DHM型新颖径向摆缸式液压马达设计

　　作为液压执行元件之一的液压马达, 在液压系统中具有极为重要的作用, 它可以将流体的压力能转变为旋转运动的机械能。

　　液压马达按其转速及扭矩可分为高速液压马达及低速大扭矩液压马达; 按液压马达的作用方式可分为多作用液压马达及单作用液压马达; 按其结构形式可分为柱塞式、齿轮式与叶片式液压马达等。

　　径向柱塞式液压马达作为低速大扭矩液压马达的一种, 由于其转速范围大、扭矩高、低速稳定性好而被广泛用于直接驱动负载的场合, 诸如冶金机械、塑料机械和矿山机械等。

　　1 工作原理

　　DHM径向摆缸式液压马达是基于市场的需求而开发的一种新型的五柱塞式低速大扭矩液压马达, 其结构如图 1 所示。

　　DHM 液压马达主要由壳体 1、曲轴 2、缸盖 3、摆缸 4、柱塞 5、柱塞复位弹簧 6 以及配流系统的配流盘 10、辅助配流侧板 11、波形弹簧 12 和配流壳体 13 以及主动齿轮 7、从动齿轮 9 和双头键 8 等组成。

　　其工作原理如下: 高压油液通过配流盘 10 进入柱塞 5, 根据配流盘的位置不同, 高压油进入 2 个或 3 个相邻柱塞并推动曲轴 2 旋转, 曲轴的旋转带动主动齿轮 7, 并通过从动齿轮 9 及双头键 8 带动配流盘作同步旋转, 从而实现了连续配流, 于是液压马达便能形成连续的扭矩输出。

　　2 结构创新设计

　　DHM液压马达在结构的设计上与已有的 Inter-mot 的曲轴连杆式液压马达和 Calzoni 及 SAI 的摆缸式液压马达是不同的。其主要的创新点在于:

　　2.1 双出轴的结构设计

　　通过主动齿轮、从动齿轮及双头键的结构, 将液压马达输出轴的旋转传递到配流盘, 并实现连续、同步的配流。这样设计的好处是, 可以实现液压马达的双出轴输出, 从而改变了该类液压马达只可单轴输出的现状。这种设计对其他液压马达的改型设计也具有指导意义。

　　2.2 球铰摆动缸体的设计

　　摆缸 4 与缸盖 3 上的球铰的连接可以完全消除摆缸与柱塞 5 这对摩擦副之间的侧向力, 该设计可提高马达的机械效率并提高液压马达的启动扭矩。同时, 摆缸与缸盖之间的球铰设计也可使柱塞与曲轴支承套之间更好的贴合, 减少该对摩擦副之间的泄漏, 从而提高液压马达的容积效率。

　　2.3 静压支承及滚柱结构设计

　　通过合理的尺寸设计, 可使柱塞与曲轴支承套之间产生静压支承, 并减少液压马达的外漏, 提高液压马达的容积效率; 此外静压支承的建立也可降低摩擦发热现象, 提高马达的机械效率。

　　曲轴支承套与曲轴之间的滚柱结构设计可以将滑动摩擦转化为滚动摩擦, 可显著降低摩擦发热并提高液压马达的机械效率。