【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 電子技術(shù)和液壓傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的液壓傳協(xié)與控制技術(shù)增加了活力，擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域。液壓系統(tǒng)將由過去的電氣液壓 onoE系統(tǒng)和開環(huán)比例控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)向閉環(huán)比例伺服系統(tǒng) ,為適應(yīng)上述發(fā)展 ,壓力、流量、位置、溫度、速度、加速度等傳感器應(yīng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。 (2)液壓系統(tǒng)的流量、壓力、溫度、油的污染等數(shù)值將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量和診斷 ,由于計(jì)算機(jī)的價(jià)格降低 ,監(jiān)控系統(tǒng) ,包括集中監(jiān)控和自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)將得到發(fā)展。 (5)由電子直接控制元件將得到廣泛采用，如電子直接控制液壓泵，采用通用化控制機(jī)構(gòu)也是今后需要探討的問題，液壓產(chǎn)品機(jī)電一體化現(xiàn)狀及發(fā)展。 液力偶合器向高速大功率和集成化的液力傳動(dòng)裝置發(fā)展，開發(fā) 水介質(zhì)調(diào)速型液力偶合器和向汽車應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展，開發(fā)液力減速器，提高產(chǎn)品可靠性和平均無故障工作時(shí)間；液力變矩器要開發(fā)大功率的產(chǎn)品，提高零部件的制造工藝技術(shù)，提高可靠性，推廣計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，開發(fā)液力變矩器與動(dòng)力換檔變速箱配套使用技術(shù)；液粘調(diào)速離合器應(yīng)提高產(chǎn)品質(zhì)量，形成批量，向大功率和高轉(zhuǎn)速方向發(fā)展。 (1)采用的液壓元件高壓化，連續(xù)工作壓力達(dá)到 40Mpa，瞬間最高壓力達(dá)到 48Mpa； (2)調(diào)節(jié)和控制方式多樣化； (3)進(jìn)一步改善調(diào)節(jié)性能，提高動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的效率； (4)發(fā)展與機(jī)械、液力、電力傳動(dòng)組合的復(fù)合式調(diào)節(jié)傳動(dòng)裝置； (5)發(fā)展具有節(jié)能、儲(chǔ)能功能的高效系統(tǒng)； (6)進(jìn)一步降低噪聲； (7)應(yīng)用液壓螺紋插裝閥技術(shù)，緊湊結(jié)構(gòu)、減少漏油。 將計(jì)算機(jī)防真及適時(shí)控制結(jié)合起來，在試制樣機(jī)前，便可用軟件修改其特性參數(shù)，以達(dá)到最佳設(shè)計(jì)效果。 新材料、新工藝的應(yīng)用 新型材料的使用，如陶瓷、聚合物或涂敷料，可使液壓的發(fā)展引起新的飛躍。鑄造工藝的發(fā)展，將促進(jìn)液壓元件性能的提高，如鑄造流道在閥體和集成塊中的廣泛使用，可優(yōu)化元件內(nèi)部流動(dòng)，減少壓力損失和降低噪聲，實(shí)現(xiàn)元件小型化。 液壓馬達(dá) 和液壓缸是 液壓傳動(dòng)系 統(tǒng)中兩大輸出執(zhí)行元件 ，它 們廣泛地應(yīng)用于機(jī)械工程、農(nóng)業(yè) 、軍事 、 航空 航天等領(lǐng)域。按液壓馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)速分為高速和低速兩大類。高速液壓馬達(dá)的基本型式有齒輪式、螺桿式、葉片式 和軸向柱塞式等。通常高速液壓馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩不大所以又稱為高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)。 