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叶片式液压马达:原理、故障排除及维修一次性讲明白!

菜鸟维修汇2018-06-19 14:59:54


叶片式液压马达简介

常用的叶片式液压马达为双作用式,现以双作用式叶片液压马达来说明其工作原理。

当压力油通入压油腔后,叶片2和6两侧面均受高压油的作用,由于作用力相等,因此互相抵消不产生转矩。叶片1、3(或5、7)上,一侧受高压油作用,另一侧处于回油腔受低压油的作用,因此每个叶片的两侧受力不平衡。故叶片3、7产生顺时针旋转的转矩,而1、5产生逆时针旋转的转矩。

由于叶片3、7伸出的面积大于叶片1、5伸出的面积,因此作用于叶片3、7上的总液压力大于作用于叶片1、5上的总液压力,是叶片3、7产生顺时针旋转的转矩大于1、5产生逆时针旋转的转矩。这两种转矩的合成就构成了转子沿顺时针方向旋转的转矩。回油腔中油液的压力低,对叶片的作用力很小,产生的转矩可忽略不计。因此转子在合成转矩的作用下顺时针方向旋转。若改变输油方向,则液压马达反向。叶片式液压马达的输出转距与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关,其转速由输入液压马达的流量大小来决定。

由于液压马达一般都要求能正反转,所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。为了使叶片根部始终通有压力油,在回、压油腔通入叶片根部的通路上应设置单向阀,为了确保叶片式液压马达在压力油通入后能正确启动,必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触,以保证良好的密封,因此在叶片根部应设置预紧弹簧。

叶片式液压马达体积小,转动惯量小,动作灵敏,可适应的换向频率较高。但泄漏较大,低速工作时不稳定,因此,叶片马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。叶片马达的工作压力一般为0.7~17.5MPa,转速最低为50~150rpm,最高为100~3000rpm,容积效率为85~95%,总效率为70~85%,使用寿命3000~6000小时。

叶片式液压马达常见故障与排除方法

1.输出转速不够(欠速),输出转矩也低

(1)液压马达本身的原因

①叶片因污染物或毛刺卡死在转子槽内不能伸出。可拆开叶片马达,清除叶片棱边及叶片转子槽上的毛刺。如果是污染物卡住,则进行清洗和换油,并适当配研叶片和叶片槽之间的间隙(0.03~0.04mm)。

②转子与配油盘滑动配合间隙过大,或配合面拉毛或拉有沟槽。磨损拉毛轻微者,可研磨抛光转子端面和定子端面。磨损拉伤严重时,可先平磨转子端面和配油盘端面,再抛光。注意此时叶片和定子也应磨去相应尺寸,并保证转子与配油盘之间的滑动配合间隙在0.02~0.03mm的范围内。

③定子内曲线表面磨损拉伤,造成进油腔与回油腔部分串通。可用天然圆形油石或金相砂纸磨定子内表面曲线。当拉伤的沟槽较深时,根据情况更换定子或翻转180°使用。

④马达内单向阀座与钢球磨损,或者因单向阀流道被污染物严重堵塞,使叶片底部无压力油推压叶片(特别是速度较低时),使其不能牢靠在定子的内曲面上。此时应修复单向阀,确认叶片底部的压力油能可靠推压叶片顶在定子内曲面上。

⑤推压配油盘的弹簧疲劳或折断,可更换弹簧。

⑥马达各连接面处贴合或紧固不良,引起泄漏,此时应仔细检查各连接面处,拧紧螺钉,消除泄漏。

(2)液压泵供给液压马达的流量不足检查液压泵并排除其故障。

(3)供给液压马达的压力油压力不够

检查液压泵与控制阀(如溢流阀)是否存在问题并排除;检查液压系统是否存在密封不良并排除。

(4)其它原因

①油温过高或油液粘度选用不当,应尽量降低油温,减少泄漏,减少油液粘度过高或过低对系统的不良影响,减少内外泄漏。

②滤油器堵塞造成输入液压马达的流量不足。

2.负载增大时,转速下降很多

(1)同上述原因。

(2)液压马达出口背压过大,可检查背压压力。

(3)进油压力低,可检查进口压力,采取对策。


3.噪声大、振动严重(马达轴)

(1)联轴器及皮带轮同轴度超差过大,或者外来振动。可校正联轴器,修正皮带轮内孔与外三角皮带槽的同轴度,保证不超过0.1mm,并设法消除外来振动,如液压马达安装支座应牢固。

