非圆行星齿轮乳化液马达及其展望

　　1 非圆行星齿轮乳化液马达的特点及应用现状

　　非圆行星齿轮乳化液马达将非圆齿轮技术与液压马达技术结合起来，形成了一种新型低速大扭矩液压马达［1］。它具有噪音低、污染小、结构紧凑、低速运转平稳、启动效率高、转动惯量小、抗工作油污染能力强等特点，具有广泛的应用前景。

　　乳化液马达使用难燃液———高水基乳化液作为工作介质，且动力来自工作泵站，而没有电能开采设备所需的变压器及电缆等设施，在井下使用时安全性大大提高。目前我国煤矿井下大多铺设有乳化液管道和设置有泵站，因此使用乳化液马达无需专门铺设管道，提高了原有乳化液泵站的利用率，降低了生产成本。乳化液马达体积小、重量轻、转速低、扭矩大，无需减速装置就可直接驱动负载，可降低成套设备的整体重量，方便设备的布置使用。马达和钻机配合作业时，一方面乳化液可作为工作介质驱动马达运转，另一方面可作为钻孔润滑、清洗液，实现湿式钻孔。另外，与矿物油液压设备相比，乳化液马达还具有运行成本低、污染程度低、使用场合不受限制等优点［2］。

　　目前，德国、美国、波兰等国已经掌握了非圆行星齿轮乳化液马达的相关技术，例如波兰海德曼液压动力设备股份公司研发的 SP、HSP 系列乳化液马达已批量生产，并进入中国市场。我国对非圆行星齿轮乳化液马达的研究起步较晚，哈尔滨工业大学、清华大学、西安交通大学等单位先后对非圆行星齿轮乳化液马达进行了相关的研究，但都处于理论研究或样机试制阶段，并没有进行批量生产。北京航天试验技术研究所通过一系列研发试验工作，已经突破了非圆行星齿轮乳化液马达的关键技术，生产了 ELM 系列非圆行星齿轮乳化液马达，可广泛用于煤炭矿山等企业。

　　2 国产乳化液马达在关键技术上的突破

　　乳化液马达主要包括壳体、轴承座、主轴、上配油盘、下配油盘、非圆行星齿轮系等，具体结构如图1所示。其中非圆行星齿轮系是乳化液马达的核心部件，它由非圆梅花形内齿圈、非圆方形太阳轮和行星轮构成，如图2 所示。上、下配油盘和非圆行星齿轮系配合将空间分隔成10个小密闭腔。工作时，高压油通过上配油盘进油孔进入密闭腔，由于液压切向不平衡力而产生扭矩，推动行星轮产生自转和公转，并带动非圆行星太阳轮转动，进而使得与太阳轮相联的主轴转动。转动时，密闭腔由大变小由小变大，周而复始，完成进油和排油的过程。

　　乳化液马达在设计和加工中存在的关键技术和难点主要包括以下几个方面。