径向柱塞液压马达在锻件升降回转台上的应用.pdf

文 章 编 号 1 6 7 2 0 1 2 1 2 01 1 0 4 0 0 4 5 0 3 径 向柱 塞 液 压 马 达 在 锻 件 升 降 回转 台上 的应 用 赵 国 栋 ，魏 征 宇 太原 重 工股份 有 限公 司 技 术 中心 ， 山西太 原 0 3 0 0 2 4 摘要 2 0 0 t 锻 件 升 降 回转 台配备 于有 轨 直移 式操作 机 组 中 ， 回转 台回转机 构采 用 两 台排 量 1 2 5 0 c m3的 内 曲线 多作 用 式径 向柱塞 液压 马达 驱 动。 文 章介 绍 了这 种 液压 马达 的结 构特 点 、 计 算选 型 和控 制维修 及 其在 回 转 台 中的使 用 注 意事项 。 关 键词 机 械 制造 ； 径 向柱 塞 液压 马达 ； 锻件 升 降 回转 台； 使用 中图分 类号 T H1 3 7 ． 51 文 献标识 码 B 1 前 言 锻造 车 间进行 开坯 和锻 造轴 类零 件 时 ，需对 钢 锭 或锻件 调 头 ， 通 常使 用钢 锭升 降 回转 台 。 其 主要 功 能是在 锻 造操作 过程 中接 受 由行 车 出炉 的钢锭 或 加热 后 的锻件 ，将 钢锭 或锻 件钳 把 回转 到操作 机 钳 口方 向 ， 升 起 到钳 口中心 高度 ， 以便 操 作 机 夹持 ； 当 锻造 直形 或 台 阶形 轴类 件 时 ，由行车 将锻 件 吊在 回 转 台上 ，回转 台将 锻件 锻造 完毕 的一 头 回转 到操 作 机 钳 口方 向 ， 以便操 作机 夹持 ； 操作 机将 锻 造完 毕 的 直形 或 台阶形 轴 类 件放 在 已经 升起 的 回转 台上 ， 然 后 ， 由行 车 吊走 。 2 0 0 t 锻 件升 降 回转 台配备 在 1 8 0 0 k N／ 4 0 0 0 k N IT I 轨直 移式操 作 机组 中 ， 并 安 置在 操作 机 与 1 2 5 MN锻 造 压 机 之 间 的 地 坑 内 。 可 实 现 直 径 o 3 1 5 mm～ 2 6 5 0 mm， 重 3 0 t ～ 2 0 0 t的钢 锭 或 锻 件 ， 作 0 3 6 0 。 任 意 角度 回转 。回转 台 自动 化程 度高 ， 转 盘转 动平 稳 ， 转 动速 度可 调 。升 降 回转 台本 体结 构见 图 1所示 。 2内 曲线 多 作 用 式 径 向柱 塞 液 压 马 达 低 速 大 扭矩 液 压 马 达具 有 很 高 的启 动 效 率 ； 能 在 很低 的速 度下 平稳 运转 ； 结构 紧凑 ， 能 大大 缩小 传 动装 置 的尺 寸 ； 在 输 出相 同扭矩 时 ， 比齿 轮减 速器 的 重 量要 轻得 多 。径 向柱塞 液压 马达是 目前广 泛使 用 的 低 速 大 扭 矩 液 压 马 达 。 常 用 的 有 曲轴 连 杆 式 、 静 力 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 5 1 2 作者简介 赵国栋 1 9 6 7 一 ， 男， 高级工程师， 从事锻压机械液压设计 研 究工作 4 6 0 0 x 4 6 0 0 2 2 0 0 7 8 9 1 0 图 1 2 0 0 t 锻件升降回转台本体结构 1 ． 转盘2 ． 支承座3 ． 转 盘轴承4 ． 齿轮5 ． 液 压 马达 6 ． 上 导向架 7 ． 下导向架 8 ．滚 轮 9 ． 缓 冲 器1 0 ． 底架 平衡式 和 内 曲线 多 作用式 等 三种形 式 。 内 曲线 多 作用 式 径 向柱塞 液 压 马 达 的特 点 是 图 2 内曲线多作用式径向柱塞液压马达外形图 卫 3 7 4 2 N- m Z1T 两 台马 达 通 过 小 齿 轮 大 齿 圈 传 动 后 产 生 的 转 矩 罟 2 T 4 7 9 8 6 N 。