摆线齿轮式液压马达简介

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1、摆线齿轮式液压马达简介摆线齿轮式液压马达简介 液压马达属于能量转换装置,是能够产生连 续旋转运动的执行元件.液压马达能把输送来的 油液的压力能转换为机械能,其输入量是油液的 压力和流量,输出量是转矩和转速（角速度）.液压 马达按其结构可以分为齿轮式,叶片式及柱塞式 等若干种.本文主要介绍欧洲戴恩福斯公司生产的较有 特色的摆线齿轮式液压马达.该公司是近年来欧 ll 最大的生产高扭力低速液压马达的厂商,已能 为用户提供1600 多种规格的产品,主要用于金属 切削机床及术工机床,农业及林业机械,工程机 械.注塑及橡胶机械,冶矿设备,船用设备及特种 车辆上.液压马达的规格一般用额定流量来表示,这 是指

2、在正常工作条件下在额定转速和额定压力 下输入到马达中去的流量.而液压马达的排量则 是指马达轴每转一转.由其密封容腔几何尺寸变 化所算得的输入油液的体积.该公司提供的规格 （额定排量）为 O.008I/r,0.8I/r（8cm/r,800cm/r）;其速度范围包括从最小型马达可达约2500r/rain 到最大型马达可达约 600r/minf 其最 大工作力矩从13N.m到250C,N.rn(峰值)，最大 输出功率从2kW到6w.对于已知捧量的液压 马达, 其转速是由油液流量的大小而决定, 转矩是 由其压力差所决定., 摆线齿轮式液压马达的简单原理 齿轮式液压马达的工作原理是以内啮音齿轮 为设计输

3、出力图3椭图 1 摆线齿轮式液压马达的工作原理 液压马达的配油阎由位于内齿轮内部的小齿 轮经一个万向轴同步驱动, 以实现该液压马达的 各个吸油腔及压油腔能准确地填满油液或抽空泊 液而无损失. 戴恩福斯公司设计有两种形式的配 油阀:出油口?32?型配油闻的结构油阎上海机床,(1) 柱型配油阉.废配油阉与输出轴联成一体(见图 2 所示).当从齿轮组传递能量到输出轴时, 其万向轴目口带动该配油阀转动.(2) 盘型配油阉.该配油阀与输出轴分离,而 由一根短的万向轴驱动(见图 3 所示).二,齿轮式液压马达的类型(1)输出轴配置滑动轴承的无滚柱液压马达 这种液压马达的特点是定齿环没有配滚柱, 其柱型配油

4、阉与输出轴联成一体,该输出轴由滑 输出轴目口目骨吕圄 动轴承支持,结构较紧凑,能实现中等压力下长时 间运转或高压力下较短 Bl 可的运转.(2)输出轴配置滚针轴承的无滚柱液压马达 这种液压马达的特点也是定齿环没有配壤 柱.柱型配油阀与输出轴联成体,只不过输出轴 由滚针轴承支持,结构也很紧凑,能实现中等压力 下长时间运转或高压力下较短时间的运转,配置 滚针轴承能使这类液压马达承受静态和动态径向 载荷.轴图4 摆线齿轮式液压马达的各种结构(3) 配有滚柱的液压马达 这种液压马达的定齿环所配的滚柱减轻了齿 缘周围的应力,从而分散了滚齿的负载,井减少了 内部小齿轮上所受的切向力.由于改善了摩擦条 件,

5、故可在连续的高压下获得较长的工作寿命及 较好的工作效率,带滚柱的齿轮组可保证应用在 薄油膜或经常承受反向载荷的场台.“)输出轴配置滚针轴承的有滚柱液压马达 该液压马达的结构大致与上述(3)类似.由于 配置在辅出轴的滚针轴承能够吸收较高的静态或 动态的径向载荷,承受频繁的起动和停止以及输 出轴存在振动的状况.所以这种液压马达适于长 期工作在高压,薄油膜或经常承受反向载荷的场 合.1999年第 1期回口(5) 输出轴配置圆锥滚子轴承的有滚柱液压 马达该藏压马达定齿环配有滚桂,盘型配油阀与 阉的驱动部分分开.采取分离式驱动以及配置液 压平衡盘型配油阀,能使液压能及机械能的损失 降至最低.这类液压马达

