徑向活塞馬達的工作原理

創建於 05.17

徑向活塞馬達的工作原理

由於徑向活塞馬達主要有兩種類型，即單作用和多作用，以下將介紹它們的工作原理。

(1) 單作用徑向活塞馬達的工作原理 如圖o所示，五個（或七個）氣缸沿著外殼1的周邊徑向均勻排列。氣缸內的活塞2通過球鉸鏈與連桿3相連，連桿的末端與曲軸4的偏心輪接觸（偏心輪的中心為O1，曲軸的旋轉中心為O，兩者的偏心距為e）。曲軸的一端是輸出軸，另一端通過十字聯軸器與閥分配軸5相連。閥分配軸的隔板兩側分別是油進口腔和油排出口腔。

在高壓油從油源進入馬達的油進口腔室後，通過外殼的槽（1）、氣缸（2）和氣缸（3）引入相應的活塞氣缸（1）、氣缸（2）和氣缸（3）。高壓油產生的液壓力P作用於柱塞的頂部，並通過連桿傳遞到曲軸的偏心處。例如，活塞氣缸②作用於偏心的力為n，力的方向沿著連桿的中心線並指向偏心的中心O1。力n可以分為法向力FF（作用線與連接線001重合）和切向力F。切向力F對曲軸的旋轉中心0產生一個扭矩，使曲軸圍繞中心線0逆時針旋轉。活塞氣缸（1）和（3）與此類似，只是它們相對於主軸的位置不同，因此產生的扭矩與氣缸（2）不同。曲軸旋轉的總扭矩等於與高壓腔室連接的活塞氣缸產生的扭矩之和（在圖o的情況下為①、②和③）。當曲軸旋轉時，氣缸①、②和③的體積增加，而氣缸④和⑤的體積減少，油通過端口軸5的油排放腔室通過外殼④和⑤的油通道排出。

當閥門分配軸和曲軸同步旋轉一個角度時，閥門分配軸的「隔板」關閉油通道 (3)。此時，氣缸 (3) 與高壓和低壓腔不相連接。氣缸 (1) 和 (2) 供應高壓油，這使得馬達產生扭矩，而氣缸 (4) 和 (5) 排放油。隨著閥門分配軸與曲軸旋轉，油進口腔和油排出口腔分別與每個活塞依次連接，以確保曲軸的持續旋轉。在一個完整的旋轉中，每個活塞進出油一次。其他單作用馬達的工作原理與此類似。

單作用徑向活塞馬達的工作原理應注意以下幾點。

① 馬達可以通過改變馬達的進口和出口來反向運行。如果偏心環與馬達的輸出軸分離並採取措施使偏心距可調，則可以實現改變馬達排量的目的，從而製造出可變排量馬達。

② 圖 o 中顯示的馬達是外殼固定的，因此也稱為軸馬達；如果曲軸是固定的，則可以製成外殼馬達。外殼馬達特別適合安裝在絞盤鼓或車輛的輪轂上，以直接驅動車輪並成為輪馬達。

③ 圖 o 中顯示的電動機分配對是軸向分配。由於閥軸的一側是高壓腔，另一側是低壓腔，閥軸的工作過程受到較大的徑向力，這使得閥軸向一側推移，並增加另一側的間隙，導致滑動表面的磨損和泄漏的增加，從而導致效率的降低。因此，通常採用設置對稱平衡油槽來平衡徑向力。如圖 P 所示，靜壓平衡閥分配軸由密封圈密封。中央 C-C 窗口孔是閥分配窗口孔，B-B 和 D-D 上的環形槽分別是油進口和油回流窗口孔，A-A 和 E-E 是靜壓平衡半圓環形槽。假設密封圈分別放置在密封帶的中心。如果油進口和出口的方向如圖 P 中的箭頭所示，標有符號 P 的孔是高壓腔，標有符號 T 的孔是低壓腔。可以看出，B-B 和 D-D 的周向壓力是相同的，並且沒有徑向力；C-C 窗口孔段的上腔與油進口相連，這是高壓側，下腔與油回流口相連，這是低壓側，因此閥分配軸受到很大的徑向力。為了平衡徑向力，在閥分配軸的兩端設置半圓環形平衡油槽 A-A 和 E-E，使上腔充滿高壓油。為了減少泄漏，在腔體之間設置密封圈。為了確保上下側的靜壓平衡，油分配窗口和平衡油槽的相關尺寸應滿足以下方程：

a+e=2(b+c)                      (5-4)

Where a -- width of flow distribution window;

B -- 平衡油箱密封帶的寬度;

C -- 平衡油箱的寬度;

E -- 流量分配窗口密封带的宽度。

因為徑向力平衡，摩擦力非常小，這提高了機械效率。同時，閥軸與閥套之間的徑向間隙減少，泄漏減少，容積效率提高。在正常工作範圍內，總效率介於85%和90%之間。

圖Q顯示了曲軸連桿液壓馬達的端面流量分佈結構。曲軸13通過方頭12驅動端口板4和壓力板2同步旋轉，並在旋轉過程中實現端口。在啟動或無負載運行期間，備用彈簧（圓盤彈簧）3使閥板和壓力板靠近缸體11和端蓋。設計確保閉合力大於閥板與缸體之間的分離力，液壓在運行過程中實現閉合力。然而，由於分離力和粘附力的不重合，閥板產生傾斜力矩。通過使用靜壓平衡結構設計，端面端口對理論上可以實現完全平衡。

應該指出的是，為了提高液壓馬達的可靠性和性能，並使其結構更加緊湊，國內外的一個發展趨勢是使用端口對。

④ 除了端口對，曲軸連桿液壓馬達的性能在很大程度上取決於連桿運動對。連桿球接頭對的典型結構如圖 R 所示。它由兩對摩擦對組成，分別是連桿 4 的球頭和柱塞 2 的球座，連桿滑塊 5 的底部和曲軸（偏心輪）6。連桿滑塊底部與曲軸（偏心輪）之間的金屬接觸處於早期階段，並在滑塊底部鑄造耐磨合金以減少摩擦。一些馬達曲軸（偏心輪）配備了滾子軸承，利用滾動摩擦來替代滑塊底部與偏心輪之間的滑動摩擦；目前，大多數馬達設計為靜水平衡或靜水支撐。在滑塊底部設置油腔，壓力油通過連桿中心的減震器進入底部油腔。滑塊在運行過程中不會浮動，油腔中的液壓平衡大部分柱塞推力，摩擦對潤滑良好。

留下您的訊息並
我們將聯繫您。

Phone

WeChat