内曲线径向柱塞液压马达压力冲击问题探讨

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内曲线径向柱塞液压马达压力冲击问题探讨内曲线径向柱塞液压马达压力冲击问题探讨
陈晓明
Study of the Pressure Impact on Hydraulic Motor with
Inner Cured Radial Piston
Chen Xiao2ming
(河北能源职业技术学院 ，河北 唐山 063004 )
摘 要:该文分析了内曲线径向柱塞液压马达产生压力冲击的原因及其危害 ，对压力冲击值和由
的接触应力增量进行了计算分析 ，探讨了解决压力冲击问题的3种办法。
关键词:内曲线液压马达;压力冲击;接触应力
中图分类号:TH13715 文献标识码:B 文章编号:100024858 (2004) 0720007202
内曲线径向柱塞液压马达以其输出转矩大、 低速
稳定性好、 可直接驱动工作机构 ，简化传动系统等优
点 ，被广泛应用于矿山工程机械的传动系统中。
该液压马达的主要组成部分有:转子缸体、 柱塞滚
轮组、 多段曲面的定子导轨、 配流轴等。其工作原理
是:压力油通过配流轴的轴向孔 - 径向孔 - 配流轴配
流窗口 - 工作段柱塞缸孔 ，压力油推动柱塞滚轮对导
轨曲面产生法向压力 ，导轨则对柱塞滚轮产生大小相
等方向相反的法向反力 ，该法向反力可分解为沿柱塞
轴线的径向力和垂直于柱塞轴线的切向力 ，切向力则
对马达转子轴产生转矩 ，驱动马达运转。
为防止困油现象发生 ，配流轴上的配流窗口与导
轨曲面的工作段、 非工作段有--对应的位置关系并
设有微调机构 ，可在马达外部进行相位微调。同时在
配油轴配油窗口隔档对应的导轨曲面处设置零速区 ，
使柱塞在该区域(零速度幅角区域)的径向移动速度为
零。上述措施虽然解决了困油问题 ，但由于从非工作
段(回油区)转过来的柱塞缸孔中残存的油液为低压油
(其压力为回油背压) ，当其随转子转入导轨曲面的下
-个工作段(进油区)时突然与高压进油窗口接通 ，会
产生较高的压力突变(由回油压力突增至进油高压) ，
从而引起较大的压力冲击 ，连续运转会对定子导轨和
滚轮产生较大的交变冲击载荷 ，致使导轨和滚轮过早
产生疲劳点蚀 ，并伴随振动和噪声。从实际使用情况
来看 ，工作段(进油区)和零速段交界处工作段起点部
位为点蚀高发区 ，分析其原因即是由于上述压力冲击
引起的交变冲击载荷而造成的疲劳点蚀。
其压力冲击值可由下式求得[1 ]
:
Δp e
-π/ (1 - ξ 2
)
1/ 2
p1
ξ R′ / 2ωn
R′32γ/ d
2
r
ωn (πd
2
r E/ 4ρ LV)
1/ 2
式中 E- - -油液弹性模量
V - - -缸孔内最大体积
dr - - -柱塞缸体底部进回油窗口的直
L - - -柱塞缸体底部进回油窗口的长
γ- - -油液的重度
p- - -油液的密度
收稿日期:2004202202
作者简介:陈晓明(1948-) ，男 ，河北省唐山市人
学学士 ，主要从事液压技术方面的教学工作。
下面以NJM210W内曲线马达为例 ，对其
值进行计算 ，NJM210W 内曲线马达主要技术
排量 9198 L/ r ;额定压力 15168 MPa ;柱塞直
mm;柱塞行程28 mm;柱塞进、 回油孔直径 d
柱塞进、 回油孔长度 L 30 mm;滚轮宽度 b
滚轮直径 D 90 mm。
R′ 32γ/ d
2
r 1819 ×10- 3
ωn (πd
2
r E/ 4ρ LV)
1/ 2
1125 ×10
ξ R′ / 2ωn 0176 ×10- 6
∴ Δp e
- n
/ (1 - ξ 2
)
1/ 2
p1 016 M
因压力冲击而引起的接触应力增量为:
8 液压与气动 2004