非对称多速液压马达的差动连接原理与条件
非对称多速液压马达的差动连接原理与条件
双作用单活塞杆液压缸可以进行差动连接,差动连接可以作为一种调速的方式。传统调速技术
中,节流调速结构简单,成本低,但效率低,发热大。容积调速效率高,发热少,但结构复杂。
普通的定量液压马达无法通过差动连接进行调速,等宽曲线双定子马达(一个转子对应两个定子)
的提出正好解决了这一难题,根据内马达和外马达排量不同,内、外马达不同的组合可以使双定
子马达通过不同的差动连接方式进行调速。本文在此基础上,从非对称型多速液压马达工作原理
入手,探讨这类新型液压马达的差动连接方式及差动原理,对差动连接方式下的转速和转矩公式
进行了推导,并分析了影响马达差动连接的参数,确定出非对称型液压马达进行差动连接时需满
足的条件。
1 非对称多速马达的工作原理
如图 1所示,图中有两组内啮合的齿轮,三组外啮合的齿轮,这种马达的结构中既有内啮合齿轮,又
有外啮合齿轮,故称之为内外啮合组合式马达。液压马达必须有一个可以周期性变化容积的封闭
容腔;有配流装置控制吸、压油过程,由于满足液压马达形成的条件,故每组啮合的齿轮(外啮合或
者内啮合)都可以形成一个单马达,且单马达之间的工作相互独立,可以组合工作,也可单独工作。
本文称内啮合的齿轮马达为内马达,外啮合的齿轮马达为外马达,故该马达又称为内 2外3马
达。该马达由中心齿轮、三个对称布置的齿轮、壳体、前端盖、后端盖以及配流盘等部件组
成。【图 1】
中心齿轮是转矩输出轮,其他的三个对称布置的齿轮是空转齿轮。由于各个子马达的进、出油口
是对称布置的,每一个进油口对转矩输出轮所形成的径向的液压力在圆周方向也均匀分布,所以
该转矩输出轴上所受到的径向液压合力为零。
图2所示为内 4外3组合式齿轮马达。除了这两种结构之外,与之相同的还有一系列液压元件,如
内2外1、内 1外3等,该系列齿轮马达的结构同样适用于液压泵。【图 2】
以图 1为例,大齿轮 1分别与大齿轮 2、3、4的外啮合及两面侧板组成了三个外马达。同理,大齿
轮1与小齿轮 1的内啮合、大齿轮 3与小齿轮 2的内啮合及两面侧板组成了两个内马达。在一
个马达体中有多个进、排油区,增大了液压马达的转矩,提高了比功率。内、外啮合齿轮的有效
工作面积不同,所以内、外马达的排量不同,可以使内、外马达实现差动连接。
2 非对称多速液压马达的差动连接原理
2.1 差动液压缸的原理
单杆活塞式液压缸有两个工作腔,分别向两个工作腔通入高压油液,可以实现左右往复运动。
在压力和流量保持不变的情况下,若将两个工作腔同时通入高压油,如图 3所示,由于左右两腔的
有效工作面积不等,活塞两端的受力也不相等,活塞带动活塞杆向有杆腔的一端移动,同时,将有杆
腔里面的液压油压出,通过通油管道进入无杆腔,使得进入无杆腔的流量增加,此时,活塞运动的速
度将高于只向单腔通油时的速度,这种连接方式称之为液压缸的差动连接。差动连接时活塞的运
动速度虽然增大,由于有杆腔内通入的也是高压油液,故活塞也受到向左的液压力,虽然合力方向
是向右,但合力却是减小的,即输出力减小。【图 3】
2.2 非对称差动液压马达原理
以内 2外3马达为例,内马达的排量小,外马达的排量大,向马达壳体内三个外马达的进油口和两
个内马达的出油口同时供油,由于内、外马达的排量不同,所以合力矩不为零。进入外马达的高
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非对称多速液压马达的差动连接原理与条件双作用单活塞杆液压缸可以进行差动连接,差动连接可以作为一种调速的方式。传统调速技术中,节流调速结构简单,成本低,但效率低,发热大。容积调速效率高,发热少,但结构复杂。普通的定量液压马达无法通过差动连接进行调速,等宽曲线双定子马达(一个转子对应两个定子)的提出正好解决了这一难题,根据内马达和外马达排量不同,内、外马达不同的组合可以使双定子马达通过不同的差动连接方式进行调速。本文在此基础上,从非对称型多速液压马达工作原理入手,探讨这类新型液压马达的差动连接方式及差动原理,对差动连接方式下的转速和转矩公式进行了推导,并分析了影响马达差动连接的参数,确定出非对称型...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
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