转矩脉动性的影响,输出轴处于不同位置(相位角)进行启动时,其启动转矩也略有不同。实际工作中希望启动性能好一些,即希望启动转矩和启动机械效率尽可能大一些。对于不同结构的液压马达,其启动机械效率(启动转矩效率)不同。
(2)制动性能 当液压马达用于驱动液压绞车起吊重物,或驱动挖掘机等工程机械的行走机构作业时,为了防止停车时重物下落或行走机构在斜坡上自行下滑,对液压马达的制动性能有一定要求。
将液压马达进、出油口切断后,理论上输出轴应完全不转动,但因负载力矩的作用使液压马达转变为“液压泵工况”。泵工况的出油口为高压腔,高压油从此腔向外泄漏,使液压马达会缓慢转动(滑转),这一转速称为滑移转速。
通常用额定转矩下的滑移转速来评定液压马达的制动性能。有时也用转速为零时的泄漏量来表示制动性能。液压马达的密封性越好,滑移转速越低,制动性能越好。
制动性能因马达的结构不同而异,以柱塞式液压马达最佳,其中端面配流的液压马达通常比轴配流有更好的制动性能。对同一结构的液压马达而言,当负载力矩和油液的黏度不同时,其制动性能也不尽相同。
液压马达中相对运动零件间总存在间隙,泄漏滑移不可避免,故对需要长时间制动的机械,液压马达应该设置其他制动装置。