多排式軸向柱塞液壓馬達(dá)(或液壓泵)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

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1、多排式軸向柱塞液壓馬達(dá)(或液壓泵)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書在采用軸向柱塞馬達(dá)和柱塞泵的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)屮，通常采用節(jié)流閥或變量等形式實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。rtr丁?調(diào)節(jié)幅度有限、調(diào)速范圍小及變速吋必須改變流量而造成功率浪費(fèi)等限制，在系統(tǒng)供油量不變的情況下無法實(shí)現(xiàn)低速人扭矩、恒功率變速等功能。為解決這一問題，可采用多排式軸向柱塞液壓馬達(dá)或液壓泵。多排式軸向柱塞液壓馬達(dá)，可在系統(tǒng)供油量不變的情況下通過控制多排柱塞的不同組合有效地實(shí)現(xiàn)低速大扭矩和恒功率有級(jí)變速等功能。而多排式軸向柱塞泵，可實(shí)現(xiàn)變功率有級(jí)變量，大大拓寬了變量范圍。1.1多排式

2、軸向柱塞馬達(dá)(或泵)的結(jié)構(gòu)56891012711134///7卜322201415圖1雙排式軸向柱塞馬達(dá)或泵的結(jié)構(gòu)示意圖雙排式軸向柱塞馬達(dá)或柱塞泵是多排式軸向柱塞馬達(dá)或泵屮最簡(jiǎn)單-的一-種型式，其基木結(jié)構(gòu)如圖1所示。外殼由左端蓋⑴、右端蓋(14)和殼體⑺組成，左端蓋、右端蓋分別通過螺栓(6)與殼體(7)連接；缸體(8)裝在殼體內(nèi)的馬達(dá)軸或泵軸(17)±，兩者以花鍵相連一起旋轉(zhuǎn)；在缸體(8)不同的同心圓周上設(shè)置多排(此處為兩排)柱塞孔及其柱塞(9、20),每排柱塞的直徑相同且均布在圓周上，并且不同圓周上的柱塞錯(cuò)

3、位布置；每個(gè)柱塞具有頂?shù)走B通的油道，其頂部有球較與滑靴(11)較接。在泵的左端設(shè)有配流盤(2),通過圓柱銷將其固定在缸體(8)和左端蓋(1)之間，配流盤(2)上具有與柱塞排數(shù)相同并分別與之對(duì)應(yīng)和連通的腰形油窗孔。同時(shí)，在缸體的內(nèi)圈小孔里設(shè)有多個(gè)均布的中心彈簧(10),它的彈簧力一方而將缸體⑻推向配流盤(2),另外通過壓盤鋼球(13)和壓盤(18)使滑靴(11)緊貼斜盤(12)；位于缸體⑻屮心的馬達(dá)軸或泵軸(17)由固定在左端蓋和右端蓋的圓錐滾子軸承(3)支撐，并在右端與半聯(lián)軸器(16)相聯(lián)；缸體與左端蓋和右端

4、蓋連接處以及右端圓錐滾子軸承外設(shè)冇密封圈(5、15),并在缸體下部設(shè)有岀油孔和油塞(19)o多排式軸向柱塞馬達(dá)或泵與單排式軸向柱塞馬達(dá)或泵在結(jié)構(gòu)上相似，可以簡(jiǎn)單地看成是多個(gè)單排式軸向柱塞馬達(dá)或泵的疊加。所以在受力上，也就可以簡(jiǎn)單地看成是多個(gè)性能相近(由于柱塞的直徑和所處的位置不同)的單排式軸向柱塞馬達(dá)或泵的疊加。1.1多排式軸向柱塞馬達(dá)和柱塞泵的工作原理多排式軸向柱塞馬達(dá)的工作原理與單排式相似，在圖1屮，斜盤(⑵和配流盤⑵固定不動(dòng),柱塞(9、20河在缸體(8)的柱塞孔內(nèi)移動(dòng)。當(dāng)高壓油經(jīng)配流盤(2)的高壓腰形窗