6、也适台在高压,薄油膜, 经常承受反向载荷等连续出现异常状况的工作条 件下运行.圆锥滚子轴承能使藏压马达承受静态 或动态的径向载荷.这种类型的液压马达在很高 压力下也能获得高效率以及较好的起动特性,且 在低速条件下运转也非常平稳.（6）耐腐蚀的液压马达上述1,3 两种类型的液压马达可配置防锈部 件,如输出轴,键,前盖,前盖螺栓.其防尘环材料 ?33?备戳?_LII_II_II为塑料,防尘盖为防锈材料（见图 5 所示）.机的直接驱动切割油缸等. 围5 耐腐蚀的液压马达（7）低内泄的液压马达 其柱型配油阀和输出轴分为两部分,输出轴 由滚针轴承支持.这类液压马达适合低泄漏的工 作条件,如叉车使用的转向

7、 器等.腿9 短型液压马连（左）及超短型液压马达（右）的外形 上述第5 种液压马达可提供短型或超短型.适用于承受轴向和径向负载能力的齿轮传动系统中.(II)加压制动及加压放松制动的液压马达围6 低内泄液压马达(8) 配置凹八型法兰的液压马达围10加压割动(左)厦加压最拱制砑(右)的瘫压马遮耕?形 22加压制动型采用机械鼓式刹车(正制动).加压放松制动型采用盘式刹车,这是由弹簧进行睁I动,再由液压进行放松. 马达三,齿轮式液压马达的选择 围7 加装凹型法兰的藏压马达 上述 1,3,5 三种液压马达可加装凹八型法 兰,这样便可将它装在轮毂或卷扬机的卷筒内,使 得径向载荷传递至该液压马达的两个轴承中

8、阿, 且装配尺寸也紧凑.(9) 小型液压马达围8 小型液压马达的构造 小型液压马达有一个集成的旁路阀, 加装万 向轴等配件后可用于功率因数高的设备,如割草 ?34?首先, 根据用户各自应用的需要而选择液压 马达的类型,然后按照应用场台所要求的力矩和 速度决定其大小.各种型号液压马达的功能图分别给出该马达 在不同的压力差?P和油量Q的情况下工作力矩M（垂直轴）与转速n （平行轴）之间的关系.当压力差和油量为常数时这些曲线常常重叠 于功能图坐标轴系. 当输出功率为常数（双曲线） 或2总效率为常数时,其曲线也在图上给出. 后者 的曲线呈环型,有点像贝壳,所吼也经常称谈功能 图为”贝壳图（冕图11）

9、.1. 连续工作负载/. 目 1 断工作负载及峰值负载 该功能图分为一个暗影区 A 和二个淡影区B.暗影区A代表液压马达的连续工作区在这个 区域中该马达能够连续运行,并可达到最佳效率 和长久寿命.两个姨影区 B 表示该液压马达处于间断负载 下当液压马达由于制动所造成的高力矩（压力 差）而工作于变动负载（或反方向负载时）,可利用 该间断区域,并能使液压马达维持每分钟有最大 10的间断速度或间断压力差的运行该条件下 不能够同时使用间断速度和间断压力差间断压 上海机束） 力差和力矩变化的上限不能在每分钟超过 1% （峰值负载时）最大的峰值负载值在每种液压马 达的技术指标中均已列出例如，当溢流阀打开或

10、 方向阀开启或关闭时会出现峰值高压故必须安 装溢流阀和双向冲击阀使压力峰值不会超过最 大峰值在压力及振动较大的系统中，应配置压力 表及时刭量压力和力矩的峰值.,l*4 竺三 2=lIt rI, 厶/干,|lf竺一.,1 卜，l 厂,一竺二;?k 奠/r,L 竺 05Mp,?l.?, f,Il?鬟rI,Ill:J 土 rr1 :,10f=kll干=卜F:A日050100150200250300350400450500550600F,507o.50 转速（r/rain） 图某型号敢压马达的功能圈（供参考）为了实现无故障运行, 应根据可能的连续及降. 可断参数值选用液压马达的大小. 探证实际压 力峰