m 计 算 时考虑 最大 钢锭 的情 况 。2 0 0 t 钢 锭直 径 为 2 ． 5 m， 长度 l 为 5 mtT 1 ， 其转 动惯 量[ 8 1 ．， 古m l2 4 1 6 6 6 6 k g ‘m 2 图 3 内曲线多作用式径向柱塞液压马达结构图 l ， 2 ． 两部分壳体3 ， 4 ．转子柱塞组件5 ． 凸轮6 ． 输出轴7 ． 控制 部分8 ． 滚轮 口 A或 B连 接 。圆锥滚 珠轴 承 可承 受很 大 的轴 向力 与径 向力 。液压 马达 技 术参 数见 表 1 。 表 1 内曲线 多作 用式 径 向柱塞 液压 马达 参数 I 5 l 排量／ e m 1 6 O 4 2 o o 持续工作压力／ M P a 2 5 峰值 压力／ MP a 4 0 泄漏压力／ MP a 1 ． 5 工作油液温度范 围／ 。 c 一 2 0 - 8 0 最低转 速 r ／ mi n 5 ～ l 0 最高转 速 r ／ rai n 1 1 O ～ 2 2 0 转 向 顺时针／ 逆时针一 可反转 安装形式 法兰连接 的 力 达 马 两 台 马 达 产 生 的转 矩 必 须 克 服 以下 三 种 阻 力 距 回转 部分 的静 阻力距 Mj 包括 摩擦 力矩 、 风 阻力 距 等 ；马达 和传 动机 构 零 件在 启 动 和制 动 时 的惯性 阻 力距 Mg；钢 锭 在 启 动 和 制 动时惯 性 阻力距 d 。一般说 来 ， Mj和 Mg 两 个 阻力距 所 占比重 甚小 ，两 者约 为 Md阻 力距 8 ％～ 1 0 ％t 9 1 。两 台马达 驱动 2 0 0 t 钢锭 产 生 的角 加速 度 8 0 ． 1 r a d ／ s 2 工 程 机 械 回转 机 构 角 加 速 度 允 许 值 通 常 为 0 ．0 6 ～ 0 ． 7 r a d ／ s ， 钢 锭 升 降 回转 台角 加 速度 e 0 ． 1 r a d ／ s是合 理 的 。钢 锭 调头 是一 个 由静 止 先 加 速 后 减 速 最 后 停 止 的运 动 过 程 。 假 设 钢锭 从 0 。 回转到 9 0 。 作匀 加速 运动 ， 从 9 0 。 回转 到 1 8 0 。 作 匀 减 速 运 动 ，角 加 减 速 度 均 为 0 ． 1 r a d ／ s ， 钢锭 转动 9 0 。 需要 时 间 仁 5 ． 6 s 所 以 2 0 0 t钢锭 调 头 回转 1 8 0 。 所 需 时 间 约 为 11s。 通 过 以上 计算 ， 2 0 0 t 锻 件 升 降 回转 台选 用 两 台 排 量 1 2 5 0 c m， 的 内曲线 多作 用 式径 向柱 塞 液压 马 达 是 合 适 的 。 4马 达 控 制 方 式 2 0 0 t 锻件 升 降 回转 台液 压 系统包 括液 压缸 和 液 压 马 达 、 电磁 阀 以及 管道 等 。液压 系统原 理 图如 图 4所 示 。 5马达使 用 与维 护 5 ． 1回油 背压 为 了马达 的工 作平 稳性 ，要 求有 一定 的 回油背 压 ， 对 内曲线 马达更 应 如此 ， 否则 将 导致滚 轮 脱离 定 子 导 轨 曲面 而产 生 撞 击 、 振 动 、 噪声 ， 严 重 时 导致 损 坏 。背压值 也 不可 太大 ，根据 液 压马 达 的转矩 与 其 图 4 液压系统原理图 进 、出 口压 力差 成正 比的关 系 ，在 进 口压力 为 一定 时 ， 当背压增 大 ， 必然使 液 压马 达 的进 出 口压 力差 减 小 ， 所 以造成 液压 马达 转动 无力 。 5 ． 2泄油 管路 泄 油管路 一般 不接 到 系统 回油路 上 ，对 于有 冲 洗系 统 的马达 ， 泄油 管路 可 以充 当 冲洗 的回油 管 。 