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技術(shù)文章
丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)的工作原理及特點(diǎn)

 

美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)是液壓系統(tǒng)的一種執(zhí)行元件,它將液壓泵提供的液體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)槠漭敵鲚S的機(jī)械能(轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速)。

美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)hydraulic motor
美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)亦稱為油馬達(dá),主要應(yīng)用于注塑機(jī)械、船舶、起揚(yáng)機(jī)、工程機(jī)械、建筑機(jī)械、煤礦機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、船舶機(jī)械、石油化工、港口機(jī)械等。
高速馬達(dá)齒輪馬達(dá)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好、對油液的污染不敏感、耐沖擊和慣性小等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)有扭矩脈動(dòng)較大、效率較低、起動(dòng)扭矩較小(僅為額定扭矩的60%——70%)和低速穩(wěn)定性差等。
美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)形式
美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)葉片式
由于壓力油作用,受力不平衡使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。葉片式美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩與美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)的排量和美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)進(jìn)出油口之間的壓力差有關(guān),其轉(zhuǎn)速由輸入美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)的流量大小來決定。由于美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)一般都要求能正反轉(zhuǎn),所以葉片式美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)的葉片要徑向放置。為了使葉片根部始終通有壓力油,在回、壓油腔通人葉片根部的通路上應(yīng)設(shè)置單向閥,為了確保葉片式美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)在壓力油通人后能正常啟動(dòng),必須使葉片頂部和定子內(nèi)表面緊密接觸,以保證良好的密封,因此在葉片根部應(yīng)設(shè)置預(yù)緊彈簧。葉片式美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)體積小、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、動(dòng)作靈敏、可適用于換向頻率較高的場合;但泄漏量較大、低速工作時(shí)不穩(wěn)定。因此葉片式美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)一般用于轉(zhuǎn)速高、轉(zhuǎn)矩小和動(dòng)作要求靈敏的場合。
美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)徑向柱塞式
徑向柱塞式美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)
工作原理,當(dāng)壓力油經(jīng)固定的配油軸4的窗口進(jìn)入缸體內(nèi)柱塞的底部時(shí),柱塞向外伸出,緊緊頂住定子的內(nèi)壁,由于定子與缸體存在一偏心距。在柱塞與定子接觸處,定子對柱塞的反作用力為 。力可分解為和 兩個(gè)分力。當(dāng)作用在柱塞底部的油液壓力為p,柱塞直徑為d,力和之間的夾角為X時(shí),力對缸體產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩,使缸體旋轉(zhuǎn)。缸體再通過端面連接的傳動(dòng)軸向外輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。
以上分析的一個(gè)柱塞產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的情況,由于在壓油區(qū)作用有好幾個(gè)柱塞,在這些柱塞上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩都使缸體旋轉(zhuǎn),并輸出轉(zhuǎn)矩。徑向柱塞美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)多用于低速大轉(zhuǎn)矩的情況下。
1.單作用連桿型徑向柱塞馬達(dá)
如圖4-6、連桿馬達(dá)圖、軸配流美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)圖、五角徑向馬達(dá)裝配動(dòng)畫所示為單作用連桿型徑向柱塞馬達(dá)工作原理圖,其外型呈五角星狀。該馬達(dá)由殼體1、曲軸6、配流軸5、連桿3、柱塞2、和偏心輪4等零件組成。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠。
缺點(diǎn):體積大、重量大,轉(zhuǎn)扭脈動(dòng),低速穩(wěn)定性較差。
2.多作用內(nèi)曲線柱塞馬達(dá)
該馬達(dá)由配流軸1、缸體2、柱塞3、橫梁4、滾輪5、定子6和輸出軸7等組成。這種馬達(dá)的排量較單行程馬達(dá)增大了1倍。相當(dāng)于有21個(gè)柱塞。由于當(dāng)量柱塞數(shù)增加,在同樣工作壓力下,輸出扭矩相應(yīng)增加,扭矩脈動(dòng)率減小。有時(shí)這種馬達(dá)做成多排柱塞,柱塞數(shù)更多,輸出扭矩進(jìn)一步增加,扭矩脈動(dòng)率進(jìn)一步減小。因此這種馬達(dá)可做成排量很大,并且可在很低轉(zhuǎn)速成下平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于馬達(dá)需要雙向旋轉(zhuǎn),因此葉片槽呈徑向布置。
3.柱塞式高速美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)
柱塞式高速美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)一般都是軸向式。
美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)軸向柱塞馬達(dá)
