多排式轴向柱液压马达设计说明书

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1、多排式轴向柱液压马达设计说明书多排式轴向柱塞液压马达（或液压泵）设计指导书1绪论在采用轴向柱塞马达和柱塞泵的液压传动系统中，通常采用节流阀或变量等形式实现流量调节。由于调节幅度有限、调速范围小及变速时必须改变流量而造成功率浪费等限制，在系统供油量不变的情况下无法实现低速大扭矩、恒功率变速等功能。为解决这一问题，可采用多排式轴向柱塞液压马达或液压泵。多排式轴向柱塞液压马达，可在系统供油量不变的情况下通过控制多排柱塞的不同组合有效地实现低速大扭矩和恒功率有级变速等功能。每排的柱塞孔径不同，达到增加档位，增加变速平滑性的目的，例如，两排

2、柱塞时有三档变速，而三排时就有七档变速。而且多排式轴向柱塞泵，可实现变功率有级变量，大大拓宽了变量范围。1.1多排式轴向柱塞马达（或泵）的结构图1双排式轴向柱塞马达或泵的结构示意图双排式轴向柱塞马达或柱塞泵是多排式轴向柱塞马达或泵中最简单的一种型式，其基本结构如图1所示。外壳由左端盖(1)、右端盖(14)和壳体(7)组成，左端盖、右端盖分别通过螺栓(6)与壳体(7)连接；缸体(8)装在壳体内的马达轴或泵轴(17)上，两者以花键相连一起旋转；在缸体(8)不同的同心圆周上设置多排（此处为两排）柱塞孔及其柱塞(9、20)，每排柱塞的直径

3、相同且均布在圆周上，并且不同圆周上的柱塞错位布置；每个柱塞具有顶底连通的油道，其顶部有球铰与滑靴(11)铰接。在泵的左端设有配流盘(2)，通过圆柱销将其固定在缸体(8)和左端盖(1)之间，配流盘(2)上具有与柱塞排数相同并分别与之对应和连通的腰形油窗孔。同时，在缸体的内圈小孔里设有多个均布的中心弹簧共24页，第1页多排式轴向柱液压马达设计说明书(10)，它的弹簧力一方面将缸体(8)推向配流盘(2)，另外通过压盘钢球(13)和压盘(18)使滑靴(11)紧贴斜盘(12)；位于缸体(8)中心的马达轴或泵轴(17)由固定在左端盖和右端盖的

4、圆锥滚子轴承(3)支撑，并在右端与半联轴器(16)相联；缸体与左端盖和右端盖连接处以及右端圆锥滚子轴承外设有密封圈(5、15)，并在缸体下部设有出油孔和油塞(19)。多排式轴向柱塞马达或泵与单排式轴向柱塞马达或泵在结构上相似，可以简单地看成是多个单排式轴向柱塞马达或泵的叠加。所以在受力上，也就可以简单地看成是多个性能相近(由于柱塞的直径和所处的位置不同)的单排式轴向柱塞马达或泵的叠加。1.2多排式轴向柱塞马达和柱塞泵的工作原理多排式轴向柱塞马达的工作原理与单排式相似，在图1中，斜盘(12)和配流盘(2)固定不动，柱塞(9、20)可

5、在缸体（8）的柱塞孔内移动。当高压油经配流盘(2)的高压腰形窗口进入缸体（8）的柱塞孔内后，处在高压腔中的柱塞被高压油顶出，经滑靴(11)压在斜盘(12)上。由于斜盘(12)的中心线与缸体（8）的中心线相交一倾角δ，故斜盘(12)经滑靴(11)作用在柱塞(9、20)上与斜盘(12)平面垂直的反作用力F可分解为两个分力：轴向分力Fx和作用在柱塞(9、20)上的液压推力相平衡，垂直分力Fy将使缸体（8）转动，从而带动马达轴(17)转动，并经半联轴器（16）输出。设某一柱塞i的转角（柱塞全缩时为转角度量起始位置，即设为0°，并以柱塞被顶

6、出方向为转角正方向）为，则在柱塞上产生的转矩为：TFRtansin(0)ix式中：R——为柱塞在缸体中的分布圆半径；Fx——轴向分力，FAp，其中A为柱塞的横截面积，pe为系统额定工作压力。xe全部柱塞产生的转矩之和即为多排式轴向柱塞马达的输出转矩。随着马达的转动，被高压油完全顶出之后的柱塞将在斜盘(12)和滑靴(11)的推动下向柱塞孔底部运动，同时回油油路被接通，低压油经配流盘（2）的低压腰形窗口进入油箱以完成排油。通过液压阀等液压元件可控制各排柱塞副或单独、或多排组合动作，从而实现实现低速大扭矩和恒功率有级变

7、速等功能。多排式轴向柱塞泵的工作原理也与单排式相似，外部动力经半联轴器（16）带动泵轴（17）和缸体（8）一起转动，位于低压区的柱塞在压盘(18)和滑靴(11)的联合作用下被抽出，低压油经配流盘（2）的低压腰形窗口进入缸孔，完成泵的吸油过程。随着泵的继续转动，柱塞将在斜盘(12)和滑靴(11)的联合作用下向缸底运动以挤压油液，缸孔中的高压油经配流盘（2）的高压腰形窗口到达泵的出口，实现了泵的排油过程。各排每个柱塞副按一定的次序独立完成吸油、排油工作，它们排出的高压油在泵的出口有序共24页，第2页多排式轴向柱液压马达设计说明书叠加，

8、从而得到连续均匀的高压油。各排柱塞副排出的高压油有各自的油路通向液压系统，并经液压阀等液压元件实现每排液压油的任意组合。1.3多排式轴向柱塞马达和柱塞泵的特点如图1所示，多排式轴向柱塞马达或柱塞泵相当于多个轴向柱塞马达或泵并联。通过改变参与工作的柱