CN1912387A - 内曲线径向柱塞式液压泵/马达 - Google Patents

Abstract

内曲线径向柱塞式液压泵/马达属于液压泵/马达制造技术领域。增大NJM型内曲线径向柱塞式低速大转矩马达柱塞在柱塞孔中的含量，当柱塞外伸到内曲线道轨最低点时，柱塞在柱塞孔中的含量L≥柱塞总长的70％，减小泵工况时柱塞副的磨损，能长时间工作在泵工况。该装置可以长时间稳定地分别工作在泵、马达两种工作状态，以适应即能驱动又能持续制动的工况，具有简化设计、省略减速机构、结构紧凑、传动转矩大，降低成本、提高设备完好率等优点。适用于卷扬机、重型行走机械、矿山机械、船用锚机、起重机、其他制造业的张力系统等液压系统中。

Description

内曲线径向柱塞式液压泵/马达

技术领域

本发明属于液压泵/马达制造技术领域。

背景技术

NJM型内曲线多作用径向柱塞式低速大转矩马达具有省略减速机构、结构紧凑、传动转矩大等优点，作为马达使用已广泛应用于卷扬机、重型行走机械、矿山机械、船用锚机、起重机、其他制造业的张力系统等液压系统中。对于要求即能驱动(马达状态)又能持续制动(泵状态)的工况，如：卷扬机、起重机的重物提升与下落，重型机械的驱动与制动、张力系统等，寻求一种低速大扭矩简单易行的液压驱动(马达状态)与自制动(泵状态)装置很有实际意义。

从理论上讲，NJM型内曲线径向柱塞式低速大转矩马达可以分别工作在泵/马达状态，既可输出驱动转矩又可反向制动。但国内现有的马达产品基本是按马达工况设计，只适宜作马达使用，其结构特点决定它不能长时间工作在泵状态，否则极易损坏，分析如下：

NJM型内曲线径向柱塞式马达转动时，由于柱塞与横梁间无刚性联结，柱塞不承受内曲线产生的侧向作用力，侧向作用力基本由横梁的侧面来承受，柱塞副磨损和密封性基本不受其影响。但柱塞与柱塞孔是相对运动部件，由于滑动接触面公差配合间隙的存在，柱塞在柱塞孔滑动时会发生偏离几何轴线的微小倾斜角δθ(如图2所示)，该倾斜角的大小与其公差配合间隙δa和柱塞在柱塞孔中的含量L有关，即：δθ∝δa/L。由于δθ的存在就产生了柱塞与柱塞孔相互作用的径向力F_径，而柱塞副磨损与滑动接触面应力有关，其滑动接触面应力与柱塞作用于柱塞孔的径向力F_径和柱塞在柱塞孔中滑动时的接触面积S有关。柱塞与柱塞孔之间的间隙δa和柱塞受力F_1、2大小是产品、工作状态固有的，那么柱塞作用于柱塞孔径向力F_径的大小只与倾斜角δθ有关。而倾斜角δθ与柱塞在柱塞孔中的含量L有关，如图2所示：即L小，倾斜角δθ大，L大，倾斜角δθ小，由此可知：柱塞作用于柱塞孔的径向力F_径的大小与含量L有关。显而易见，柱塞在柱塞孔中滑动时的接触面积S也与含量L有关，即L小，S也小，L大，S也大。综上所述，柱塞副磨损与柱塞在柱塞孔中的含量L有关。

马达工况：在压力油的推动下，柱塞在柱塞孔中向外滑动，含量L由大减小，初始倾斜角δθ较小，滑动过程中增大的可能性也较小；且柱塞运动前部在柱塞孔外，对柱塞孔壁的磨损作用较小。柱塞回程是在滚轮横梁的推动下，克服较低油压在柱塞孔中向内滑动，柱塞作用于柱塞孔的径向力F_径较小，所以柱塞副的磨损也很小。

泵工况：柱塞是在滚轮横梁的推动下，克服很高的油压在柱塞孔中向内滑动，含量L由小增大，初始倾斜角δθ较大，柱塞作用于柱塞孔的径向力F_径较大；且柱塞运动前部在柱塞孔内，对柱塞孔壁的磨损作用也较大；所以柱塞副的磨损很大。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能长时间稳定地分别工作在泵、马达两种工作状态的内曲线径向柱塞式液压泵/马达。

