静力平衡式液压马达的介绍

静力平衡式液压马达

简介

静力平衡式液压马达又称无连杆式液压马达。国外产品主要有“罗斯通(Roston)”，国内有 JYM型，它的排量为0.83~7.721L/r，额定工作压力为14~25MPa，最大工作压力为17.5~ 30MPa。结构形式有轴转和壳转两种。这种液压马达的工艺性较好，容易制造加工，摩擦副采用静力平衡，磨损小，因此在国内外发展较快。它曾是国产船舶机械中使用最多的一种液压马达。

工作原理

静力平衡式马达工作原理

图为静力平衡式液压马达的工作原理示意图。液压马达的偏心轴5具有曲轴的形式既是输出轴，又是配油轴。五星轮3滑套在偏心轴的凸轮上，在它的五个平面中各嵌装一个压力环4，压力环的上平面与空心柱塞2的底面接触，柱塞中间装有弹簧(见图)，以防止液压马达启动或空载运转时柱塞底面与压力环脱开。高压油经配油轴中孔道通到曲轴的偏心配油部分，然后经五星轮中的径向孔、压力环、柱塞底部的贯通孔而进入油缸的工作腔内。在图示位置时，配油轴上方的三个油缸通高压油，下方的两个缸通低压回油。

此时在每个高压油缸中各形成一个高压油柱，其一端作用在缸盖上，另一端作用在偏心轮表面上，并通过偏心轮中心，各缸形成一个合力，推动偏心轮绕着输出轴中心转动。输出轴回转时，五星轮作平面平行运动，柱塞作往复运动，产生容积变化，使其完成进回油。只要连续不断供油，就能使液压马达连续转动，改变液压马达的进、回油液流方向，液压马达就反向旋转。液压马达转一转，每个工作容积变化一次，所以静力平衡式液压马达也为单作用液压马达。

从以上工作原理分析中可知，柱塞和压力环之间，五星轮和曲轴偏心轮之间，基本上不靠配合表面金属直接接触传力，而是通过密封容积中的压力油柱产生的作用力直接作用于偏心轮表面和缸盖上。液压马达的柱塞、压力环和五星轮等，在运动过程中仅起油压的密封作用。为改善这些零件的受力情况，减少摩擦损失，通常将它们设计成静力平衡状态，所以这种马达称为静力平衡式液压马达。

典型结构

10JYM-135型静力平衡式液压马达的结构

图为船用起货机所用的10JYM－135型静力平衡式液压马达的结构。它的工作压力为14~17MPa，排量7.15L/r，转速0~90r/min，柱塞直径d=135mm，偏向轴的偏心距e＝25mm。这种液压马达是一种双排结构，两偏心轮偏心方向相差180o，有利于改善轴承的受力条件，每排油缸各有自己的进排油孔，液压马达可以单排工作，也可以双排工作，在同一液压泵供油的情况下，单排工作时转速可提高近一倍。图中壳体中每排有五个沿圆周均布的径向柱塞，用一个正五边形的五星轮滑套在偏心轴的偏心圆上，五星轮和偏心轮可以相对自由转动。五星轮在工作时本身不转动，在液压马达壳体内作平动。在五星轮的五个沿圆周均布的径向孔中，各装有一个压力环，压力环上面装有尼龙挡圈和O形密封圈，上面用定位套固定。定位套用弹性挡圈固定在五星轮上。空心柱塞依靠弹簧和油压作用力紧紧压在压力环的端面上，并压紧O形密封圈，其最大压缩量由内套的高度确定。

偏心轴用一对滚动轴承支持，它的一端为输出轴，另一端有两个环形槽做配油轴的回转接头。从进油口输入的压力油，经回转接头和曲轴内部的轴向孔进入偏心圆(即配油轴颈)的切槽部分，再经过五星轮上的径向孔和柱塞底部的通孔进入油缸，而从其他油缸排出的油则经过相应的通道经回转接头排出。

静力平衡式液压马达与活塞连杆式液压马达相比，五星轮起了连杆作用，主要零件采用了静力平衡。因此，静力平衡式液压马达具有较高的机械效率和启动扭矩效率(达95%)。其低速稳定性也较好，最低稳定转速可达2r/min。单排液压马达的脉动率只有4.9％。寿命和可靠性也有提高。因为取消了连杆、球头，结构简单，工艺性也较好。

但是，静力平衡式液压马达也有一些不足之处：如果因设计和工艺处理不适当等原因，会产生柱塞活动不灵，压力环过度倾斜和五星轮偏转等问题，会使柱塞底部和压力环之间不能紧密接触而造成开口丧失密封，产生喷油现象。这时容积效率就大为降低，会使压力下降甚至液压马达无法工作。另外，弹簧往复次数过多后，容易产生疲劳破坏。

在使用中尽量不要采用油压封闭制动，而采用机械制动，以免发生压力环啃伤和喷油现象。

静力平衡式液压马达也可以做成壳转式液压马达，即偏心轴固定，壳体旋转，这样配油更为简单，可以省掉配油套。在偏向轴上直接开孔引油即可。应用时可将外壳和卷筒等旋转机构直接固定，布置极为方便。