液压马达最低稳定转速的含义

液压马达最低稳定转速的含义

关于液压马达最低稳定转速的含义，作者在充分地学习、研究前人已有研究成果的基础上，结合工程课题的研究，对最低稳定转速的含义作了如下阐述：

(1) 任何以液压马达作为动力执行元件的液压系统，都存在着由液压系统内、外部工况条件所决定的最低稳定工作转速r/min。

(2) 最低稳定转速是在已知液压系统参数条件下，能长时间保持基本稳定地低速运转而不产生“爬动”现象的平均最低极限转速。

(3) 所谓基本稳定转速可用转速脉动率的δn大小来标志。

式中：ωmax—液压马达最大脉动角速度;

ωmin—液压马达最小脉动角速度;

ωmean—液压马达平均角速度。

转速脉动率δn可以是10%，也可以是10%以上，其值应由工程应用的技术要求来确定，但不允许出现任何短时间的零(停)速现象，即“爬动”现象。顾名思义，最低稳定转速就是要基本稳定，出现任何角速度和角加速度都等于零的停速即“爬动”现象，就不稳定了，与定义不符，而且对液压马达、液压系统本身和被控负载对象都会产生损害。

(4)最低稳定转速r/min是研究液压系统中的液压马达处在该马达低速区(相对于额定转速nr而言)的最低稳定工作转速的规律及其极限值。一般液压马达的低速工作区在该马达额定工作转速nr的5～15%以下，随液压马达的类型、规格的不同而不同。无论是高速、中速还是低速马达(对nr而言)，在有些工程应用中，一般都要考虑最低稳定转速问题，而不仅是针对低速大扭矩液压马达而言的。

(5)5～15%nr以下的低速区是低效率区，目前很少有研究;常规的液压马达性能试验只规定实验研究额定转速的25%以上转速的各种效率特性。事实上，在低速区，液压马达的泄漏特性和扭矩损失特性与25%nr以上转速区完全不同。例如Rexroth公司生产的MZD90行星型中速液压马达(nr=800r/min)，按其样本数据绘制的工作特性曲线、低速区泄漏流量Qmc和扭矩损失Tmf特性曲线分别如图1、图2、图3所示。

图1、图2、图3上的特性曲线表明，在其低速区(15%nr以下)的特性规律与25%nr以上速度区完全不同。在低速区，Qmc不随马达转速nm的降低而减小，几乎是恒定不变的：Tmf非但不随nm的降低而减小，反而增加了，并且在nm≤50r/min时增加更快，即“负阻尼”更强。所以，马达低速区的这种Qmc和Tmf特性肯定是影响液压马达nmmin的主要因素之一。

(6)既然液压马达最低稳定转速nmmin是指长时间保持连续平稳的低速运转，只允许比较小的转速脉动，那么，研究最低稳定转速的数学方程就应以静态的调速方程为主，其外负载也应是静负载扭矩Tm，因为惯性负载在低速等速转动下是加不上去的。

图1　MZD90型马达工作特性曲线

图2　MZD90型马达低速区泄漏流量特性曲线

图3　MZD90型马达低速区扭矩损失曲线