柱塞式液壓馬達(dá) 葉片式液壓馬達(dá) 擺線式液壓馬達(dá) 圖 12 各種類型的馬達(dá) 共 38 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)液壓馬達(dá)性能提出了更高要求現(xiàn)有達(dá)性能較之過去有較大改進(jìn)，可以從以下幾個(gè)方面看出一些新的發(fā)展方向 : (l)壓力 ：過去額 定壓力在 21Mpa以下 的馬達(dá) 現(xiàn)在 已經(jīng)不多見了，現(xiàn)在的液壓馬達(dá)額定壓力有明顯的提高，大都在 2540MPa 之間。林德公司的 HMF02系列定量柱塞馬達(dá)和 HMV系列變量柱塞馬達(dá)的最高壓力為 5OMPa，額定壓力為 42MPa，排量分別為 ， HMF3502定量柱塞馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速高達(dá) 4500rpm，力士樂的 AF2柱塞馬達(dá)額定壓力可達(dá) 。如力士樂AZFMS斜軸式軸向柱塞液壓馬達(dá)的最高轉(zhuǎn)速達(dá) 11000rpm，最高壓力 35MPa，排量 。 (3)輸出扭矩 ： 大扭 矩的輸出能大大簡化需要大扭矩的傳動(dòng)系統(tǒng)，有利于提高傳動(dòng)效率。 (4)油溫 ： 在 80年代 ，技術(shù)規(guī)定通常最高工作油溫為 60℃ 。如 CMA， CMS系列齒輪馬達(dá) 的工作油溫為 20℃至 95℃ ?，F(xiàn)有的一些中小型柱塞液壓馬達(dá)、齒輪液壓馬達(dá)噪聲已降至 60到 68Db,即已低于一般電動(dòng)機(jī)噪聲水平。 此外，泄漏量、散熱性、體積等方面性能以及性價(jià)比的提高也將是今后液壓馬達(dá)的發(fā)展方向。可以在 計(jì)算機(jī)上建立機(jī)械系統(tǒng)的三維模型 ， 模擬在現(xiàn)實(shí)環(huán)境下系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性 ， 它以對(duì)象的動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型為核心 ， 其他相關(guān)模型為補(bǔ)充。而虛擬樣機(jī)的分析方法完全按照對(duì)象最本質(zhì)的因素建模 ， 在動(dòng)力學(xué)特性上非常接近于物理樣機(jī) ， 因而對(duì)虛擬樣機(jī)的仿真評(píng)估可以代替對(duì)物理樣機(jī)設(shè) 計(jì)性能的評(píng)估 。德國亞 琛 工業(yè)大學(xué)采用液壓系統(tǒng)仿真軟件 DSHplus和多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件 ADAMS聯(lián)合進(jìn)行仿真 ， 其中機(jī)械模塊以 ADAMS中的物理模型和動(dòng)力學(xué)關(guān)系為基礎(chǔ) ， 液壓模塊用于計(jì)算流體產(chǎn)生的壓力參數(shù) ， 摩擦模塊用于計(jì)算摩擦力 ， 通過多個(gè)模塊可以對(duì)泵的關(guān)鍵摩擦副進(jìn)行聯(lián)合仿真。 Rexroth 公司使用 ADAMS 軟件自帶的液壓模塊和斜軸泵動(dòng)力學(xué)模型 耦合 ,對(duì)傳動(dòng)軸進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真 圖 ,為傾角的優(yōu)化提供了依據(jù)。他們采用液壓系統(tǒng)軟件 EASYS和 ADAMS聯(lián)合建立虛擬樣機(jī)。 采用虛擬樣機(jī)的仿真手段可以降低試驗(yàn)成本 ,提高試驗(yàn)效率 ,縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期 ,對(duì)于軸向柱塞馬達(dá)的開發(fā)和故障診斷都有著重要意義。例如 2021 年 ,MANRING 教授搭建了柱塞副靜態(tài)特性的試驗(yàn)裝置 ,用一個(gè)靜態(tài)柱塞副研究其油膜特性 ,這種方法和實(shí)際相差較遠(yuǎn) ,僅能定性地做一些理論驗(yàn)證 。這就是模型實(shí)驗(yàn) 的試驗(yàn)思想 ,以 實(shí)際 馬達(dá)為基體 ,采用微傳感器和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)實(shí)現(xiàn)在動(dòng)態(tài)情況下在線檢測(cè)馬達(dá)的特性參數(shù) ,模型 甚至可以和實(shí)際產(chǎn)品一樣驅(qū)動(dòng)負(fù)載。 