径向柱塞马达优化方案

1.单作用连杆式径向柱塞马达

单作用连杆式径向柱塞马达应用较早，国外称为斯达发（Staffa）液压马达。我国的同类型号为JMZ型，其额定压力16 MPa，最高压力21 MPa。

图3.1.6是这种马达的工作原理图。进入马达的液压油作用在活塞顶端，产生液压力F。该力再通过球铰作用在连杆上，连杆下端是一个圆弧面，与偏心圆紧贴。因此，通过连杆中心的力，必然作用在偏心圆圆心O1上。由于O1与传动轴中心O之间有偏心距e，使通过连杆作用在曲轴上的力Fc对中心O产生一个力矩，迫使传动轴沿此力矩的作用方向转动（图上为逆时针方向），直至O1转到O的正下方。这时，活塞到达下止点。然后在惯性力或其他活塞作用力矩的推动下曲轴继续转动，活塞向上运动，将油液从排油口排出。当O1转到O的正上方时，活塞到达上止点，排油结束，高压油再次进入活塞顶端产生液压力，开始进入第二个循环。由于对每个活塞来说，其上端每进一次油和每排一次油，传动轴转一圈，因而称其为单作用式。

图3.1.6　连杆式低速大转矩液压马达的工作原理

1—活塞；2—缸体；3—连杆；4—曲轴

图3.1.7是一种比较典型的曲柄连杆液压马达的结构。该马达的壳体上有径向布置的活塞缸孔（一般为5～7个），活塞通过连杆连接在曲轴（这里是偏心轮）上，曲轴由两个滚动轴承支撑在壳体上，并由左端的十字形联轴器带动配流轴同步旋转。配流轴安装在集流器内，并由一对滚针轴承支撑。连杆的球头部分由压力油强制润滑，连杆与偏心轮接触的支承面为液体静压支承，压力油由活塞缸经阻尼小孔进入。集流器上有两个油口，分别与进入的高压油管和低压回油管接通。当高压油经集流器和配流轴进入活塞缸后，在活塞顶部形成液压力，推动活塞下移，并通过连杆作用在偏心轴上使其转动，输出转矩和转速。

2.多作用内曲线径向柱塞液压马达

多作用内曲线径向柱塞液压马达有多个柱塞径向均布于缸体中，在每一转中，每个柱塞沿曲线导轨往复多次运动。其特点是功率密度大、效率高、起动特性好、转矩脉动小、低速运转平稳，是目前国内外应用较多的一种低速大转矩液压马达。

图3.1.8是这种马达的工作原理图。该马达由内曲线体1、钢球2、耐磨套3、转子4和配流轴5等主要零件组成。当压力油从配流轴进入钢球下端油腔时，压力油形成的液压力F将钢球向上推，使它与内曲线体的曲线接触。在接触点处，由力F形成的分量Fc将钢球紧压向内曲线体，如果固定不动，它将给钢球一个大小相等、方向相反的力Fc。该力作用在钢球上可以分成两个力：一个分力FN与液压力F相平衡；另一个分力FT通过钢球作用在转子4的切线方向，迫使转子4沿逆时针方向转动。由于转子4与传动轴直接相连（一般是通过花键），因而使传动轴转动。

图3.1.7　曲柄连杆液压马达结构图(www.xing528.com)

1—壳体；2—活塞；3—连杆；4—曲轴；5—滚动轴承；6—配流轴；7—集流器

图3.1.8　多作用内曲线径向柱塞液压马达的工作原理图

1—内曲线体；2—钢球；3—耐磨套；4—转子；5—配流轴

当转子4到达内曲线体1上的最高点A时，钢球2即到达上止点位置。然后，在惯性力或其他钢球产生的力矩的推动下，转子4继续转动，钢球向下缩回，通过配流轴5上的回油口将油排出。钢球2到达下止点B时，排油结束，继续转动时开始进入第二个循环。由于内曲线体1上有许多曲线（通常为6～8个），所以转子4每转一圈将进行多次进油和排油，故而称其为多作用式。

此外，在转子4上通常也径向布置多个钢球（8～10个），因而此类马达排量较大。

图3.1.9是一种比较典型的多作用内曲线式径向柱塞马达的结构。其特点是用钢球和球托代替了一般径向柱塞马达上的柱塞或活塞与横梁、滚轮等零件，因而使结构简化，并使生产成本降低。

图3.1.9　多作用内曲线式径向柱塞马达

除了上述两种典型的低速大转矩马达外，还有静力平衡式液压马达、摆线马达等类型，应用也较为广泛。