国内外液压马达发展现状及新型液压马达研究1.docx

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国内外液压马达发展现状及新型液压马达研究1

国内外液压马达发展现状及新型液压马达研究

摘要：

综述了大扭矩液压马达的基本概念、性能指标、分类及国内外液压齿轮发展状况。

提出了几种新型的齿轮马达新型结构液压马达，非圆行星齿轮液压马达，分度液压马达以及几种齿轮马达的工作原理和特点。

关键词：

非圆行星齿轮液压马达，齿轮液压马达，发展，现状

1、前言

液压马达习惯上是指输出旋转运动的,将液压泵提供的液压能转变为机械能的能量转换装置的一种执行元件，在液压系统中具有重要地位

.液压马达亦称为油马达，主要应用于注塑机械、船舶、起扬机等。

液压马达一般分为小扭矩和大扭矩两类。

近年来，随着液压技术不断向高压、大功率方向发展及人们对环境保护的日益重视，要求液压执行元件具有噪声低、污染小、运转平稳等特点，因此，大扭矩马达成为发展趋势之一。

2、液压马达定义及用途

液压马达可分为高速和低速两大类。

一般认为，额定转速高于500r/min的属于高速液压马达；额定转速低于500r/min的则属于低速液压马达。

高速液压马达的基本形式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。

它们的主要特点是：

转速较高，转动惯量小，便于起动和制动，调节（调速和换向）灵敏度高。

通常高速液压马达的输出扭矩不大，仅几十牛·米（N·m）到几百牛·米（N·m），所以又称为高速小扭矩液压马达。

低速液压马达的基本形式是径向柱塞式，例如，多作用内曲线式、单作用曲轴连杆式和静压平衡式（也称为无连杆式）等。

低速液压马达的主要特点是：

排量大，体积大，转速低，有的可低到每分钟几转甚至不到一转，因此可以直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大大简化。

通常低速液压马达的输出扭矩较大，可达几千牛·米（N·m）到几万牛·米（N·m），所以又称为低速大扭矩液压马达。

以下是常见大扭矩液压马达分类图

3、新型液压马达特点及其工作原理

新型结构液压马达

见图2，液压油经进油管进入弧形油道，推动压板带动转轮转动，压板沿转轮外壳内壁行进，逐渐被压人压板凹槽中，经过出油口后，液压油流出，此时转轮在其他压板的带动下继续转动，压板行至进油口后，在弹簧的作用下弹出，液压油重新作用于压板，开始新一轮的传动，故转轮可以持续作圆周运动，液压动力由动力输出口输出，带动相关机械工作。

新型结构液压马达的特性

（1）制造成本低，稀有金属用量少（如铜），重量轻，结构简单，维修方便，机体等绝大部分零件可以采用铸钢材料，特殊用途条件下也可以采用铝、铝合金，钛合金制造。

（2）新型结构液压马达的功率可通过在进油管设置流量控制阀调节液压油的流量进行调节或关闭。

（3）通过给新型结构液压马达安装压力控制阀可确保设备安全。

（4）新型结构液压马达具有防爆功能，无须配备专门防爆电机和开关，相对于电动机成本低。

（5）新型结构液压马达的转速可依使用要求设计，通过设计不同的转轮直径和液压油的流量来获得不同的扭矩和转速，从而减少减速机的使用范围，获得较高的机械效率；而电机转速较高，传递较大扭矩动力时需配备相应型号减速机，使机械效率降低．新型结构液压马达需高速运行时可以连接变速齿轮以达到生产要求。

（6）新型结构液压马达由于是全密封结构并且工作时产生的大部分热量会被液压油带走所以对工作环境条件的要求不高也不需要专门的散热机构，可广泛适用于油污、粉尘、水下、高温、易燃易爆等场所，如矿山、井下、石油开采运输冶炼、化工等。

（7）新型结构液压马达通过对外壳定期的镗缸可以延长设备使用寿命。

（8）新型结构液压马达的防爆性远优于防爆电机。

通过分别设置的液压泵和由新型结构液压马达带动的生产设备，可以完全消除因电机、电缆或其他电器设备故障引发的事故隐患。

分度液压马达及转塔刀架的液控原理

图3为转塔刀架的液压原理图，其中双点划线部分为分度液压马达的液压原理图。

图4为转塔刀架的传动示意图。

图示状态马达不工作．此时电磁换向阀也不工作，刀盘油缸处于夹紧状态。

当NC系统发出工作指令后，电磁换向阀1CT的电磁头2DT带电．切换工位，马达内换向活塞3（见图1）在压力油作用下左移，带动滑阀阀芯4左移，使阀芯4处在左位，滑阀处在N工位。

