低速大扭矩液壓馬達是近些年來國內(nèi)國外發(fā)展趨向較快、運用較多的1種液壓執(zhí)行器。其種類規(guī)格型號多樣,普遍的具體有“多作川內(nèi)曲線徑向柱塞式”,“曲軸連桿式”、“擺線式”、“葉片式”“靜力均衡式”、“球塞式”、“套筒伸縮擺缸式”等。雖說低速大扭矩液壓馬達的構造、原理多樣新構造不斷地發(fā)生,但按每轉(zhuǎn)中柱基副的作用次數(shù)可分成單作用與多作用兩種,按柱塞的排列方法,可分成徑向柱塞式與軸向柱塞式。在柱塞式液壓馬達中,柱塞孔在缸體中沿圓周分布均勻,柱塞呈徑向放射狀排列。多作用內(nèi)曲線徑向柱塞式液壓馬達就是當中關鍵的1種。

多作用內(nèi)曲線徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達因具備體型小結構緊湊、安裝靈敏、工作效能高及較好的低速穩(wěn)定性能(可同時推動低速運作工作任務結構)和輸出轉(zhuǎn)矩大等多方面優(yōu)勢,而做為液壓推動元器件廣泛運用于礦山開采、工程項目起重吊裝、運送﹑船只﹑卷揚機等機械設備中,并仍具備很大的行業(yè)前景。

多作用內(nèi)曲線液壓馬達在同樣壓力下比單作用馬達的輸出轉(zhuǎn)矩大,單位功率的重量較輕,并且只需柱塞數(shù)7利l作用次數(shù)×挑選適合(通常挑選X、7都關偶數(shù),且基礎馬達數(shù)ma2),能夠使馬達的徑向液壓力充分均衡。因為缸孔對稱性,使分度生產(chǎn)加工簡單,設計中有效挑選導軌曲線,并按無脈動分派幅角,理論上能夠達到輸出轉(zhuǎn)矩脈動為零,因此能夠得到不錯的低速穩(wěn)定性能多作用內(nèi)曲線徑向柱塞式液壓馬達的傳力方法分成柱塞傳力橫梁傳力<滾輪傳力等型式,當中以橫梁傳力,滾輪傳力液壓馬達運用比較多。

此文具體講述內(nèi)曲線多作用徑向柱塞式低速大扛矩液壓馬達的發(fā)展趨向概述,論述端面配流是這種液壓馬達配流結構的發(fā)展趨向,并概述反映端面配流構造的構成、原理及設計方法。

1.液壓馬達的發(fā)展趨向概述

內(nèi)曲線多作用徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達的液壓馬達的發(fā)展趨向概述

內(nèi)曲線多作用徑向柱塞式低速大扭矩液壓馬達的發(fā)展趨向起源于30世紀五十年代。

二十世紀五十時代初,法國的Samm企業(yè)研發(fā)的多作用內(nèi)曲線徑向柱塞式液壓馬達,首要運用于液壓轉(zhuǎn)向體系,該馬達的額定值工作壓力為十MPa,接著該企業(yè)在研發(fā)全過程中又優(yōu)化了帶配流軸的M10型液壓馬達并研發(fā)了各種型號規(guī)格,在這個基礎上還研發(fā)了帶端面配流構造的M20型液壓馬達。

德國的Hagglunds企業(yè)于二十世紀五十時代重點研發(fā)了滾輪傳力構造的多作用內(nèi)曲線徑向柱塞式殼轉(zhuǎn)馬達,伴隨著科研的更加深入,此馬達擁有非常大的進步,文排量為417L/r的液壓馬達,在1961年~1981年的時候,其工作壓力提升了312倍,轉(zhuǎn)動速度提升了4176倍,功率提升了十五倍。時代時代中后期,該企業(yè)又研發(fā)了柱塞傳力構造馬達,橫梁圍繞于柱塞,結構緊湊,尺寸變小許多。八十時代之后,為滿足礦山設備的需求,研發(fā)了額定值工作壓力為3115MPa的MA系列軸轉(zhuǎn)馬拉松液壓馬達,并使其綜合性能能得到了比較大的增強并且增加了使用壽命。

法國的Poclain企業(yè)從二十世紀五十時代起研發(fā)了為挖機搭配的橫梁傳力構造馬達,六十時代大批量生產(chǎn)G系列,時代時代生產(chǎn)制造系列,所研發(fā)的端面配流的內(nèi)出線馬達,每年產(chǎn)量在1萬臺之上,八十時代又研發(fā)了殼轉(zhuǎn)型發(fā)展系列車輪馬達;之后,為滿足主機和增強低速大扭矩液壓馬達的功能需求,Poclain企業(yè)發(fā)展了多作用端面配流的內(nèi)曲線液壓馬達。其額定值工作壓力為30MPa該企業(yè)近期又研發(fā)了端面配流的車輪馬達,深入改進增強了馬達功能。

英國的Renold企業(yè)二十世紀時代時代研發(fā)了柱塞傳力滾輪式軸轉(zhuǎn)馬達IM系列,日本住友企業(yè)1967年進行研發(fā)內(nèi)曲線馬達,并于-1970.年實現(xiàn)RB型液壓馬達系列的研發(fā)﹔芬蘭的Sisu企業(yè)研發(fā)的第一批裝在輪轂中的多作用徑向柱塞式液壓馬達,于一九六四年進行組織化指量生產(chǎn)制造。