這種基于模型思想的測(cè)試平臺(tái)對(duì)元件的優(yōu)化和改進(jìn)有著十分重要的指導(dǎo) 意義。試驗(yàn)臺(tái)采用細(xì)小的熱電偶和微型壓力傳感器來測(cè)試溫度分布和壓力值 ,采用無線傳輸?shù)姆椒ò褦?shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上 ,結(jié)果表明測(cè)量結(jié)果和實(shí)際吻合很好。這種研究柱塞副三維方向摩擦力的觀點(diǎn)是更為切合實(shí)際的。試驗(yàn)臺(tái)采用單個(gè)柱塞結(jié)構(gòu) ,柱塞固定 ,通過斜盤旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)柱塞泵工作模擬 ,只是單柱塞的結(jié)構(gòu)可能會(huì)對(duì)試驗(yàn) 共 38 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 帶來一些局限。采用模型馬達(dá) 的試驗(yàn)技術(shù)和實(shí)際更相近 ,結(jié)果可以更逼真地描述其實(shí)際工作的情況 ,這對(duì)于馬達(dá)的研究和新結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化有十分重要的作用。它們是吸油、壓油、配流完成馬達(dá)工作的最重要的環(huán)節(jié) ,也是產(chǎn)生 能量耗散、泄漏、流量脈動(dòng)的地方 ,馬達(dá)的性能和壽命與這些摩擦副息息相關(guān) ,因此摩擦副的改造和優(yōu)化也就成了軸向柱塞馬達(dá)的最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。 德國亞深工業(yè)大學(xué)集中在對(duì)壓力梯度及摩擦力的研究上 ,分析了對(duì)柱塞馬達(dá)三個(gè)摩擦副的摩擦力分布規(guī) 律及其帶載能力。英國的巴斯大學(xué) 、日本新津大學(xué)對(duì)柱塞副之間油膜的壓力場(chǎng)特性開展微觀層次的研究工作美國密蘇里一哥倫比亞大學(xué)對(duì)柱塞腔內(nèi)摩擦力 ,對(duì)滑靴副間隙泄漏特點(diǎn) ,對(duì)配流副的容積效率進(jìn)行了研究 ， 伯明翰大學(xué)對(duì)滑靴副油膜的壓力分布和承載能力開展試驗(yàn)和理論分析等。隨著社會(huì)的進(jìn)步 ,人們對(duì)工作環(huán)境的要求越來越高 ,噪聲是工作環(huán)境優(yōu)劣的一個(gè)重要衡指標(biāo)。在液壓設(shè)備中 ,泵 馬達(dá)是液壓設(shè)備的主要噪聲源。液壓噪聲和機(jī)械噪聲的交織形成了軸向柱塞泵的整體噪聲。 (5)電液變排量控制技術(shù) 軸向柱塞馬達(dá)的變量控制方式多種多樣 ,按照操縱方式 不同 ,有手動(dòng)、電動(dòng)、比例、伺服等 ,按照是否有反饋可以分為開環(huán)和閉環(huán)控制 ,閉環(huán)控制又有恒壓、恒流、恒功率和負(fù)載敏感的適應(yīng)性控制等 ,軸向柱塞泵的控制方式的優(yōu)劣已經(jīng)成了衡 量 品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo) ,但變量控制也存在著一些問題 ,這些問題的改善和解決也是軸向柱塞馬達(dá)的一項(xiàng)重要技術(shù)。 且 變量范圍偏小。 以內(nèi)。 普通球鉸是滑靴包柱塞結(jié)構(gòu) ,而 02 系列為柱塞包滑靴結(jié)構(gòu) ,球窩做在柱塞上 。 國內(nèi)液壓馬達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀 國內(nèi)的液壓馬達(dá)起步較晚，知道 60 年代初，才開始對(duì)國外低速大扭矩液壓馬達(dá)的樣機(jī)進(jìn)行測(cè)繪仿制，初步形成了曲軸連桿馬達(dá) JDM系列，額定工作壓力 16MPa。 70 年代初，工程機(jī)械、建筑機(jī)械、礦山機(jī)械等紛紛采用液壓技術(shù)，使得液壓馬達(dá)有了大幅度發(fā)展，但由于對(duì)于一些關(guān)鍵的運(yùn)動(dòng)副缺乏認(rèn)識(shí)，仍是測(cè)繪、 仿制和經(jīng)驗(yàn)類比設(shè)計(jì)，雖然研制者甚多，但沒有一臺(tái)液壓馬達(dá)通過試驗(yàn)鑒定。