此时锁紧销9脱离输出轴l0的凸轮定位槽，转塔刀架的刀盘油缸抬起松开．为换刀作好准备。

当电磁换向阀2CT的电磁头3DT带电时，马达正转；4DT带电时。

马达反转，通过马达的正反转即可实现刀盘的正反转。

如前所述，输出轴10上的凸轮有3个分度定位槽，转塔刀架的齿轮传动比设计为4，刀盘上设置l2个刀位。

这样马达每转120。

，即每转一个定位槽距，刀盘就旋转一个刀位，由于凸轮的分度定位作用，可实现任一刀位的分度定位。

因此，通过NC系统及编码指令控制马达的正反转及旋转角度，即可实现刀盘就近换刀。

一当所选刀具到位后，NC系统发出指令，使电磁换向阀2CT的电磁头3DT或4DT失电，此时马达输出轴由于’惯性和油路的阻尼作用减速旋转；与此同时，电磁换向阀ICT的电磁头1DT带电，切换工位，马达内换向活塞3在压力油作用下移向右位，带动精阀阀芯4移向右位，即滑阀处在M工位，此时镇紧销滑进输出轴i0的凸轮定位槽内，锁住马达，使其停转；刀盘油缸也缩回夹紧。

电磁换向阀1CT的电磁头1DT失电，至此刀架换向结束。

分度液压马达的性能及特点

新型分度液压马达提高了数控车床的使用效率，实现了换刀的连续性和一次性。

（1）结构紧凑、布局合理、功能齐全

（2）简化了转塔刀架的传动结构，省去了结构复杂、精度难以控制的平行共轭分度凸轮，降低了制造成本：

（3）实现了机床对刀盘油缸先松开，液压马达后旋转的要求，当刀盘油缸处于夹紧状态时，锁紧销锁住马达输出轴，马达不工作；只有当换向活塞切换工位，锁紧销脱离输出轴的凸轮定位槽时，马达才旋转而此时刀盘油缸已伸出抬起刀盘，为马达旋转作好了准备；

（4）在机床无换刀要求时，由于弹簧的作用，使滑阀阀芯处在右位，锁紧销娥住输出轴，马达停止工作，避免了加工过程中出现窜刀等误动作，提高了机床的可靠性；

（5）刀架换刀运动连续、平稳、避免了间歇动作引起的振动冲击。

非圆行星齿轮液压马达的工作原理　

非圆行星齿轮液压马达是一种将非圆行星齿轮机构与液压马达技术结合起来组成的低速大扭矩液压马达。

一种非圆行星齿轮液压马达的结构示意图如图１所示。

配流孔非圆行星齿轮液压马达的核心是一个变中心距的非圆行星齿轮机构，它由非圆外齿轮１、圆柱行星轮２和非圆内齿轮３组成。

非圆内齿轮３、端盖４及配流盘５固定在一起组成了马达的壳体，非圆外齿轮１与输出轴６联结在一起实现马达扭矩的输出。

马达在工作过程中，工作液由配流盘经配流孔输入由非圆外齿轮１、行星轮２、非圆内齿轮３、端盖４及配流盘５组成的密闭工作腔，其压力推动圆柱行星轮产生公转和自转，并带动非圆外齿轮旋转。