当 马达 轴水 平方 向安 装 时 ，应 将泄 油管 路连 接 到壳 体 最上 端 的泄油 口 ； 若 马达 轴垂 直方 向安 装 时 ， 泄油 管 应连 接到 马达 的上 端盖 的可选 泄 油 口。必 要 时也 可 在 泄 油管路 上 增加适 当的背压 ， 背 压值 不可 太 大 ， 否 则 将 导致轴 向密封 圈损 坏而造 成外 泄 。上 述设 置可 保 证 马达 内部始 终充 满 油液 ，并 可降低 马 达 的运转 噪声 。 5 ． 3定期 加润 滑脂 由于 内 曲线 多作 用式 液压 马 达转速 低 、 负 载大 ， 其 内部 的滚 动轴 承很 难形 成润 滑油 膜 ， 因此 ， 应 该定 期 对其 进行 加脂 润滑 ， 周期 一般 为 2 0 0 0 h ～ 3 0 0 0 h 。 5 ． 4保持 油液 清洁 尽 可能使 液 压油保 持 清洁 ，液 压马 达故 障 多半 是介 质 油 中的 固体 颗粒 、污染物 和过 热形 成 的胶 状 物造 成 的研磨 。 现场 经验 是 ， 液 压 马达 的液压 系统 油 液清 洁 度 ， 至少 应保 持 在 NAS 9级 以内 ， 否 则 易造 成 摩擦 零 件表 面磨损 ， 产 生沟槽 ， 造 成 泄漏量 增 大 。 5 ． 5马 达 安 装 与 更 换 更 换 马达时 尽可 能使 马 达输 出轴少 受 或不 受径 向力 ， 保证 马达 的 内部支 撑轴 承不 受额外 的作用 力 ， 否则 ， 长时 间使用 会使 配 油机构 产 生偏斜 ， 影 响其使 用 寿命 。 因此 ， 马达 在安装 中传动 轴与 其他机 械 连接 时要 保证 同心 ， 或 采用 挠性 连接 。 6结 束 语 2 0 0 t 锻件 升 降 回转 台采用 两 台排 量 1 2 5 0 c m3 的 内曲线 多 作用 式 径 向柱塞 液 压 马 达作 为 动 力 系统 ， 齿轮 传 动 ， 这 种 动力 系统 的优 点 是 自动 化 程 度 高 ， 转动 平稳 l l 1 1 ， 转 速可 调 ， 可实现 转 盘正 反 向 0 ～ 3 6 0 。 任 意角度 回转 。 【 参 考 文献 】 万胜 狄．锻造机械化与 自动化【 M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 1 9 8 3 ． 高俊峰． 我 国快锻液 压机 的发展与 现状 [ J ] ．锻 压技术 ， 2 0 0 8 ， 6 1 5． 杨宝光．锻压机械液压传动[ M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 1 9 9 6 ． 袁佑多， 陈艳屏． 内曲线多作用径向柱塞式低速大扭矩液压马达 及其配流机构的发展f J ] ． 液压 与气动 ， 2 0 0 2 ， 1 2 1 4 ． 博世力士乐． 重工业液压产品样本f M] ．2 0 0 2 ． 席景翠， 安高成， 王明智．低速大扭矩液压马达启动特性探讨 中国机械 工程， 2 0 0 8 ， 2 4 ． 中国机 械工程学会 塑性 工程学会 ． 锻压手册 『 M] ． 北京 机 械工业 出版社 ， 2 0 0 8 ． 成大先． 机械设计手册[ M 】 ． 北京 化学工业出版社， 2 0 0 7 ． 阎书文． 机械式挖掘机设计 [ M] ．北京 机械工业 出版社 ， 1 9 8 2 ． 李壮云 ． 液压元件 与系统 第 2版 【 M] ．北京 机械工业 出版社 ， 2 0 05 ． 陈晓明． 内曲线径向柱塞液压马达压力冲击问题探讨[ J 】 ． 液压与 气动 ， 2 0 0 4， 7 8 9 ． The a pp l i c a t i on o f r a d i a l pi s t on hy d r a u l i c mo t or t o l i f t i n g r o t a r y t a bl e f or f o r g i n g s ⋯ ⋯