多作用内曲线径向柱塞马达结构优化分析

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多作用内曲线径向柱塞马达采用了滚轮在道轨中运动的组合形式，不仅结构更紧凑，而且其各项性能指标也在曲轴连杆式径向柱塞马达的基础上有了较大的改善，在实践中得到了更广泛的应用。但在实际设计中曲线数 与柱塞数 z的选取有不同的方式，为了使马达获认大的转矩和连续匀速转动，曲线数 U与柱塞数z之间最大公约数m应越小越好(除1外)。目前，多采用的是曲线数 为8与柱塞数 z为 l0(或 为8和z为5)，虽然角节距02wm/UZ较小，但过渡期推动转子的转矩较小，制作工艺复杂，精度难以保证，下面讨论曲线数 为6与柱塞数Z为8内曲线径向柱塞马达的设计原理。

1 六曲线八径向柱塞马达的组成结构六曲线径向柱塞马达主要由定子、转子、柱塞组件(包括柱塞、滚子及连接柱塞和滚子的横梁)、配油轴组成，如图1所示。定子 1和配油轴4固定不动，柱塞组件3安装在转子 2的缸体内，可带动转子 2且和转子2-起转动。

1.定子 2.转子(缸体) 3.柱塞组件 4.配流轴图1 六曲线八径向柱塞马达结构图2 六曲线八径向柱塞马达设计分析2.1 柱塞组件在定子凹形曲面中的工作过程在图 1中，定子 1内壁有 6个形状相同的凹形曲面道轨，每个柱塞组件通过每个凹形曲面道轨时都会有四个工作过程：① 柱塞组件 3的滚子处在凹形曲面的最高位(如图中A点)时，柱塞缸的容积最小，且不进油也不排油，这是柱塞缸在凹形曲面段中工作前的临界过度过程；② 柱塞组件3的滚子处在凹形曲面的下降段(如图中 B点)时，配油轴在不断地给柱塞缸输入压力油，柱塞缸的容积在压力油的作用下逐渐增大，柱塞组件 3的滚子则可利用压力油的压力在凹形曲面上的分力带动转子 2转动，这是柱塞缸在凹形曲面段中对外做功的工作过程；③ 柱塞组件3的滚子处在凹形曲面最低位(如图中 c点)时，柱塞缸的容积最大，里面充满了油液，不进油也不排油，这是柱塞缸在凹形曲面段中排油前的临界过度过程；④ 柱塞组件 3的滚子处在凹形曲面的上升段(如图中D点)时，柱塞缸的容积在凹形曲面的挤压下逐渐减小，并且通过配油轴向外排油，这是柱塞缸在凹形曲面段中的排油过程。

2.2 定子凹形曲面与配油轴的对应关 系在图1中，由于定子 2有6个凹形曲面，这些凹形曲面对应着相互间隔的8个柱塞缸的工作过程和8个收稿 日期：2012-11-28作者简介：廖传林(1965-)，男 ，湖北武汉人 ，副教授 ，硕士，主要从事液压技术方面的科研和教学工作。

2013年第6期 液压与气动 123柱塞缸的排油过程。所以，配油轴也必须配置 8个输入油口和 8个排油口，并且安装时要与定子上凹形曲面的各工作过程--对应，不得错位。

2.3 定子的凹形曲面数与柱塞缸的对应关系在图 1中，有6个凹形曲面，如果配置6个均布的柱塞缸，就会出现6个柱塞缸同时处于临界过渡阶段，转子将不可能启动。所以柱塞缸的配置-定要保证转子在360。的转动过程中，至少有 1个柱塞缸与凹形曲面的工作段相对应，处于对外做功的工作过程。

在图1中，采用了6个凹形曲面和 8个柱塞缸，将6个凹形曲面和 8个柱塞缸的工作环展开，如图 2所示。图2中，以u1～U6表示 6个凹形曲面，剖面线段表示柱塞缸在凹形曲面中的进油工作段，无剖面线段表示柱塞缸在凹形曲面中的排油段；以 1-8表示 8个柱塞缸运动时的所在位置。显然，图2中在 360。范围内，u3和 U6两个凹形曲面的剖面线段有柱塞缸 4和8处在对应的工作段中。这是因为凹形曲面的间距是60。，8缸的间距是 45。，他们的最大公约数 m为 2，角节距 15。，他们的最小公倍数是 180。，所以在 180。

内至少会有 2个柱塞缸处在凹形曲面对应的工作段中。当转子继续转动时，图 1中柱塞缸的位置显示在过渡期有两个切向分力在推动转子向右运行，会同时推动转子向右移动，进人下-个周期时，又会有新的柱塞缸进入工作段。从而保证转子的连续运转 ，又加大了过渡期的转矩。如果采用曲线数 为8与柱塞数z为 1O(或 为 8和 Z为5)曲线径向柱塞马达，在-个运转周期中至少也有 1个柱塞缸可轮流处于推动转子转动的工作状态中，虽然可保证转子的连续运转，但推动转矩较校18O。

。 . l s .- - -7//4 0 p'///A V/Y/A //.d i l/I1 l2 I3 .4 5 I6 I7 I845。-45：l 45： -45： 45-45：I-45：I-45图 2 6个 凹形 曲面。和 8个柱塞缸的工作环3 结论采用6个凹形曲面 8个柱塞缸，在转子旋转-周的过程中，至少有 2个柱塞缸可轮流处于推动转子转动的工作状态中，所以转子可不停地转动，对外输出转矩，特别是过渡期可输出较大转矩。同时，在结构设计中6个凹形曲面和8个柱塞的设计，可以对称布置，加工、安装定位方面，易于实现制造安装精度。