11、值不会超过该液压马达最大的压力峰值.2. 葱翠液压马达的总效率是指容积效率（）和液压一机械效率()的乘积: qX?一(1) 窑积效率 二二二?一 01 1Io,=O 呲iO2;O03=Oleak盥琏诬 n图 l2 客稿效率的表示图 l2 中 Q 曲线的斜度是容积效率的函效 . 该斜度给出供油量转化成输出轴转速的比例.内 部的滞流将流经缝隙和轴承表面,起着润滑和冷 却剂的作用.当负载(压降)增加时,滞流也相应增 加,影响到齿轮组的油量也相应减少,使其转速下 1999年第 1期 某型液压马达为倒:该液压马达必须能驱动一个375r/min的转轴，输出力矩为3lON.m.若容积效率以100%计,拄几何

12、排量乘以转速,流到马达的油量应为471/rain.若提供50t/min的泊速，则其容积效率为：Tk.=X100=9d%(2) 液压一机械效率l,机械效率砌 75MPa技率转速n图 l3 丧压一机械效率的表示低和高的转速都会影响液压马达输出扭矩曲 线的降低.压力降为常效,在低转速时,扭矩曲线 的降低是由于机械能的损失在高转速时扭矩曲 线的降低是由于马达通过高流量时的压力损失.当液压马达在起动时,机械损失为最大值,这?35?uJzOHX 如是因为此时旋转部件的润滑膜尚未建立,经过数 转后,润精膜彦立起来,摩擦损失减少,力矩增加. 压降曲线与力矩垂直轴的交点为该压降值时 马达的启动力矩.某型液压马达

13、在压降为 17.5MPa时的启动力矩为260N.m,这样在相同 压降下它可蹦在润滑膜建立后马上就能达到 31ON.m.压降曲线在功能图上并不和力矩轴相交, 但 各种类型的藏压马达的技术数据中列出了最大连 续压降和最大间断压降条件下的最小启动力矩. 在高速区的力矩损失达到最大.油置的增加 导致油路和端口处的更大压力损失.这样能提供 给齿轮组的压降减少丁,即液压马达输出较小的 力矩.为了计算液压一机械效率n有必要求出在 定油量和在定压降下马达的输出力矩 M 若给出 马达在压降为17.5MPa,油量为50t/mn时的实 际力矩是310N.m.那么相同压降下的理论力矩 可计算出来:350(N.m) 实

14、际力矩除以该理论力矩就得出液压一机馈 效率：”：MX100oA:88.6(3) 总效率总效率对于该型马达在压降 Z:XP=17.5MPa 和流量Q=501/min时可得：“：X” ；塑一 8328%也可以在其功能图上的效率曲线上读取该效 率值(4) 功能图的使用般说来,为某应用场合选择液压马达（泵 等）时,可使用功能图.例如某型液压马达要求具有这样的输出:最大转速:425r/rain（连续运行）最大力矩:260N.m（连续运行）可以比较各种般压马达样本资料中的最大转 速和最大力矩.然后利用相应各种液压马达的功能图,找出相应的工作点，即垂直轴的力矩值（M 26oN.m） 和水平轴上的转速值（n=

15、425r/min）.同时,可相应查出压降AP,流量Q及总效率a在经济和技术上整体考虑的最重要因素是: 液压系统的起始成本,效率或工作寿命（包括价 ?36-格, 轴承选用, 运行成本, 工作压力等）.若已决定该液压马达的大小，贝!1可决定液压 泵的容量，该液压泵必须能在11.9MPa时达到油 流量 701/min.如果在现有系统中巳使用某液压泵, 则液压 马达应尽量选择大些.C5） 最小转速 在异常低的转速下,报压马达可能运行不够 平稳.这是为何每种液压马达都有一个最小转速 的缘故在边界情况下即应在最终选择太小 和类型之前,在与系统有关的工作条件下进行某 型液压马达的试验. 为了在异常低速下变得平稳运行,刑马达的 泄漏应为常数.目而建议选择带盘型配油阀的马 达,而不要选择较小排量的液压马达.当负载为常 数，回流压力为0.3,0.5MPa,最小的油粘度为 35cSt （厘泡）时，将得到最佳效果.四轴承的选用1. 辅出轴承受的负载 在大多数应用场合中, 液压马达应能承受:（