液壓馬達(dá)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的含義

      關(guān)于液壓馬達(dá)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的含義，作者在充分地學(xué)習(xí)、研究前人已有研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程課題的研究，對最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的含義作了如下闡述：

(1) 任何以液壓馬達(dá)作為動(dòng)力執(zhí)行元件的液壓系統(tǒng)，都存在著由液壓系統(tǒng)內(nèi)、外部工況條件所決定的最低穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速r/min。

(2) 最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是在已知液壓系統(tǒng)參數(shù)條件下，能長時(shí)間保持基本穩(wěn)定地低速運(yùn)轉(zhuǎn)而不產(chǎn)生“爬動(dòng)”現(xiàn)象的平均最低極限轉(zhuǎn)速。

(3) 所謂基本穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可用轉(zhuǎn)速脈動(dòng)率的δn大小來標(biāo)志。

式中：

ω_max—液壓馬達(dá)**脈動(dòng)角速度；
ω_min—液壓馬達(dá)最小脈動(dòng)角速度；
ω_mean—液壓馬達(dá)平均角速度。

      轉(zhuǎn)速脈動(dòng)率δn可以是10%，也可以是10%以上，其值應(yīng)由工程應(yīng)用的技術(shù)要求來確定，但不允許出現(xiàn)任何短時(shí)間的零(停)速現(xiàn)象，即“爬動(dòng)”現(xiàn)象。顧名思義，最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速就是要基本穩(wěn)定，出現(xiàn)任何角速度和角加速度都等于零的停速即“爬動(dòng)”現(xiàn)象，就不穩(wěn)定了，與定義不符，而且對液壓馬達(dá)、液壓系統(tǒng)本身和被控負(fù)載對象都會(huì)產(chǎn)生損害。

(4)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速r/min是研究液壓系統(tǒng)中的液壓馬達(dá)處在該馬達(dá)低速區(qū)(相對于額定轉(zhuǎn)速n_r而言)的最低穩(wěn)定工作轉(zhuǎn)速的規(guī)律及其極限值。一般液壓馬達(dá)的低速工作區(qū)在該馬達(dá)額定工作轉(zhuǎn)速nr的5～15%以下，隨液壓馬達(dá)的類型、規(guī)格的不同而不同。無論是高速、中速還是低速馬達(dá)(對nr而言)，在有些工程應(yīng)用中，一般都要考慮最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速問題，而不僅是針對低速大扭矩液壓馬達(dá)而言的。

(5)5～15%nr以下的低速區(qū)是低效率區(qū)，目前很少有研究；常規(guī)的液壓馬達(dá)性能試驗(yàn)只規(guī)定實(shí)驗(yàn)研究額定轉(zhuǎn)速的25%以上轉(zhuǎn)速的各種效率特性。事實(shí)上，在低速區(qū)，液壓馬達(dá)的泄漏特性和扭矩?fù)p失特性與25%nr以上轉(zhuǎn)速區(qū)完全不同。例如Rexroth公司生產(chǎn)的MZD90行星型中速液壓馬達(dá)(nr=800r/min)，按其樣本數(shù)據(jù)繪制的工作特性曲線、低速區(qū)泄漏流量Qmc和扭矩?fù)p失Tmf特性曲線分別如圖1、圖2、圖3所示。

      圖1、圖2、圖3上的特性曲線表明，在其低速區(qū)(15%nr以下)的特性規(guī)律與25%nr以上速度區(qū)完全不同。在低速區(qū)，Qmc不隨馬達(dá)轉(zhuǎn)速nm的降低而減小，幾乎是恒定不變的：Tmf非但不隨nm的降低而減小，反而增加了，并且在nm≤50r/min時(shí)增加更快，即“負(fù)阻尼”更強(qiáng)。所以，馬達(dá)低速區(qū)的這種Qmc和Tmf特性肯定是影響液壓馬達(dá)nmmin的主要因素之一。

(6)既然液壓馬達(dá)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速nmmin是指長時(shí)間保持連續(xù)平穩(wěn)的低速運(yùn)轉(zhuǎn)，只允許比較小的轉(zhuǎn)速脈動(dòng)，那么，研究最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的數(shù)學(xué)方程就應(yīng)以靜態(tài)的調(diào)速方程為主，其外負(fù)載也應(yīng)是靜負(fù)載扭矩Tm，因?yàn)閼T性負(fù)載在低速等速轉(zhuǎn)動(dòng)下是加不上去的。（作者：北京理工大學(xué)自動(dòng)控制系 彭熙偉 王渝）

圖1　MZD90型馬達(dá)工作特性曲線

圖2　MZD90型馬達(dá)低速區(qū)泄漏流量特性曲線

圖3　MZD90型馬達(dá)低速區(qū)扭矩?fù)p失曲線