低速大扭矩马达
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低速大扭矩液压马达的知识及性能
曲轴连杆式低速大扭矩马达适用于矿山建筑工程机械,超重运输设备,重型冶金机械,石油煤矿机械,船舶甲板机械,机床,轻工,塑料机械,地质钻探设备等各种机械的液压传动系统中。
特别适用于注塑机的螺杆驱动,提升绞车,卷筒的驱动,各种回转机构的驱动,履带和轮子行走机构个驱动等传动机械中。
外五星曲轴连杆式低速大扭矩液压马达产品具有以下知识及性能:
一、性能
1. 起动扭矩大(启动时机械效率在0.9以上),低速稳定性好,能在很低速度下平衡运转。
2. 曲转与运杆间由滚柱支承,具有很高的机械效率。
3. 具有较高的功率质量比,体积重量相对较小。
4. 它具有偏心轴及较低激振频率的五活塞机构,因而具有低噪音的特点。
5. 平面补偿配流器可靠性好,泄漏少,活塞与缸孔由塑料活塞环密封,因而具有很高的容积效率。
6. 旋转方向可逆,出轴允许承受径向和轴向外力。
二、相关知识
低速大扭矩液压马达被越来越多的应用,用户应该了解的一些基本的知识
1.最大工作压力指入口最大压力,连续工作压力指工作压差
2.马达不能同时在最高压力和最大转速下工作
3.在断续工作条件下,运行时间每分钟不得超过10%
4.推荐用68#抗磨液压油,粘度37-73cSt,清洁度ISO18/13
5.最高工作油温80°
6.马达在满负荷工作前,应在最高工作压力的40%以下磨合1小时
7.马达允许最高背压10MPa,但建议不要超过5MPa,超过时应接外泄油管。
低速大扭矩马达的结构与设计引言:马达是现代工业中不可或缺的关键设备之一。
在许多应用中,特别是需要大扭矩和低速转动的场合,低速大扭矩马达就显得尤为重要。
本文将详细介绍低速大扭矩马达的结构和设计,探讨其原理和优势,并对几种常见的低速大扭矩马达进行比较。
1. 低速大扭矩马达的原理低速大扭矩马达的原理主要基于电磁感应和磁场理论。
通过在马达中引入永磁体和线圈,电流在线圈中产生磁场,与永磁体的磁场相互作用,产生电磁转矩,从而实现马达的转动。
通常,低速大扭矩马达采用多极磁场结构,使得马达具备较高的扭矩输出和低速运转的能力。
2. 低速大扭矩马达的结构设计(1)转子设计:低速大扭矩马达的转子通常采用内置永磁体的结构。
内置永磁体的设计能够提高转子的磁场强度和稳定性,从而增加马达的扭矩输出。
同时,内置永磁体的结构还能够减少转子的转动惯量,实现低速运转。
(2)线圈设计:低速大扭矩马达的线圈设计需要考虑到承受大电流和高磁场的特点。
为了确保线圈能够承受高温和高压的环境,通常使用高温高导电材料进行制造。
同时,线圈的绕制方式也需要根据具体应用情况进行合理选择,以降低线圈的电阻和电感,提高马达的效率和响应速度。
(3)磁路设计:低速大扭矩马达的磁路设计主要包括定子和转子的磁场传导及磁路选择。
为了增加马达的磁场强度和提高转动效率,通常使用高导磁率的材料来构建磁路结构。
同时,选取合适的磁路形状和尺寸也能够进一步提高马达的性能。
3. 低速大扭矩马达的优势(1)高效性能:低速大扭矩马达能够在低速下输出较大的扭矩,使其在启动和运行大负载的场合下表现出色。
相较于传统马达,低速大扭矩马达拥有更高的效率和更低的能耗。
(2)精密控制:低速大扭矩马达具备较高的速度和转矩控制性能,能够满足对低速、高扭矩精密控制的要求。
因此,在一些需要高精度定位和重载运动的应用领域,低速大扭矩马达有着不可替代的优势。
(3)结构紧凑:低速大扭矩马达具有较小的体积和重量,可更好地适应各种空间限制。
液压马达的工作原理低速大扭矩液压马达是相对于高速马达而言的,通常这类马达在结构形式上多为径向柱塞式,其特点是:最低转速低,大约在5~10转/分;输出扭矩大,可达几万牛顿米;径向尺寸大,转动惯量大。
由于上述特点,它可以直接与工作机构直接联接,不需要减速装置,使传动结构大为简化。
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。
