摆缸式径向柱塞马达的典型结构
图B所示为采用端面配流的摆缸式径向柱塞马达结构。压力油液从耳轴13进入柱塞缸内,工作中缸体绕耳轴摆动。柱塞12与摆缸之间无侧向力作用,其间几乎没有磨损。柱塞底部设计成静压平衡,柱塞与曲轴3之间通过滚动轴承11传力,这些措施都减小了传力过程中的摩擦损失,因而提高了马达的机械效率。这种马达的液压机械效率,特别是启动状态,其液压机械效率可达90%,因此,启动转矩很大。此外,因采用端面配流技术,故大大减小了泄漏,提高了可靠性;活塞与摆缸之间采用塑料活塞环密封,能达到几乎无泄漏,从而也大大提高了容积效率。此种马达的低速稳定性特别好,能在很低的转速下(小于1r/min)平稳运转。调速范围也很大,速度调节比(最高与最低稳定转速之比)可达1000。由于这种马达结构简单、设计合理、采用了负荷能力大的轴承,因而具有体积小、重量轻、工作可靠、寿命长和噪声低等优点,应用日益广泛。下图所示为一种摆缸式定排量径向柱塞马达产品的实物外形。
③静压平衡径向柱塞马达此种马达也称静力平衡马达,属于无连杆式马达,图C所示为其结构。
在马达的壳体4上有五个沿径向均布的柱塞缸(编号为I~V),五个柱塞2分别装在壳体的柱塞缸内。这种马达取消了连杆,由套装在曲轴6的偏心轮1上的五星轮5起连杆作用。五星轮的五个径向孔各嵌有一个压力环7,压力环的上端面与柱塞都开有对应的中间通孔。曲轴6由一对圆锥滚子轴承8支承,其一端为外伸输出轴,另一端开有两个环形槽(C、D)分别与集流器10上进、回油口A、B相通,在曲轴中间的偏心轮上加工出两个切槽,两切槽分别通过曲轴上的轴向孔及环形槽而与进出油口A、B相通。
当马达工作时,高压油从A口进入集流器10,经曲轴的环形槽D、轴向孔、偏心轮左边配流腔,进入五星轮、压力环和柱塞中间的贯通孔,到达Ⅳ、V号缸,形成高压液腔。此高压油液直接作用在曲轴的偏心轮上,其合力通过偏心轮核心(偏心距为e),对曲轴旋转核心形成转矩,使曲轴顺时针旋转。转过一个角度后,I号缸也与高压腔接通。就这样交替有两个或三个缸进高压油。在马达工作过程中,五星轮相对于柱塞作平面运动,柱塞则作上下往复运动。在启动或空载时,靠空心柱塞中弹簧3的弹性力,克服柱塞与缸壁间的摩擦力,使柱塞底面与压力环紧密接触。改变进出口液流方向时,马达将反转。这种马达既有曲轴旋转型,也有壳体旋转型,壳转马达因曲轴固定不动,可省掉配流套9,使结构大为简化,成本降低。双伸轴的壳转马达比单伸轴的马达可承受更大的载荷。为了增大转矩,有时制成双排柱塞(两个偏心轮)的静压平衡马达,为了使曲轴所受的径向力能够互相平衡,两个偏心轮的偏心方向相差180°。
与连杆型马达相比,静压平衡马达有以下特点:曲轴兼有传递动力和配流轴的作用,故马达的轴向尺寸较小;用五星轮取代连杆,可简化结构工艺,并减小径向尺寸;但因取消连杆导致柱塞与缸孔间的侧向力增大,五星轮作平移时与柱塞底面间、五星轮与偏心轮滑动表面间的相对运动摩擦损失很大,故影响了马达的机械效率;压力油直接作用于曲轴的偏心轮上形成转矩而使曲轴旋转,这时柱塞、压力环和五星轮上的液压力接近于静压平衡,因此在工作中,柱塞、压力环和五星轮只起不使压力油泄漏的密封作用,故称之为静压平衡马达。