也促進(jìn)了我國高壓馬達(dá)的發(fā)展。取得一定的成果。 國內(nèi)外液壓馬達(dá)的對(duì)比 目前，國內(nèi)外對(duì)液壓馬達(dá)的研究相對(duì)液壓泵來說較少。國內(nèi)主要是由 我國自主研發(fā)的 CY系列柱塞泵 /馬達(dá) 。國外產(chǎn)品占據(jù)了大量的市場(chǎng)份額。排量從幾毫升到上千升 ,額定壓力有的可達(dá) 40MPa 以上 ,自吸轉(zhuǎn)速大多都在 2021rpm 以上 ,個(gè)別小排量的甚至達(dá)到 8000以上 ,而且壽命長、噪聲低。 同國外比較，國內(nèi)的高壓液壓馬達(dá)工作壓力要比國外低于些 。 共 38 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 國 外目前的液壓馬達(dá)研制 技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，而與此同時(shí)我國卻尚處于起始階段，主要還是通過對(duì)國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，經(jīng)過吸收和再創(chuàng)新兩個(gè)過程，來實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)的設(shè)計(jì)與制造。而對(duì)于高壓液壓馬達(dá)的研制，目前還仍舊停留在研制階段。從外形上看是斜的，或者是彎的；從功能上講，它既可以用作泵也可以用作馬達(dá)。因此，由側(cè)向力引起的摩擦損失也是很小。左右，而斜軸式軸向柱塞泵 /馬達(dá)可達(dá) 40 2) 由于主軸不需要穿過配流盤，因此球面配流盤的分布圓直徑可以設(shè)計(jì)得較小。 4) 由于球鉸處可以較好的瞄固，有利于柱塞的回程，斜軸式允許在自吸工況較低的進(jìn)口壓力下運(yùn)轉(zhuǎn)，其自吸性能比斜盤式好。 6) 由于轉(zhuǎn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，因而啟動(dòng)性能好、啟動(dòng)效率高； 其缺點(diǎn)是： 1) 對(duì)于雙向擺缸式斜軸馬達(dá) /泵來說，擺動(dòng)缸體需要一定的空間，因此這種泵的體積較大，比較笨重，使用范圍受到限制。 3) 斜軸式柱塞 泵 /馬達(dá) 不可能做成雙軸串接或通 軸式，因此集成化比較困難。 斜軸式柱塞泵 /馬達(dá)的分類 斜軸式柱塞泵和馬達(dá)按能否變量分為定量泵 /馬達(dá)和變量泵 /馬達(dá)。詳細(xì)內(nèi)容 見表 21 表 21 馬達(dá)分類及介紹 系 列 結(jié)構(gòu)形式 排量 /（ rmL ） 變量方式 應(yīng)用及特點(diǎn) A2F定量泵 / 馬達(dá) 結(jié)構(gòu) 1— 5 1 2 2 4 56 80、 10 12 160 定量 可以作泵，也可以作馬達(dá)。錐形柱塞，傾角 40? ，軸向尺寸較短 A6V變量馬達(dá) 結(jié)構(gòu) 1— 2 2 5 80、 10 160、250、 500、 1000 液控變量 高壓自動(dòng)變量 電控比例變量轉(zhuǎn)矩變量 手動(dòng)變量 作變量馬達(dá)用、也可以作閉式系統(tǒng)中的泵。直柱塞，擺角為7~? 25? 和0~? 18? 兩種 A8V變量雙泵 結(jié)構(gòu) 1— 5 2 5 5 80、 107 12 160 總功率變量 分功率變量 交叉變量 恒壓手動(dòng)變量 在開始系統(tǒng)中作變量雙泵。通入液壓油帶動(dòng)使柱塞運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)負(fù)載進(jìn)行工作。 當(dāng)壓力油由后蓋的進(jìn)口壓入缸體時(shí)，由于壓力的作用推動(dòng)柱塞下止點(diǎn)向上方運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，輸出轉(zhuǎn)矩。輸出軸可以帶動(dòng)工作機(jī)械旋轉(zhuǎn)，輸出機(jī)械能。 圖 21液壓馬達(dá)基本原理圖 典型結(jié)構(gòu)與工藝要求 典型結(jié)構(gòu) (1) TJVM變量 馬達(dá)原理 共 38 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