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,80Ocm/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.一,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B~l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,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.(I1)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).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l0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{}=={lItr\\\I\———,厶/干,\\,\\|l\\f\竺\一\.,1卜,\l厂,—竺二;}?k奠/r,,L竺05Mp,?1.?,一…f,,,,Il?\鬟{r——I,Il\l::J土r—r1——:::,10f=kll干==}卜F:A一一日050100150200250300350400450500550600F,5O7o.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:q×(1)窑积效率二二二?——————————一01——————————-—??一 (1I)o,=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3l0N.m.若容积效率以100%计,拄几何排量乘以转速,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.=×100=9d%u(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?uJz0H×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/m[n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)实际力矩除以该理论力矩就得出液压一机馈效率:”:MX,100,oA: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:“:×”;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一26oN.m) 和水平轴上的转速值(n=425r/min).同时,可相应查出压降AP,流量Q及总效率“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!l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: (1)直接作用在马达输出轴上的外部径向和轴向力(例如车辆的重量).(2)从齿轮.链轮,三角皮带或卷扬机轮鼓上传递来的径向力.对于这些应用时,内部带滚柱轴承的液压马达将尤其适合.图14安装滚针轴承的液压马达另外,结构紧凑的滚针轴承能吸收较大的径向力且滚针轴承的工作寿命不受轴向负载的影响(见图14所示).圆锥滚子轴承也能够吸收较大的径向负荷和一个方向的轴向力(见图15所示).《上海机床》臣】5安装圆锥滚子轴承的艟压马过2.轴承毒命和转速一般原则是寿命与转速成反比.当转速减半时,寿命加倍.因此轴承寿命可以除了由速度外, 也可以根据轴的负载等计算出来.五,安装殛启动1岳装按每个液压零部件的安装要求安装各渣压零部件液压马达不能强行地或扭曲地安装.不能使用妙线及其他不适用的密封材料,应使甩密封旺,o形密封匾,软金属挡圈等在管路和油管未安装好之前,不要取掉上面的塑料塞头.在液压泵的油路中应装一十压力表.不要用超过说明书中的最大扭紧力扭紧螺栓液压池必顽好于清洁度等级19/16(IS04406)数控机床最低为17/14,普通机床最低可为20/17.每次均经过滤油器供油.2启动和运行启动原动机,并且尽可能地在低速运行.此时应使所有放气螺栓处于开放的位置.直到无气泡. 要确定所有油路均充满液压油.液压系统中.含有空气时的现象为:(1)液压马达或油缸的颤抖;(2)噪音.在完全放完气泡之前不能再给系统加载.检验{葭压系统的臻密性.在必要时更换滤油器.运行一段时间后应检查油的状况.经常检查系统部件的松紧度和油面的高度.六,制动藏压马达经常用于对负载进行制动.液压马1999年第1期达也可起液压泵的作用,将负载的动能(质量,速度)转化成液压能量(油量,压力).如捕鱼业中的起阿机,起重吊车或挖掘机的起重臂.以及某些机床的液压传动装置等.液压马达制动力矩及双向冲击阀的开启压力决定负载制动的速度.目瞄盈16液压马达用于动的场台1制动力矩对于液压马达,其渣?机械效率(0表示其有效力矩小于其理论值:M=M×-m对于液压泵其液压一机械效率表示施加到藏压泵上产生一定压力降的有效力矩太于理论值: M把液压马达当作液压泵(制动)时.制动力矩(M制动)与在一定压力降时的液压马达有效力矩的关系如下:M=l盥M_;MM—=2.双向冲击闷的开启压力制动力矩可以由双向冲击阀的开启压力得到?37?赘e_j8调节这个开启压力应设定在油量最大状况时(当油量从最小到最大时,可以推算出该开启压力将上升2O%,30).为避免压力峰值过高.该双向冲击阀应能尽快响应操纵,且在安装时尽量靠近液压马达进出油口处.3.油的I-充当液压马达被用于制动某负载时,若油液不足将导致:齿轮组的气寓现象及制动能力的下降. 固此在液压马达的吸油口应保持正的供油压力.供油压力(P)应大干马达的油路到齿轮组处的压力差.该油路处的压力差取决于马达的类型,油量和油的粘度.在闭环油路中,当用供油泵(P1,1.5MPa)供油时,会得到正的供油压力.在开环系统中,当液压马达驱动一个惯性较大的负载时.应保证油的再补充要求.止回阀的开启压力应大于供油压力(Pf)及止回阀与液压马达”吸油?”之间的压力差之和当方向阀切换位置时.关闭从供油泵到颗压马达的油路.此时负载的惯性将继续驱动该马达. 为此应安装—个止回阀保证液压马达可以再补充油,否则液压马达会放空其内部的油液d.淳漏当要保持某负载在较长时闻内不移动位置时(如某些机床的蔽玉传动装置,起重机及卷扬机的起吊装置),应注意两个条件:首先.若液压马达有排油管路时应确有油液的再补充,否则液压马达齿轮组将会慢慢地放光内部的油,而负载会自动落下其次,由于液压马达无法完全地保持一负载在固定位置,其内部的泄漏将造成负载挪动位置(渗漏)(上海第十钢铁厂施;齐华编写)?信息窗??美国上了年纪的人狠赶”屯子快车?目前,因特网(/nterrtet)已联接175个国家电脑以及使用网络的上了年纪的人数正在快速扩的24万个网络,并成为建立20万个网点的网络大.其中,5O岁以上在家拥有电脑的比例已达到系统.1996年lO月,美国34所大学叉提出了建dO,而1995年的比例只有29.旧盘山的一家立第二代因特网的计划,并将信息传播速度进一市场研究机掏果用随机的方式用电话谓查了603步提高到目前主干网络传输速度的12倍.据说随位年龄在50岁_上的人,其误差为土{.谓查表着信息高速公路的建立,读者可以在网络上直接明:70配置电脑的人是因特网的用户.72的人浏览作者的作品,并自行将其编辑整理打印成册.利用因特网收发电子邮件,59的人研究某一个网络书刊已不再需要传统的编辑,制版,印刷等工专题,53的人查阅时事.47的人索取旅行信序,并将最终取代目前的腔印普通书刊以至光盘息,{3的人关心气象数据.而且越来越多的人书刊.为了不面临窘境.在美国,许多曾认为自已使用因特网的时同在增加.在1995年.只有6跟不上信息时代潮流的上了年纪的人,正在以破的人每周上网时同超过lO小时,1998年已增加记录的速度赶上来.据1998年u月的报道,拥有到l5?日本FANUC公司已研制成15i数控装置?据日刊报道,日本FANUC公司已研制成能以lnm为单位(1辆采三面巧蘧衲精密插补及可以实行最佳加减速控制,以进行超高速,高精度加工的FANUC系列l5i数控装置.l5j数控装置具有的”纳米插补”的功能,能把输送到数字伺服的位置指令计算到以纳米为单位的精度这个单位是微米的t/t000.19i是对以往”1疆”的内部装置进行了改进,从而实现了升级,其速度可望提高8倍,配有可生成自由益线的l5j数控装置,可用于5面加工中心对模具以及飞机零件等?38?T—X复杂工件进行加工.l5i数控装置最多可实现联动控制的轴数为24个,而15B仅可控制8个轴.l5i控制装置的外形大小仅是l5B的25.l5i数控装置采用64位超高速处理器进行运算,可选用)4tm,0.111m,0.0htm,lnm中的任意一种单位进行输入.该装置具有高精度轮廓控制功能,可接机床的最高速度及加速度进行最佳加减速,而不会降低其加工精度.《上海机床》。
