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静力平衡式径向马达

时间:2019-11-24 17:39:47  来源:  编辑:  浏览量: 31
概况: 静力平衡马达是在曲轴连杆马达的基础上发展起来的一种低速大扭矩径向柱塞马达,外称为“罗斯通”马达。它的主要特点是:取消了曲轴连杆马达中曲轴与柱塞之

          静力平衡马达是在曲轴连杆马达的基础上发展起来的一种低速大扭矩径向柱塞马达,外称为“罗斯通”马达。它的主要特点是:取消了曲轴连杆马达中曲轴与柱塞之间的连杆,且在主要摩擦副之间基本实现了静力平衡。因此,也称为静力平衡马达。 
                                                
          图1为5JY-85型静力平衡马达的结构。由图可见,静力平衡马达的结构与曲轴连杆马达相似。壳体6中也有五个沿圆周均布的柱塞缸,其外形呈五星状,缸内装有柱塞1。但柱塞与曲轴之间没有连杆,而是采用了一只套装在曲轴7偏心轮上的五星轮4,五星轮与曲轴偏心轮之间可以相对转动,但五星轮在工作过程中只能作平面移动而不能转动,五星轮的径向孔中均装有压力环2,在压力环下面有尼龙挡圈和O形密封圈,上面用定位套3固定。定位套通过弹性挡圈固定在五星轮中,以防止压力环与五星轮之间过大的轴向窜动。柱塞1做成空心的,它依靠弹簧9和油压作用力压紧在压力环端面上,以保证马达启动和空载运转时柱塞底面与压力环端面之间很好地贴紧。
          曲轴借助于一对滚动轴承支承在马达壳体内。曲轴的外伸端(图9 -10中为左端)为输出轴,曲轴的另一端(右端)制有两条环形槽C和D,分别与壳体上的进、回油口m和n相通。这种马达未设专门的配流轴,配流是由曲轴偏心圆中间表面加工出的两个切槽(配流窗口)A和B来完成的。配流窗口A和B分别通过曲轴上的两对轴向油孔a和b与环形槽C和D相通,再经衬套5上的径向孔接通壳体上的进、回油口。
          这种马达与曲轴连杆马达不同,它是利用进油腔输入的压力油直接作用在曲轴偏心圆处一个侧面上来产生力矩的。柱塞缸的压力液柱对曲轴形成的力矩可通过图9-11加以说明。 
                                       
                                                                           【图2 静力平衡马达工作原理图】
           压力油经曲轴上的轴向油孔由配流窗口B进入柱塞缸(如柱塞缸V),在柱塞、缸体、压力环、五星轮和曲轴偏心圆之间的密封容积中形成压力液柱。这个液柱作用在曲轴偏心圆上的液压力F通过偏心圆的中心O1,由于偏距OO1 =e存在,于是该力对曲轴旋转中心O产生力矩,(见图9-ll(b))。当处于高压进油区的柱塞不止一个(图9-11(a)示有两个柱塞缸IV和V)时,所有压力液柱产生的力矩之和就是马达的输出扭矩,当马达外壳固定时,它便驱动曲轴逆时针旋转。柱塞缸II和III通回油不产生力矩。随着曲线的旋转,配流窗口A和召也跟着改变位置。柱塞缸I由过渡状态进入高压进油区,柱塞缸IV、V仍处于进油区段,于是该瞬时存在的三个压力液柱同时对曲轴旋转中心0产生力矩,推动曲轴继续旋转。柱塞缸II、III继续通回油。随着曲轴转动,柱塞缸IV接通回油配流窗口A,又变成两个压力液柱产生力矩。此后,柱塞缸II开始接通压力油,柱塞缸y接通回油……。
          由上可见,曲轴旋转一周时,每个柱塞缸分别与压力油和回油接通一次,由于五个柱塞缸呈星形布置,因此总有两个或三个柱塞缸交替处于高压进油区,从而驱动曲轴不停地旋转。
          静力平衡马达也可作成曲轴固定、壳体旋转的壳转马达。图9-ll(c)为静力平衡马达的动作原理图。壳转型静力平衡马达可直接装在车轮轮壳内,用来驱动机械的行走机构。
          静力平衡马达与曲轴连杆马达相比,因柱塞、压力环和五星轮三者之间可以大致做到静压平衡,减少了相对运动零件之间的摩擦和磨损,机械效率和启动扭矩效率较高;工作可靠,寿命长;不存在油膜  被破坏的问题,马达的低速稳定性较好(最低稳定转速可达2r/min)。此外,因取消了连杆、球头和外壳上的通油孔道,结构简单,工艺性较好。该马达的主要缺点是:因五星轮在壳体内作平面平行运动,壳体内需要有足够的空间,马达外形尺寸和重量大,单位功率重量也大;并且只有当五星轮上液压力达到完全平衡而处于“悬浮”状态时,马达的扭矩才是完全由液压力直接产生的,否则,五星轮与偏心轴之间仍然有机械摩擦力存在。
            静力平衡马达若设计或工艺处理不当,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,会使柱塞底面和压力环之间不能紧密接触而造成开口丧失密封,导致喷油现象,使马达容积效率大大降低,压力下降,甚至无法工作。另外,弹簧往复次数过多,容易疲劳破坏或折断。
           静力平衡马达的另一缺点是柱塞受侧向力较大。
          静力平衡式马达也可以设计成平面配流和柱塞多排结构的形式。国产JM21、JM22和JM23型马达即分别为平面配流的单排、双排和三排静力平衡式马达。

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