此时，密闭工作腔的体积发生变化。

配流盘可以保证在密闭工作腔体积达到最小时进液孔打开而排液孔关闭，在密闭工作腔体积达到最大时排液孔打开而进液孔关闭。

当行星轮公转时，行星轮各自依次封闭或接通配流孔，造成密闭工作腔进、排液循环变化，从而使输出轴不间断的旋转。

改变配流盘进、排液方向，输出轴可以实现顺时针或逆时针方向旋转

。

非圆行星齿轮液压马达的特点　

与传统的低速大扭矩液压马达相比，非圆行星齿　轮液压马达有如下优点：

①结构简单，重量轻，外形尺寸小；②容积效率、机械效率、启动扭矩效率高；③调速范围宽；④对工作液污染敏感性低，工作噪声低

国外公司最新液压马达介绍

NOP油泵PM-O有4倍输出扭矩的减速机内置马达

●液压马达+减速机

●小型设计节省空间、一体化设计降低成本、一体化设计高性能、省力型

●内置减速（1/4），有着4倍的输出扭矩

●用途：

车辆用、渔业机械用、建筑机械用、各种产业机械用、绞车、起重机等

马达规格

●

解除压力1.0MPa最大流量70L/min容许背压7.0MPa减速比1/4径向载荷9800N

轴向载荷8670N

NOPHM1　小型的液压旋转定位马达

●液压旋转定位装置

●小型

●只有液压才能实现的高扭矩、高速分度及节省空间

●内置机械阀能在减速的同时进行定位，所以可减少冲击，顺利实现分度

●分度精度可精确到输出轴的±0.1°，分度马达单体也可实现定位

NOP1ME-1A马达一体型泵

●

三相马达一体型

●马达输出功率75W/100W/200W

●小型、轻量

●小流量（0.8~4.5cm

/rev）

●低吐出压

●用途：

输送操作油、润滑油

●液体温度：

-5~80°C

●适用的液体粘度：

10~500mm

/sec

●可选择溢流阀

国内外液压齿轮马达的发展

尽管齿轮马达结构简单，价格低廉，抗污染能力强，能在困难的运转条件下可靠工作。

但终因其泄漏量大，输出扭矩小且变化幅度大，低速性能差，使用寿命较短，一般还要配置减速机构，故实际应用不多。

齿轮马达中的行星转子摆线式是一种内啮合多点接触的齿轮马达。

国外称为俄比特（Orbit）式液压马达，该马达自1950年代中期问世以来，立即脱颖而出，应用普及。

我国自1960年代开始制造，现在南京、宁波及上海等地均有多家批量生产，这类马达的突出优点是体积小、重量轻、低速性能较好、输出扭矩较大、在塑料机械、农业机械、工程机械等领域的中小功率的设备应用中甚为广泛。

1980年代，在我国该类马达的制造也出现了端面配流的结构，使其容积效率和调速范围都得到有益的提高。

此后，还出现了配流盘的布置，可使压力油入有选择地送入转子与定子间工作容腔的双速摆线马达。

美国依顿公司、丹麦丹拂斯公司在这类马达制造方面作出了有益的贡献，他们所生产的摆线马达，额定转速分别可高达900r/min和1600r/min。

近20年齿轮马达近似处于静止发展状态，其原因一是齿轮马达的脉动大，不适用于低速，限制了其在部分要求比较高的工作环境下的使用；二是柱塞类马达脉动小，压力高，泄漏小，低速性能好，发展迅速，类型多样，研发技术专家对此投入了大部分的科研精力，并在很多地方取代了齿轮马达。

齿轮式液压马达现今的主要发展途径是改变齿轮形式和内、外齿轮马达的组合。

国内液压马达品牌公司发展现状

国内知名液压马达品牌公司有:

宁波泰勒姆斯液压传动有限公司，宁波英特姆液压马达有限公司，镇江大力液压马达有限责任公司，宁波中宁伟业液压有限公司，中意液压马达有限公司。

下面就宁波斯达弗液压传动发展现状进行介绍。

宁波斯达弗液压传动（STF）是一家致力低速大扭矩液压马达的研究、开发与制造的专业公司。

多年来，STF品牌凭借优质的产品和专业的服务精神深入中国及国际市场，广泛应用于船舶、港口、钢铁、采矿、电力、化工、造纸、制糖、橡胶等行业。

08年，针对各行业液压设备对马达空间和重量的特殊要求，公司集中精力开发了CRM系列紧凑型内曲线马达。

这款马达采用端面配流，径向柱塞内曲线形式，利用马达转子中空优势，能方便的根据用户要求配置制动器、测速器，及通过马达中孔的特殊设备，大大减小用户对工作主机结构设计的难度。

除了结构上的优越性，CRM系列马达在性能上比传统的液压马达具有以下明显的优势：

出色的功率质量比，启动扭矩大，启动能力强，抗冲击，抗过载能力强；可实现安全平稳的变量，转向及停车制动；此产品能在各种恶劣工况下稳定工作，能满足大多数场合下对液压马达的高工作压力、大扭矩输出及低速稳定性等要求。

