径向柱塞液压马达原理(浅谈什么是低速马达)

Posted 2023-05-26

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径向柱塞液压马达原理(浅谈什么是低速马达)

低速液压马达有单作用连杆型径向柱塞马达和多作用内曲线径向柱塞马达等。低速马达的特点是：排量大，体积大、转速低，有的甚至低到每分钟几转甚至不到一转，与高速马达有很大的区别。因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大大简化。通常低速液压马达的输出扭矩较大，可达几千牛·米到几万牛·米，所以又称为低速大扭矩液压马达。

低速液压马达有单作用连杆型径向柱塞马达和多作用内曲线径向柱塞马达等。

连杆式液压马达是一种应用较广的低速大转矩液压马达，其缸数多为5或7等奇数，以减少流量和转矩的脉动。各缸活塞与连杆小端以球铰连接，连杆大端以弧形面支承于偏心轮圆柱面上并与之相对滑动。各缸进排油多采用轴式配油轴控制，通过缸体上铸成的油路使各缸顶部分别沟通均匀分布在配油轴周围的各配油孔。配油轴表面两侧开有两横槽，分别经轴内的钻孔沟通进排油管。配油轴和马达轴同步转动，使进油横槽和排油横槽始终分居于轴与偏心轮连心线的两侧，分别对准一部分油缸的配油孔，向一部分油缸进油而从另一部分油缸排油。处于轴和偏心轮连心线一侧的各进液压油缸中，活塞所受油压推力沿连杆方向的分力均通过偏心轮中心，对马达轴产生同方向的转矩，推动马达连续旋转。

连杆式液压马达结构较简单，转矩大，回转部分惯性质量小，因而换向及变速方便而迅速。但连杆大端与偏心轮间的弧形滑动面积大，摩擦力大，影响低速运转时的稳定性和工作可靠性。有些设计将此弧形接触面中间做成凹穴并经连杆中心钻孔将其和油缸导通，使活塞连杆基本处于静压平衡状态，减轻摩擦，以提高低速运转的稳定性和工作可靠性。

多作用内曲线径向柱塞式液压马达的工作原理如下图：

原理图

图A所示为多作用内曲线马达的工作原理。定子1的内表面由x段形状相同作均匀分布的曲面组成，曲面的数目x就是马达的作用次数（本例X=6）。每一曲面的凹部的顶点处分为对称的两半，一半为进油区段（即工作区段），另一半为回油区段。缸体2有z个（本例为8个）径向柱塞孔沿圆周均布，柱塞孔中装有柱塞3。柱塞头部与横梁4接触，横梁可在缸体的径向槽中滑动。

安装在横梁两端轴颈上的滚轮5可沿定子内表面滚动。在缸体内，每个柱塞孔底部都有一配流孔与配流轴6相通。配流轴是固定不动的，其上有2x个配流窗孔沿圆周均匀分布，其中有x个窗孔A与轴中心的进油孔相通，另外x个窗孔 B与回油孔道相通，2x个配流窗孔位置又分别和定子内表面的进、回油区段位置一一相对应。
当压力油输入马达后，通过配流轴上的进油窗孔分配到处于进油区段的柱塞底部油腔。油压使滚轮顶紧在定子内表面上，滚轮所受到的法向反力F可分解为两个方向的分力，即Fr和Ft，其中径向分力Fr，和作用在柱塞后端的液压力相平衡，切向分力Ft通过横梁对缸体产生转矩。同时，处于回油区段的柱塞受压缩回，把低压油从回油窗孔排出。缸体每转一周，每个柱塞往复移动x次。

由于x和z不等，所以任一瞬时总有一部分柱塞处于进油区段，使缸体转动。当马达的进、回油口互换时，马达将反转。这种马达有些具有多排柱塞，以增大输出扭矩，减小扭矩脉动。该马达在使用时，其回油管路不能直接接回油箱，必须具有一定的回油背压(一般为0. 5～lMPa)，以防止在回油区段滚轮在工作过程中脱离轨道而造成事故。
多作用内曲线径向柱塞马达扭矩脉动小，径向力平衡，启动扭矩大，并能在低速下稳定地运转，因而获得了广泛的应用。

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