5、口進(jìn)入缸體(8)的柱塞孔內(nèi)后，處在高壓腔中的柱塞被高壓油頂出，經(jīng)滑靴(11)壓在斜盤(⑵上。由于斜盤(⑵的屮心線與缸體(8)的中心線相交一傾角5,故斜盤(12)經(jīng)滑靴(11)作用在柱塞(9、20)上與斜盤(⑵平而垂直的反作用力F可分解為兩個(gè)分力：軸向分力化和作用在柱塞(9、20)上的液壓推力相平衡，垂直分力竹將使缸體(8)傳動(dòng)，從而帶動(dòng)馬達(dá)軸(17)轉(zhuǎn)動(dòng)，并經(jīng)半聯(lián)軸器(16)輸出。設(shè)某一柱塞i的轉(zhuǎn)角(柱塞全縮時(shí)為轉(zhuǎn)角度量起始位置，即設(shè)為0。，并以柱塞被頂出方向?yàn)檗D(zhuǎn)角正方向)為則在柱塞上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為：7]=Fj

6、R?tan5?sin0(0)式中：R——為柱塞在缸體中的分布圓半徑；E——軸向分力，F(xiàn)X=A?,，其中力為柱塞的橫截面積，儀為系統(tǒng)額定工作壓力。全部柱塞產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩之和即為多排式軸向柱塞馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩。隨著馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)，被高壓油完全頂岀Z后的柱塞將在斜盤(12)和滑靴(11)的推動(dòng)下向柱塞孔底部運(yùn)動(dòng)，同時(shí)回油油路被接通，低壓油經(jīng)配流盤(2)的低壓腰形窗口進(jìn)入油箱以完成排油。通過液壓閥等液壓元件可控制各排柱塞副或單獨(dú)、或多排組合動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)低速大扭矩和恒功率冇級(jí)變速等功能。多排式軸向柱塞泵的工作原理也與單排式

7、相似，外部動(dòng)力經(jīng)半聯(lián)軸器(16)帶動(dòng)泵軸(17)和缸體(8)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，位于低壓區(qū)的柱塞在壓盤(18)和滑靴(11)的聯(lián)合作用下被抽出，低壓油經(jīng)配流盤(2)的低壓腰形窗口進(jìn)入缸孔，完成泵的吸油過程。隨著泵的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，柱塞將在斜盤(12)和滑靴(11)的聯(lián)合作用下向缸底運(yùn)動(dòng)以擠壓油液，缸孔屮的高壓油經(jīng)配流盤(2)的高壓腰形窗口到達(dá)泵的出口，實(shí)現(xiàn)了泵的排油過程。各排每個(gè)柱塞副按一定的次序獨(dú)立完成吸油、排油工作，它們排出的高壓油在泵的出口右序疊加，從而得到連續(xù)均勻的高壓油。各排柱塞副排出的高壓油冇各自的油路通向液壓系

8、統(tǒng)，并經(jīng)液壓閥等液壓元件實(shí)現(xiàn)每排液壓油的任意組合。1.1多排式軸向柱塞馬達(dá)和柱塞泵的特點(diǎn)如圖1所示，多排式軸向柱塞馬達(dá)或柱塞泵相當(dāng)于多個(gè)軸向柱塞馬達(dá)或泵并聯(lián)。通過改變參與工作的柱塞副排數(shù)，可實(shí)現(xiàn)低速大扭矩和恒功率冇級(jí)變速等功能。而多排式軸向柱塞泵，可實(shí)現(xiàn)變功率有級(jí)變量，大大拓寬了變量范圍。多排式軸向柱塞馬達(dá)或柱塞泵的特點(diǎn)Z二述在于它們完全可逆。所以多排式軸向柱塞馬達(dá)不但繼承了單排式軸向柱塞馬達(dá)的工作