CRM系列马达至09年7月份正式推出后，在相关使用领域，特别是船舶（甲板机械）、钢铁，冶金，化工，造纸和制糖行业掀起一股飓风，因为中国的企业不用再因为马达的空间和重量问题而辗转于进口马达的繁琐中。

国外液压马达品牌公司介绍

Dusterloh液压马达是德国Dusterlohfluidtechnikgmbh是一家具有百年历史高质量气动马达与液压马达的制造商生产，德国Dusterloh液压马达具有优良的静压去运动欲行特性，展现在马达的内部，由封闭槽，高强度的铸铁液压缸体及偏心轴组成径向柱塞结构。

由经验丰富的液压工程师设计，并在实践中进一步改良，Dusterloh马达精密制动器，确保精确同步，即使在最低速时的稳定输出性尤其突出，并且有良好的反向特性，适用于伺服系统。

Dusterloh马达可在极恶劣的工作环境中运行。

Dusterloh液压马达主要特性　

●设计优良，使用寿命长　　

●轴端可承受径向和轴向力　　

●绝对低的转动惯量，即时可反转　　

●作马达时不需背压　　

●可安装测量轴　　

●配流轴带自由调节的直线运动设计，泄漏小抗高温，搞震动　　

●可使用于低燃性液压油　　

●铸件质量高可承受超负荷操作，维修少运行低噪音

日本的KYB，是作为油压技术先驱者作开始的。

KYBJOBAN液压马达（低速大扭矩马达）凭借强劲的功率、优质的性能、品质所取得的显著成绩而引以为荣，自1960年开始销售以来，在各行业领域已取得广泛应用。

另外，KYBJOBAN液压马达还以适用于各种用途的丰富的产品种类而获得好评。

KYBJOBAN液压马达是一种具有悠久历史及较多实绩的低速大扭矩液压马达，其耐久性已在许多行业领域得到证实。

在各行业领域的发展成绩非常显著，为了满足多样化的需求，扩充了产品系列，现在具有15个基本型号，也进一步提高了产品的性能及品质。

进一步提高产品的机械效率，节约能源的理念日益强烈。

KYBJOBAN液压马达是能够满足各种领域用户需求的产品。

KYBJOBAN液压马达特点：

1.高强度的结构，可靠的设计保证了更长的使用寿命，更高的工作效率。

2.采用重载轴承保证了更长的使用寿命，同时允许承受更大的侧向载荷。

3.在整个转速范围内可以无级调速而保持连续扭矩。

4.标准型号马达可提供最大至26969N·m的扭矩。

5.提供多种形式马达输出轴和进出油口规格尺寸。

6.多个泄油口设置，方便安装。

7.高压轴封可供选择。

总结

现目前的国内外液压技术的发展，大致朝着几个方向：

阀方向的研究（如伺服阀、比例方向阀、计器阀、流叠阀、比例压力阀、电磁阀、换向阀等等），叶片泵（如带尾驱动三联叶片泵、带尾驱动双联叶片泵、三联叶片泵、双联叶片泵），柱塞泵（如变量齿轮泵、定量齿轮泵、内或外接齿轮泵），润滑器，空气过滤器，消声器，油雾器等等。

从配流副的结构来看，早期的马达较多采用配流轴，后来出现了阀配流结构，但以端面配流取代轴配流是当前低速大扭矩液压马达发展的趋势。

综上所述，低速大扭矩液压马达历经几十年的发展，尽管不乏结构原理新颖的型式出现，

但是传统的径向柱塞式马达仍占据主导地位，通过对马达关键运动副进行改进以提高其工作性能，仍然是低速大扭矩液压马达研究领域的重要方向之一。

参考文献

[1]何存兴.液压元件[M]．北京：

机械工业出版社,1982．

[2]王海涛.国产液压马达高压化的关键技术研究[D].上海：

上海大学.2007.

[3]徐淑琼.新型结构液压马达及其在石化工业中的应用[J].甘肃:

机械研究与应用.2005.

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制造技术与机床.1998.

[5]李磊,杜长龙,杨善国.非圆行星齿轮液压马达的发展及在煤矿机械中的应用展望.北京:

液压与气动