图1是NJM型内曲线多作用径向柱塞式低速大转矩马达结构原理图。

马达工况：在图1所示的瞬时，柱塞一、五处于高压油的作用下，柱塞三、七处于回油状态，二、六、四、八处于过渡状态，即高低压均不通。柱塞一、五在压力油的作用下产生轴向推力P，即径向力，作用在滚轮组的横梁上，使滚子紧紧压在曲线的轨道面上，于是产生一反作用力N，N的径向分力与柱塞轴向推力平衡，切向分力则经横梁传到缸体上，推动缸体沿顺时针旋转。随着缸体旋转，柱塞外伸，越过顶点进入b段，使其和回油路相通，使柱塞内缩。凡处于相应于a段的柱塞都进油，处于b段的柱塞都回油，而设计时使曲线数(作用数x)和柱塞数不相等，因此总有一部分柱塞处于导轨曲面的a段，相应地总有一部分柱塞处于曲面的b段，使缸体和输出轴能均匀地连续旋转。

图2是NJM型内曲线多作用径向柱塞式低速大转矩马达柱塞在柱塞孔中滑动时的受力分析图。

由于柱塞滑动时倾斜角δθ的存在就产生了柱塞与柱塞孔相互作用的径向力F_径，径向力F_径的大小与倾斜角δθ有关，倾斜角δθ与柱塞在柱塞孔中的含量L有关。

本发明的技术解决方案是，内曲线径向柱塞式液压泵/马达，由转子6的柱塞孔1、柱塞2、传力横梁3、滚轮4、定子内曲线轨道5和转子6构成，设置于转子6的柱塞孔1内的柱塞2的一端与传力横梁3连接，与传力横梁3连接的滚轮4和定子内曲线轨道5连接，其特征在于，柱塞2外伸到内曲线轨道5最低点时，柱塞2在柱塞孔1中的含量L≥柱塞2总长的70％。

增大NJM型内曲线多作用径向柱塞式低速大转矩马达柱塞在柱塞孔中的含量L，以减小倾斜角δθ，从而减小泵工况时柱塞副的磨损，以适应泵工况。柱塞外伸到内曲线轨道最低点时，柱塞在柱塞孔中的含量L≥柱塞总长的70％，如图3所示；据此设计制造出一种新型内曲线多作用径向柱塞式低速大转矩泵/马达装置。

本发明的有益效果是，新型内曲线多作用径向柱塞式低速大转矩泵/马达装置可以长时间稳定地分别工作在泵、马达两种工作状态，以适应即能驱动(马达状态)又能持续制动(泵状态)的工况，如：卷扬机、起重机的重物提升与下落，重型机械的驱动与制动、张力系统等，具有简化设计、省略减速机构、结构紧凑、传动转矩大，降低成本、提高设备完好率等优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

图1NJM型内曲线多作用径向柱塞式低速大转矩马达结构原理图。

图2是NJM型内曲线多作用径向柱塞式低速大转矩马达柱塞在柱塞孔中滑动时的受力分析图。

图3是本发明的柱塞在柱塞孔中的含量示意图。

图中：1.柱塞孔，2.柱塞，3.传力横梁，4.滚轮，5.定子内曲线轨道，6.转子。

具体实施方式

内曲线径向柱塞式液压泵/马达，由转子6的柱塞孔1、柱塞2、传力横梁3、滚轮4、定子内曲线轨道5和转子6构成，设置于转子6的柱塞孔1内的柱塞2的一端与传力横梁3连接，与传力横梁3连接的滚轮4和定子内曲线轨道5连接，在原NJM型内曲线多作用径向柱塞式低速大转矩马达系列产品设计的基础上，无论是泵工况还是马达工况，柱塞2外伸到内曲线轨道5最低点时，始终使柱塞2在柱塞孔1中的含量L＝柱塞2总长的80％，即可实现。

Claims (1)

1.内曲线径向柱塞式液压泵/马达，由转子(6)的柱塞孔(1)、柱塞(2)、传力横梁(3)、滚轮(4)、定子内曲线轨道(5)和转子(6)构成，设置于转子(6)的柱塞孔(1)内的柱塞(2)的一端与传力横梁(3)连接，与传力横梁(3)连接的滚轮(4)和定子内曲线轨道(5)连接，其特征在于，柱塞(2)外伸到内曲线轨道(5)最低点时，柱塞(2)在柱塞孔(1)中的含量L≥柱塞(2)总长的70％。

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