二十世紀六十年代中期,在我國開展對低速大扭矩液壓馬達開展樣品勘測仿造作業(yè),初階段建立了曲軸連桿馬達及內(nèi)曲線馬達等少數(shù)幾種規(guī)格型號。70年代初,工程機械﹑建筑機械﹑礦山機械和船舶甲板機械等紛紛采用液壓技術,研究低速大扭矩液壓馬達的部門也增到4(多個,類型和主機應用都有了大幅的進步,但重要為主機配套使用。

二十世紀70年代至今,國內(nèi)設計開發(fā)了多種多樣規(guī)格型號的多作用內(nèi)曲線徑向柱塞式液壓馬達,如軸轉(zhuǎn)NM系列.NKM殼轉(zhuǎn)系列.Q(K)M系列、ZM系列、CNM系列等。到迄今為止,NM系列液壓馬達已有近二十種排量規(guī)格型號,較高壓力也已達3115MPa;

國產(chǎn)NM系列液壓馬達,片式導軌﹑橫梁傳力構造,依據(jù)排量大小,額定值壓力pa=十六~25MPa,較高壓力為pmax=二十~3115MPa,該系列一共有十六個規(guī)格型號該系列液壓馬達具備比較好的工作效率特性﹐臺架試驗使用期限將近八千~一萬h。

與外國對比,國內(nèi)多作用內(nèi)曲線徑向柱塞式液壓馬達基本上都為軸配流構造,與此同時,對重要運動副,各類機理方面的基礎試驗研究仍有待更進一步深入。

3配流機構的演變

在多作用內(nèi)曲線液壓馬達中,配流機構是最為重要的部件之一,配流機構的設計技術即是其中的關鍵技術,它直接干擾到該類液壓馬達的作業(yè)可靠性﹑工作效率﹑使用期限及作業(yè)穩(wěn)定性。配流副的進步在較大水平上表示著液壓馬達的進步水平。

液壓馬達配流副構造的進步經(jīng)歷了從原來的機械支承軸配流構造,進步到之后的包含靜壓平衡軸配流構造﹑閥配流構造與端面配流構造等幾個系列若干類型的過程。軸配流構造是外國早先和國內(nèi)現(xiàn)階段單作用內(nèi)曲線液壓馬達的重要配流機構,這種配流機構具備如下特點:

(1)構造簡易v零配件少;

(2)腰形汕口在較大直徑下作業(yè),需要較長的密封面;H.密封面之間具備相對運動,干擾密封效果;

(3)對密封空隙要求相對嚴格,由于配流長度較長,對配流軸及軸套的生產(chǎn)﹑生產(chǎn)加工裝配工藝以及油過濾精度提出了較高的要求;—-

車(4)由于設計時配流軸上的徑向液壓力平衡不是很滿意,生產(chǎn)加工﹑安裝及作業(yè)時受外力作用干擾的干擾或配流軸受力變形,均會造成配流軸損壞和牙齒咬合,且磨步后空隙難以補償造成泄露增多,乃至減少馬達使用期限;

(5)在油箱中作業(yè)液體油溫較高的狀況下,液壓馬達轉(zhuǎn)停制冷后再啟動時,熱油忽然進到馬達,配流處很容易產(chǎn)生“熱沖擊”,造成 配流軸“咬死”。

現(xiàn)階段﹐外國單作用低速大扭矩液壓馬達

已廣泛選用端面配流代替軸配流結構。如歐洲德國DUSTER2LOH公司一些馬達﹑法國Samm.Poclaim公司一些馬達﹑日本的日鋼MC型馬達、瑞典的Hagglunds的MA系類馬達等。多功能低速大扭矩液壓馬達也已一些完成了端面配流,乃至產(chǎn)生了對稱性雙端面配流器結構,這也是1種較新的配流結構形式,具備很多突出的優(yōu)勢。

我國相關端面配流機構的科研與設計任務主要是

集中化在單功能低速大拉史股壓與八A咨牛產(chǎn)英特姆液壓馬達廠與意大利SAI等公司合資生產(chǎn)

NIM端面配流曲軸連桿液壓馬達,哈工大

與徐洲液壓件廠聯(lián)合事上證制”中都選用了相似德

國DUSTERLOH公司液壓馬達端面配流機構。多作

用低速大扭矩液壓馬達中選用端面配流機構的還很少。

現(xiàn)階段,株州力達機械設備制造有限公P一通面配作科研生產(chǎn)大功率多功能內(nèi)曲線徑向柱塞式端面配

液壓式升降機與大型的起重船中獲得運用,端面配流型殼轉(zhuǎn)馬達,對稱性雙端面配流器結構多功能馬達也在

發(fā)展規(guī)劃中。

在端面配流理論研究層面,我國相關學者對曲軸

零配件承受力磨擦副壓緊力與分離力測算﹑磨擦損害及

入的概念與試驗科研,獲得了比較大進度。但這些科研仍限于曲軸連桿馬達,這也是1種單功能類型的液壓式

馬達,而內(nèi)曲線多功能液壓馬達的配流機構及工作狀況標準則比之繁雜得多。

在多功能內(nèi)曲線低速大扭矩液壓馬達的端面配流層面開展的科研任務還有待更進一步深層次,但有相對性比較完善的軸向柱塞泵,單功能低速大扭矩液壓馬達端面配副的概念與工作經(jīng)驗作具體指導,堅信在過段時間的以后能獲得比較大的成績。端面配流設計的關鍵是處理配流盤與缸體表面相互間的靜壓平衡難題?，F(xiàn)階段,在多功能內(nèi)曲線低速大扭矩液壓馬達的端面配流科研中的關鍵是:①液工作壓力的測算及密封性地區(qū)工作壓力場遍布規(guī)律性科研﹔2配流間隙的試驗科研;③配流盤結構結脈動特點的影響到科研;④配流副零部件抗壓強度及形變的解析測算。