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摆动液压马达工作原理

摆动液压马达工作原理

(1)叶片式摆动马达

①单叶片型摆动马达[图Q(a)]  叶片把工作腔分隔成两腔。当压力油进入其中一腔时,该腔容积增大,叶片旋转,另一腔容积减小,进行排油。通过与叶片相连的输出轴带动负载转动;压力油反向时,叶片及输出轴反转。单叶片型摆动马达的优点是结构简单紧凑,轴向尺寸小,重量轻,安装方便,利于整机布局,机械效率较高。缺点是密封较困难,加工复杂,两端盖受压面积大,刚度不易保证,输出轴受不平衡径向力较大。

②多叶片型摆动马达[图Q(b)、(c)]  多叶片型摆动马达的两个(或三个)A腔必须同时通入压力油,两个(或三个)B腔也同时回油。与单叶片型相比,多叶片型摆动马达的输出转矩可增加1倍或2倍,输出轴不受径向力,机械效率更高。但转角较小,内泄漏较大,容积效率较低。

(2)活塞式齿条齿轮型摆动马达

①单缸单作用式  图R(a)所示为单缸单作用式齿条齿轮型摆动马达的工作原理。当压力油通入液压缸左腔时,带有齿条的活塞杆在压力油的推动下向右移动,通过齿条、齿轮带动输出轴上的负载旋转。压力油反向,输出轴也反转。此种马达的优点是结构简单,密封容易;传动效率高,转矩和角速度传递均较平稳;位置精度便于控制。缺点是制造和安装要求较高。

②单缸双作用式  如图R(b)所示,当压力油同时进入液压缸的左、右腔时,上、下两活塞相对移动,共同带动齿轮旋转,输出转矩。若压力油进入中腔,则齿轮作反向转动。与单作用式比较,输出转矩大。但行程较短,转角较小,制造和安装精度要求更高。

③双缸双作用式如图R(c)所示,上、下两个液压缸相互独立。当压力油从油口A、D进入时,上缸的活塞右移,下缸的活塞左移,共同带动齿轮顺时针旋转,输出转矩,此时,油口B、C排油;压力油反向时,齿轮逆时针转动。与同样尺寸的单缸双作用式相比,双缸双作用式摆动马达的行程较长,转角较大。

(3)活塞螺旋型摆动马达  图S(a)所示为一种活塞螺旋型摆动马达的工作原理,活塞与螺杆组成螺旋副,螺杆的左、右两半分别为右旋和左旋螺纹,各自与左、右两个活塞旋合。当压力油从两个活塞中间通入时,两活塞各自向相反的方向运动,共同带动螺杆转动,输出转矩。若压力油反向时,螺杆反向旋转。输出转矩大,螺杆上不受轴向力。但行程短,转角小,螺旋处泄漏较大,只能用于低压。图S(b)所示为另一种活塞螺旋型摆动马达,其原理与图S(a)所示马达相同,但图S(b)所示马达用密封圈将活塞的左右腔隔开,螺旋副处不必另设密封,故内泄漏大为减少,可用于高压。

(4)活塞链式摆动马达  如图T所示,活塞链式摆动马达的大、小活塞都与链条固定。链轮装在输出轴上,链条和链轮啮合。通人压力油时,因大活塞受到的推力大,就沿压力作用方向直线移动,通过链条、链轮的传动,使输出轴旋转。若压力油反向,输出轴也反转。马达可同时带动两个相隔一定距离的负载同向等速旋转。作用在轴上的载荷小,工作可靠。但链条易磨损;高速时,传动不够平稳。

(5)活塞式曲柄连杆型摆动马达  如图U所示,活塞式曲柄连杆型摆动马达的液压缸缸筒能够摆动。活塞杆与曲柄连接,曲柄与输出轴相连。压力油通入活塞腔时,活塞杆推动曲柄运动,带动输出轴旋转,输出转矩。回程时借助于外力将活塞推回。此种马达的优点是结构简单,制造容易;曲柄越长,输出力矩越大,易于实现转角调节。

(6)活塞来复式摆动马达如图V所示,在活塞来复式摆动马达中,当压力油从A口进入推动活塞向左作直线运动时,B口排油。图V中主轴固定,通过来复螺旋副迫使来复杆及与之固接的缸体旋转。若B口进油,A口排油,则缸体反转。马达转角的大小取决于活塞行程。此种马达的优点是结构紧凑,体积小,工作平稳可靠,密封容易。缺点是加工成本较高。

这种马达也可将活塞内外径处设计成双螺旋副,这时结构更紧凑,工作更平稳,但加工和装配要求相应提高。

除了上述一些液压马达外,近来国外还推出了一种皮囊式摆动液压马达,此马达内部对称布置一对可充人或排出液压介质的皮囊,通过皮囊的膨胀和收缩即可带动马达的输出轴摆动。当一个皮囊充入压力液体时,它推动一个环形杆臂,使马达输出轴摆动,而另一个皮囊排液。两个皮囊的进回液体通过一个四通换向阀来控制,从而使马达变换摆动方向。该马达具有运动精度高、泄漏小、污染敏感度低、液体介质适应性广等优点,马达的输出转角达100°,转矩达31ON·m。