第五节 低速大扭矩马达.ppt

第五节 低速大扭矩马达 低速大扭矩液压马达作为回转运动的执行元件，可将液压泵输出的液压能转化为旋转的机械能（表现为转速和扭矩的乘积），从结构上可分为摆线式和柱塞式两大类，后者又分为轴向与径向柱塞式液压马达，径向柱塞式又分为单作用曲轴型和多作用内曲线型两种。 这类液压马达的主要特点是排量大（在同样压力下可获较大的扭矩）、低速稳定性好（一般可在10r/min以下平稳运转，有的可达0.5r/min以下），因此可以直接与工作机构连接，除重型机械对扭矩需要特别大以外，一般不需要减速装置，可得到良好的无级调速性能，使机械产品使传动结构大为简化,结构紧凑等。低速大扭矩液压马达广泛用于起重、运输、建筑、矿山和船舶等机械上。 一、摆线齿轮液压马达 行星转子式摆线齿轮马达是一种利用行星减速机构原理（即少齿差原理）的内啮合摆线齿轮马达，通称摆线齿轮马达，国外称奥比特（Orbit）马达。这种液压马达自从1955年发明以来，以其独特的优点获得了迅速发展。其主要优点是：体积小，重量轻，扭矩大，因此这种马达的单位重量功率远比其它类型的液压马达大。另外其转速范围宽，价格低廉。 摆线齿轮马达一般被列入低速大扭矩液压马达，但到目前为止国内外生产的此类产品，其最大排量为1250ml/r，瞬时最大输出扭矩为3500Nm，最低稳定转速为10r/min左右。因此，严格说来应属于中速中扭矩液压马达的范畴。 （一） 工作原理 摆线齿轮马达的工作原理基于摆线针齿内啮合行星齿轮传动。内齿轮（即定子）的轮齿齿廓（针齿）是由圆弧构成，定子针齿数为z2；外齿轮（即转子）的轮齿齿廓是圆弧的共轭曲线，转子与定子之间有偏心距A。当两轮的齿数差为1时，两轮所有的轮齿都能啮合（见图3-55），且形成z2个独立的密封工作容腔。通过配流机构使定子和转子中心连线一侧的密封容腔与进油口相通，另一侧的容腔与回油口相通（如图3-55a）。 作用于转子齿廓上的液压力相对转子的回转中心产生一个逆时针转矩，使转子在定子内作逆时针转动，转子的自转通过连接轴输出带动外负载作功。定子的齿数为7，转子的齿数为6，转子与定子形成7个密封容腔。转子在定子中作行星运动，转子公转一周时，7个密封容腔的容积各变化一次，而自转一周时要公转6转，相当于有7×6=42次密封容积发生变化。所以，马达体积虽小，却具有较大的排量、较低的转速和较大的输出扭矩。 （二） 典型结构 根据配流方式不同摆线齿轮马达可分为轴配流摆线齿轮马达和端面配流摆线齿轮马达两种结构。 1、BYM（A）型摆线齿轮马达 BYM（A）型摆线齿轮马达的结构如图3-56所示。这类马达的配流轴同时又是输出轴，因而具有结构简单、外形尺寸小、成本低廉等优点。但这种轴配流马达由于配流部分高低压腔间的密封间隙会因轴受到径向力作用而增大，所以内部泄漏较大并随着轴的磨损而不断增加，无间隙补偿措施，因此容积效率较低，承载能力较小。 图3-56 轴配流摆线马达的结构1、2、3-密封，4-前盖，5-止推环，6-壳体，7-配流轴，8-花键轴，9-止推轴承，10-辅助配流板，11-限位块12-后盖，13-定子，4-摆线转子 2、BM-C、D、E、F型摆线齿轮马达 BM-C、D、E、F型摆线齿轮马达为端面配流结构，有标准型和无轴承型两大类。无轴承型应与其它输出装置配合使用，可使系统的结构更为简单紧凑、体积更小。 BM-C、D、E、F型摆线齿轮马达的结构如图3-57所示。主要优点是： ① 端面配流盘具有静压磨损补偿的平面密封，密封性能好，且由于能自动补偿间隙，不但容积效率高，而且效率不会随着平面而很快降低。受热冲击时，不会产生很大内漏。配流盘也便于修复。 ②输出轴采用了承载能力较大的圆锥滚柱轴承，因而输出轴刚性好，能承受较大的轴向力和径向力。 ③ 配流盘由专用的鼓形花键轴带动，消除了一体花键轴因磨损而形成的偏差，与轴配流马达相比，可获得较高的配流精度，因而效率高。 ④ 配流盘上施加了预压紧力，因而启动可靠。 这种马达的容积效率可达95%左右，机械效率达92%左右，因此是当前采用最普遍的摆线齿轮马达。 二、单作用曲轴式径向柱塞马达 这种马达通常制成轴旋转的马达。排量一般为1.9～5.31L/r（双排、10缸者可达6.8L/r），额定压力可达20.7MPa，峰值压力可达29.3MPa，最低稳定转速可达3r/min。按其配流方式的不同，可分为轴配流马达和端面配流马达；按其能否变量及变量型式的不同，可分为定量马达、双速变量马达等。此外，这些马达还可组合其它功能，组成带机械制动、齿轮减速的马达。曲轴连杆式径向柱塞马达的优点是结构简单、工作可靠、品种规格多、价格低等。其缺点是体积和重量较大，扭矩脉动较大。 图3-59 工作原理 见图3-59所示。当柱塞与柱塞缸形成的密封容积内通入压力油时，作