軸向柱塞泵除閥式配流外,其它形式原則上都可以作為美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)用,即軸向柱塞泵和軸向柱塞馬達(dá)是可逆的。軸向柱塞馬達(dá)的工作原理為,配油盤和斜盤固定不動(dòng),馬達(dá)軸與缸體相連接一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓力油經(jīng)配油盤的窗口進(jìn)入缸體的柱塞孔時(shí),柱塞在壓力油作用下外伸,緊貼斜盤,斜盤對柱塞產(chǎn)生一個(gè)法向反力p,此力可分解為軸向分力及和垂直分力Q。Q與柱塞上液壓力相平衡,而Q則使柱塞對缸體中心產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩,帶動(dòng)馬達(dá)軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。軸向柱塞馬達(dá)產(chǎn)生的瞬時(shí)總轉(zhuǎn)矩是脈動(dòng)的。若改變馬達(dá)壓力油輸入方向,則馬達(dá)軸按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。斜盤傾角a的改變、即排量的變化,不僅影響馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩,而且影響它的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。斜盤傾角越大,產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩越大,轉(zhuǎn)速越低。
美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)齒輪馬達(dá)
齒輪馬達(dá)在結(jié)構(gòu)上為了適應(yīng)正反轉(zhuǎn)要求,進(jìn)出油口相等、具有對稱性、有單獨(dú)外泄油口,將軸承部分的泄漏油引出殼體外;為了減少啟動(dòng)摩擦力矩,采用滾動(dòng)軸承;為了減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),齒輪美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)的齒數(shù)比泵的齒數(shù)要多。
齒輪美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)由干密封性差、容積效率較低、輸入油壓力不能過高、不能產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)矩。并且瞬間轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩隨著嚙合點(diǎn)的位置變化而變化,因此齒輪美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)僅適合于高速小轉(zhuǎn)矩的場合。一般用于工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械以及對轉(zhuǎn)矩均勻性要求不高的機(jī)械設(shè)備上。
美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)高速馬達(dá)
額定轉(zhuǎn)速高于500r/min的馬達(dá)屬于高速馬達(dá)。高速馬達(dá)的基本形式有齒輪式、葉片式和軸向柱塞式。它們主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速高,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,便于啟動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速和換向。
美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)低速馬達(dá)
轉(zhuǎn)速低于500r/min的美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)屬于低速美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)。它的基本形式是徑向柱塞式。低速美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)的主要特點(diǎn)是:排量大,體積大,轉(zhuǎn)速低,可以直接與工作機(jī)構(gòu)連接,不需要減速裝置,使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大大簡化,低速美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)的輸出扭矩較大,可達(dá)幾千到幾萬Nm,因此又稱為低速大扭矩美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)。
美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)特點(diǎn)
從能量轉(zhuǎn)換的觀點(diǎn)來看,液壓泵與美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)是可逆工作的液壓元件,向任何一種液壓泵輸入工作液體,都可使其變成美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)工況;反之,當(dāng)美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)的主軸由外力矩驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),也可變?yōu)橐簤罕霉r。因?yàn)樗鼈兙哂型瑯拥幕窘Y(jié)構(gòu)要素--密閉而又可以周期變化的容積和相應(yīng)的配油機(jī)構(gòu)。
但是,由于美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)和液壓泵的工作條件不同,對它們的性能要求也不一樣,所以同類型的美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)和液壓泵之間,仍存在許多差別。首先美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)應(yīng)能夠正、反轉(zhuǎn),因而要求其內(nèi)部結(jié)構(gòu)對稱;美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速范圍需要足夠大,特別對它的低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速有一定的要求。因此,它通常都采用滾動(dòng)軸承或靜壓滑動(dòng)軸承;其次美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)由于在輸入壓力油條件下工作,因而不必具備自吸能力,但需要一定的初始密封性,才能提供必要的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于存在著這些差別,使得美國丹佛斯Danfoss液壓馬達(dá)和液壓泵在結(jié)構(gòu)上比較相似,但不能可逆工作。

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