低速大扭矩液压马达的基本形式有三种:它们分别是曲柄连杆马达(Crank-rodMotor)、静力平衡马达(HydrostaticBalanceMotor)和多作用内曲线马达(MultistrokeMotor)。
下面分别予以介绍。
2.5.3.1曲柄连杆低速大扭矩液压马达Crank-rodHydraulicMotor图2.25曲柄连杆式液压马达的工作原理曲柄连杆式低速大扭矩液压马达应用较早,国外称为斯达发(Staffa)液压马达。
我国的同类型号为JMZ型,其额定压力16MPa,最高压力21MPa,理论排量最大可达6.140r/min。
图2.25是曲柄连杆式液压马达的工作原理,马达由壳体、曲柄-连杆-活塞组件、偏心轴及配油轴组成,壳体1内沿圆周呈放射状均匀布置了五只缸体,形成星形壳体;缸体内装有活塞2,活塞2与连杆3通过球绞连接,连杆大端做成鞍型圆柱瓦面紧贴在曲轴4的偏心圆上,其圆心为,它与曲轴旋转中心的偏心矩,液压马达的配流轴5与曲轴通过十字键连结在一起,随曲轴一起转动,马达的压力油经过配流轴通道,由配流轴分配到对应的活塞油缸,在图中,油缸的四、五腔通压力油,活塞受到压力油的作用;在其余的活塞油缸中,油缸一处过度状态,与排油窗口接通的是油缸二、三;根据曲柄连杆机构运动原理,受油压作用的柱塞就通过连赶对偏心圆中心作用一个力N,推动曲轴绕旋转中心转动,对外输出转速和扭矩,如果进、排油口对换,液压马达也就反向旋转。
随着驱动轴、配流轴转动,配流状态交替变化。
在曲轴旋转过程中,位于高压侧的油缸容积逐渐增大,而位于低压侧的油缸的容积逐渐缩小,因此,在工作时高压油不断进入液压马达,然后由低压腔不断排出。
低速大扭矩液压马达工作原理液压马达由定子(Cam Ring)1、也称凸轮环、转子(Rotor)2、配流轴(Pintle)4与柱塞组(Leadscrew)3等主要部件组成,定子1的内壁有若干段均布的、形状完全相同的曲面组成,每一相同形状的曲面又可分为对称的两边,其中允许柱塞副向外伸的一边称为进油工作段,与它对称的另一边称为排油工作段,每个柱塞在液压马达每转中往复的次数就等于定子曲面数,我们将称为该液压马达的作用次数;在转子的径向有个均匀分布的柱塞缸孔,每个缸孔的底部都有一配流窗口,并与它的中心配流轴4相配合的配流孔相通。
配流轴4中间有进油和回油的孔道,它的配流窗口的位置与导轨曲面的进油工作段和回油工作段的位置相对应,所以在配流轴圆周上有2个均布配流窗口。
柱塞组3,以很小的间隙置于转子2的柱塞缸孔中。
作用在柱塞上的液压力经滚轮传递到定子的曲面上。
来自液压泵的高压油首先进入配流轴,经配流轴窗口进入处于工作段的各柱塞缸孔中,使相应的柱塞组的滚轮顶在定子曲面上,在接触处,定子曲面给柱塞组一反力N,这反力N作用在定子曲面与滚轮接触处的公法面上,此法向反力N 可分解为径向力和圆周力,与柱塞底面的液压力以及柱塞组的离心力等相平衡,而所产生的驱动力矩则克服负载力矩使转子2旋转。
柱塞所作的运动为复合运动,即随转子2旋转的同时并在转子的柱塞缸孔内作往复运动,定子和配流轴是不转的。
而对应于定子曲面回油区段的柱塞作相反方向运动,通过配流轴回油,当柱塞组3经定子曲面工作段过渡到回油段的瞬间,供油和回油通道被闭死。
若将液压马达的进出油方向对调,液压马达将反转;若将驱动轴固定,则定子、配流轴和壳体将旋转,通常称为壳转工况,变为车轮马达。
分类低速大扭矩液压马达分为一般低速大扭矩液压马达,曲柄连杆低速大扭矩液压马达,静力平衡式低速大扭矩液压马达,多作用内曲线液压马达相关型号NHM系列马达产品特点:1、采用曲轴及较低激振频率的五缸五活塞机构,保持原有的低噪音特点;2、启动扭矩大,具有良好的低速稳定性,能在很低的速度下平稳运转;3、采用平面可补偿式配油结构,可靠性好,泄漏少,维修方便,活塞和柱塞套采用密封环密封,具有很高的容积效率;4、曲轴和连杆间由滚柱支撑具有很高机械效率;旋转方向可逆,输出轴允许承受一定的径向和轴向外力;5、具有较高的功率质量比,体积重量MCR系列马达特点:1、马达规格覆盖各应用领域,排量范围从0.2 L/r至15L/r。
低速大扭矩马达在电动车辆中的应用研究随着气候变化和环境保护的日益重要,电动车辆在全球范围内变得越来越受欢迎。
