多排式軸向柱液壓馬達設計說明書

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1、多排式軸向柱液壓馬達設計說明書多排式軸向柱塞液壓馬達（或液壓泵）設計指導書1緒論在采用軸向柱塞馬達和柱塞泵的液壓傳動系統(tǒng)中，通常采用節(jié)流閥或變量等形式實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。由于調(diào)節(jié)幅度有限、調(diào)速范圍小及變速時必須改變流量而造成功率浪費等限制，在系統(tǒng)供油量不變的情況下無法實現(xiàn)低速大扭矩、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或液壓泵。多排式軸向柱塞液壓馬達，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現(xiàn)低速大扭矩和恒功率有級變速等功能。每排的柱塞孔徑不同，達到增加檔位，增加變速平滑性的目的，例如，兩排

2、柱塞時有三檔變速，而三排時就有七檔變速。而且多排式軸向柱塞泵，可實現(xiàn)變功率有級變量，大大拓寬了變量范圍。1.1多排式軸向柱塞馬達（或泵）的結(jié)構(gòu)圖1雙排式軸向柱塞馬達或泵的結(jié)構(gòu)示意圖雙排式軸向柱塞馬達或柱塞泵是多排式軸向柱塞馬達或泵中最簡單的一種型式，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。外殼由左端蓋(1)、右端蓋(14)和殼體(7)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)的馬達軸或泵軸(17)上，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置多排（此處為兩排）柱塞孔及其柱塞(9、20)，每排柱塞的直徑

3、相同且均布在圓周上，并且不同圓周上的柱塞錯位布置；每個柱塞具有頂?shù)走B通的油道，其頂部有球鉸與滑靴(11)鉸接。在泵的左端設有配流盤(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)相同并分別與之對應和連通的腰形油窗孔。同時，在缸體的內(nèi)圈小孔里設有多個均布的中心彈簧共24頁，第1頁多排式軸向柱液壓馬達設計說明書(10)，它的彈簧力一方面將缸體(8)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(8)中心的馬達軸或泵軸(17)由固定在左端蓋和右端蓋的

4、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蓋連接處以及右端圓錐滾子軸承外設有密封圈(5、15)，并在缸體下部設有出油孔和油塞(19)。多排式軸向柱塞馬達或泵與單排式軸向柱塞馬達或泵在結(jié)構(gòu)上相似，可以簡單地看成是多個單排式軸向柱塞馬達或泵的疊加。所以在受力上，也就可以簡單地看成是多個性能相近(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或泵的疊加。1.2多排式軸向柱塞馬達和柱塞泵的工作原理多排式軸向柱塞馬達的工作原理與單排式相似，在圖1中，斜盤(12)和配流盤(2)固定不動，柱塞(9、20)可

5、在缸體（8）的柱塞孔內(nèi)移動。當高壓油經(jīng)配流盤(2)的高壓腰形窗口進入缸體（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(12)上。由于斜盤(12)的中心線與缸體（8）的中心線相交一傾角δ，故斜盤(12)經(jīng)滑靴(11)作用在柱塞(9、20)上與斜盤(12)平面垂直的反作用力F可分解為兩個分力：軸向分力Fx和作用在柱塞(9、20)上的液壓推力相平衡，垂直分力Fy將使缸體（8）轉(zhuǎn)動，從而帶動馬達軸(17)轉(zhuǎn)動，并經(jīng)半聯(lián)軸器（16）輸出。設某一柱塞i的轉(zhuǎn)角（柱塞全縮時為轉(zhuǎn)角度量起始位置，即設為0°，并以柱塞被頂

6、出方向為轉(zhuǎn)角正方向）為?，則在柱塞上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為：T?F?R?tan??sin?(0)ix式中：R——為柱塞在缸體中的分布圓半徑；Fx——軸向分力，F(xiàn)?A?p，其中A為柱塞的橫截面積，pe為系統(tǒng)額定工作壓力。xe全部柱塞產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩之和即為多排式軸向柱塞馬達的輸出轉(zhuǎn)矩。隨著馬達的轉(zhuǎn)動，被高壓油完全頂出之后的柱塞將在斜盤(12)和滑靴(11)的推動下向柱塞孔底部運動，同時回油油路被接通，低壓油經(jīng)配流盤（2）的低壓腰形窗口進入油箱以完成排油。通過液壓閥等液壓元件可控制各排柱塞副或單獨、或多排組合動作，從而實現(xiàn)實現(xiàn)低速大扭矩和恒功率有級變

7、速等功能。多排式軸向柱塞泵的工作原理也與單排式相似，外部動力經(jīng)半聯(lián)軸器（16）帶動泵軸（17）和缸體（8）一起轉(zhuǎn)動，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）的低壓腰形窗口進入缸孔，完成泵的吸油過程。隨著泵的繼續(xù)轉(zhuǎn)動，柱塞將在斜盤(12)和滑靴(11)的聯(lián)合作用下向缸底運動以擠壓油液，缸孔中的高壓油經(jīng)配流盤（2）的高壓腰形窗口到達泵的出口，實現(xiàn)了泵的排油過程。各排每個柱塞副按一定的次序獨立完成吸油、排油工作，它們排出的高壓油在泵的出口有序共24頁，第2頁多排式軸向柱液壓馬達設計說明書疊加，

8、從而得到連續(xù)均勻的高壓油。各排柱塞副排出的高壓油有各自的油路通向液壓系統(tǒng)，并經(jīng)液壓閥等液壓元件實現(xiàn)每排液壓油的任意組合。1.3多排式軸向柱塞馬達和柱塞泵的特點如圖1所示，多排式軸向柱塞馬達或柱塞泵相當于多個軸向柱塞馬達或泵并聯(lián)。通過改變參與工作的柱