然而,在电动车辆的设计和制造过程中,选择合适的驱动系统和马达是至关重要的。
低速大扭矩马达因其在电动车辆中的应用潜力而备受关注。
本文将探讨低速大扭矩马达在电动车辆中的应用,并分析其优势和挑战。
首先,低速大扭矩马达在电动车辆中的应用有很多优势。
首先,由于电动车辆需要在低速下提供足够的扭矩来启动和爬坡,低速大扭矩马达能够满足这一要求。
这意味着在起步和爬坡时,电动车辆能够提供更强劲的动力,使整个驾驶过程更加顺畅。
其次,低速大扭矩马达具有更好的响应性和控制性能。
它们能够快速响应驾驶员的操作,并实时调整扭矩输出,从而提供更加精确和平滑的驾驶体验。
另外,低速大扭矩马达还可以提高电动车辆的能效。
传统的马达通常在高速运行时效率较高,但在低速运行时效率较低。
而低速大扭矩马达在低速运行时能够提供高效的转换能力,减少能量损失。
这意味着,电动车辆在城市交通等低速环境下的能源利用效率将得到显著提高,从而延长续航里程和降低能耗成本。
然而,低速大扭矩马达在电动车辆中的应用也面临一些挑战。
首先,由于低速大扭矩马达需要提供较高的扭矩输出,因此其结构设计相对较复杂。
这可能导致马达的制造成本较高,进而增加电动车辆的售价。
此外,低速大扭矩马达在高速运行时的效率相对较低,这限制了电动车辆在高速行驶时的性能表现。
因此,在设计电动车辆时,需要权衡低速大扭矩马达的优势和限制,并在此基础上做出合理的选择。
为解决低速大扭矩马达在电动车辆中的应用挑战,相关研究正在积极进行。
一方面,科研人员致力于改进低速大扭矩马达的结构设计,以降低制造成本、提高效率和可靠性。
例如,采用新型材料和工艺,优化电机内部的磁通分布,改进轴承和密封结构等。
另一方面,新的技术创新也被应用于低速大扭矩马达的开发。
例如,无刷直流电机和永磁同步电机等新技术,使得低速大扭矩马达在效率、控制和可靠性方面取得了更大的突破,提供更好的解决方案。
低速大扭矩马达的矢量控制算法研究1. 引言随着工业自动化的不断发展,马达在生产过程中扮演着至关重要的角色。
为了适应不同工作条件的需求,低速大扭矩马达的研究与开发成为了一个热门领域。
而矢量控制算法作为一种先进的控制技术,被广泛应用于马达控制系统中。
本文旨在研究低速大扭矩马达的矢量控制算法,以实现更高效、稳定的马达运行。
2. 低速大扭矩马达的特点与挑战低速大扭矩马达的工作条件要求马达能够在低速和大扭矩下稳定运行。
这种类型的马达常见于许多应用领域,如起重机、风力发电、船舶推进系统等。
然而,由于低速运行时的电流波形图变得更加复杂,并且在低速时马达会容易受到负载的外部扰动影响,传统的控制算法往往无法满足这些特殊要求。
因此,为了实现高效的马达控制,需要结合矢量控制算法进行研究。
3. 矢量控制算法原理矢量控制算法是基于磁通矢量和转子磁场定向的控制技术。
它通过控制马达的电流矢量与磁通矢量之间的夹角来实现对马达转矩和速度的精确控制。
该算法具有响应快、控制精度高、动态性能好等优点,因此被广泛应用于马达控制领域。
4. 矢量控制算法在低速大扭矩马达中的应用为了适应低速大扭矩马达的特殊工作条件,需要对传统的矢量控制算法进行优化。
以下是一些常用的矢量控制算法在低速大扭矩马达中的应用:4.1 磁场定向控制磁场定向控制是一种常用的矢量控制算法。
它通过控制定子绕组的电流矢量和转子磁场之间的夹角,实现对马达转矩和速度的控制。
在低速大扭矩马达中,磁场定向控制可以实现良好的控制效果,提高马达的稳定性和控制精度。
4.2 直接转矩控制直接转矩控制是一种基于电流反馈的矢量控制算法。
它通过测量马达的电流和转子位置,实时计算转矩指令,从而达到对马达转矩和速度的精确控制。
在低速大扭矩马达中,直接转矩控制可以消除由于电流波形变化引起的扭矩波动,提高马达的控制响应速度。
4.3 矢量控制与PWM调制相结合矢量控制与脉宽调制(PWM)相结合是一种常用的马达控制策略。
低速大扭矩液压马达选型
在动力传递中如果需要得到低速大扭矩,当然可以选用一台电动机也可选用一台汽油机,柴油机或透平发动机,甚至是一台高速液压马达。
但是,在这些原动机后面需要加上一个能产生大扭矩的减速器。
如果选用一台特殊设计的低速大扭矩液压马达,它将直接产生低速大扭矩。
1.为什么要用一台低速大扭矩液压马达
高速原动机加上一个减速器的方案有一定缺点,这种装置往往比较笨重,如果把原动机放在一个危险的地方,往往会引起爆炸事故。
此外,离合器、齿轮箱以及其它机械形式的减速器,往往使扭矩、转速或二者兼有损失。
采用低速大扭矩液压马达有许多优点,最大好处是结构简单,工作零件最少,因此比较可靠。
另外,这种液压马达比带减速器的传动装置要便宜得多,而且传递效率也比较高。
再者,由于低速大扭矩液压马达与相同功率的电动机相比,一般体积较小,而且转动惯量也要小得多。
2.各种低速大扭矩液压马达的比较
影响低速大扭矩液压马达工作性能的因素很多,要直接进行比较是不可能的,但是却不妨作一般评述。
基鲁德液压马达(即奥尔必特液压马达)的价格低廉是可取的,机械效率还可以,但是较大的漏损使容积效率降低,一般在低压条件下适用。
2)叶片式液压马达有较多的漏损通道,低速运转时容积效率较低。
这种液压马达的径向是平衡的,这有利于提高机械效率和延长使用寿命,适用于低压系统。
3)转叶式液压马达的制造公差比较严格,因此一般价格较高。
它的优点是在不同转速下容积效率稳定,径向平衡。
4)径向柱塞式液压马达漏损很少,因此在它的转速范围内都具有较高的容积效率,而且启动扭矩大。
偏心曲轴式(单作用)液压马达的启动扭矩在85%左右,等加速度导轨曲面(多作用)液压马达则高达95%。
偏心曲轴或偏心圆轴的径向柱塞式液压马达,其柱塞的简谐运动会使扭矩和速度发生变化,因此在高速中能产生振动和流量脉动。
在极低速下运转,可能产生扭矩或速度的波动,甚至使输出轴“抱死”。
使用时应注意制造厂关于最高和最低转速范围的规定。
等加速度导轨曲面的径向柱塞式液压马达,能消除上述由于柱塞的简谐运动造成的种种缺点。
因为这种液压马达柱塞速度的瞬时总和为一个恒定值。
但是这类液压马达的造价较高。
5)轴向柱塞式液压马达特别在低的工作压力下有较高的容积效率,启动扭矩特性也较好。
6)多作用导轨曲面的轴向钢球液压马达在运转中是平衡的,没有脉动或振动,钢球柱塞四周的运动间隙很小,可以有较高的容积效率,扭矩效率约80%。
3.理想的性能特征
一种理想的低速大扭矩液压马达应有较高的启动和制动扭矩效率,它的容积和机械效率也应较高,在满载下能平滑启动,并在整个速度范围内提供全扭矩输出。
低速大扭矩液压马达在整个速度范围内的扭矩脉动应该很小或者为零,并且在一定压力和一个平均速度下保持速度稳定。
由于压力平衡,可以改善在慢速下运转的平稳性。
4.大扭矩究竟有多大
大扭矩的范围是30—5000尺磅(4—700公斤·米)。
问题在于扭矩是排量和压力共同决定的。
这就产生这样一个问题,如果0.325升/转已经产生大扭矩,8.2升/转将发生极大的扭矩,那么32.5升/转产生的扭矩不是要用“天文”数字来表达了吗?
事实上,小型低速大扭矩液压马达的扭矩只有0.006升/转,在105公斤/厘米’的压力下可发生0.83公斤,米的扭矩,,而大型的达37.5升/转,在210公斤·厘米’的压力下可发生12750公斤·米的扭矩。
前者的重量只有4.5公斤,外径约152毫米,后者重量1350公斤,外径约1092毫米。
这样两种液压马达很难用文字来比较的。
同时,对低速的要求也不够明确。
在实际应用中,从几百转/分至上转/分以下。
5.怎样选用低速大扭矩液压马达
首先,决定实际应用中需要多大的输出扭矩,然后按此扭,矩选择合适的液压马达。
如果实际应用中对液压马达的启动扭矩要求较大,可不必就选用这样大的液压马达,因为一般:低速大扭矩液压马达允许在短时间内超过额定的压力下超载运行。
其次,考虑最小和最大的速度要求。
速度范围一确定,能够选择的液压马达型式和数量就不多了。
最后,考虑液压马达承受侧向载荷的能力,以及对运转方向变换的反应等因素。
假如与超速运转可能性联系起来考虑过大的功率容量,可能是个缺点,因为漏损将增加。
然而在适当的转速范围内,较大的功率容量能够允许降低系统压力。
较低的系统压力的好处,是减少漏损和减少摩擦力,获得一个平滑的工作系统,并且对提高系统工作压力来增加载荷能力留有余地。