(2)液压马达内部零件磨损及损坏。例如:滚动轴承保持架断裂,轴承磨损严重,定子内曲面而拉毛等,可拆检液压马达内部零件,修复或更换易损零件。

(3)叶片底部的扭力弹簧过软或断裂。此时可更换合格的扭力弹簧,但扭力弹簧弹力不应太强,否则会加剧定子与叶片接触处的磨损。

(4)定子内表面拉毛或刮伤。此时应修复或更换定子。

(5)叶片两侧面及顶部磨损及拉毛。此时应对叶片进行修复或更换。

(6)油液粘度过高,液压泵吸油阻力增大,油液不干净,污染物进入液压马达内,可根据实际情况处理。

(7)空气进入液压马达,可根据实际情况采取防止空气进入的措施。

(8)液压马达安装螺钉或支座松动引起噪声和振动,可拧紧螺钉,支座采取防振措施。

(9)液压泵工作压力调整过高,使液压马达超载运转,此时可适当减少液压泵工作压力和调低溢流阀的压力。

4.内外泄漏大

(1)输出轴轴端油封失效。例如:油封唇部拉伤卡紧弹簧脱落;与输出轴相配面磨损严重等。

(2)前盖等处O形密封圈损坏,造成外泄漏严重,或者压紧螺钉未拧紧。此时可更换O形密封圈拧紧螺钉。

(3)油管接头未拧紧,因松动产生外漏。此时可拧紧接头及改进接头处的密封状况。

(4)配油盘平面度超差或者使用过程中的磨损拉伤,造成内泄漏大。

(5)轴向装配间隙过大,内泄漏,修复后其轴向间隙应保证在0.04~0.05mm之内。

(6)油液温升过高,油液粘度过低,铸件有裂纹,此时须酌情处理。

5.低速时,转速颤动,产生爬行

(1)液压马达内进了空气,必须予以排除。

(2)液压马达回油背压太低,一般液压马达回油背压不得小于0.15MPa。

(3)内泄漏量较大,减少内泄漏可提高低速稳定性能。

(4)装入适当容量的蓄能器,利用蓄能器的吸振吸收脉动压力的作用,可明显降低液压马达的转数脉动变化量。

6.叶片马达不旋转,不启动

⑴溢流阀的调节不良或出现故障,系统压力达不到液压马达的启动转矩,不能启动,可排除溢流阀故障,调高溢流阀的压力。

⑵液压泵的故障。如液压泵无流量输出或输出流量极少,可参阅液压泵部分的有关内容予以排除。

⑶换向阀动作不良。检查换向阀阀芯是否卡死,有无流量进入液压马达,也可拆开液压马达出口,检查有无流量输出,液压马达后接的流量调节阀(出口节流)及截止阀是否打开等。

⑷叶片液压马达的容量选择过小,带不动大载荷,所以在设计时应充分全面考虑好负载大小,正确选用能满足负载要求的液压马达,即更换为大档次的液压马达。

7.速度不能控制和调节

⑴当采用节流调速(进口、出口或旁路节流)回路对液压马达调速时,可检查流量调节阀是否调节失灵,而造成液压叶片马达不能调速。

⑵当采用容积调速的液压马达,应检查变量泵及变量液压马达的变量机构是否失灵,是否内泄漏量大,查明原因,予以排除。

⑶采用联合调速回路的液压马达,可参阅上述⑴⑵进行分析处理。

叶片式液压马达的修理

叶片式液压马达的维修,基本上同叶片泵,可参阅叶片泵的有关维修内容。

1.叶片的维修:

叶片在转子槽内往复运动并随转子一起高速回转,叶片根部通压力油,圆弧形顶部始终顶在定子内曲线表面上,因此各面尤其是顶部易磨损。磨损轻微时,顶部修圆抛光可继续再用。磨损严重时,应重新修磨成圆弧形(用成型砂轮),叶片两端面磨损时,为使一台液压马达中所有叶片等高,应上专用夹具一次装夹修磨,且应和转子的厚度尺寸相配;若叶片两侧面磨损时,轻者抛光继续再用,严重者予以更换符合技术要求的叶片。

2.转子的维修:

转子两端面产生磨损拉伤,轻者经研磨抛光后可继续再用;磨损拉毛严重者,应先用平面磨床修磨后再研磨抛光。若叶片槽磨损,轻者用砂布金相砂纸抛光,磨损严重者上工具磨床(或专门的转子槽磨床)用薄片砂轮修整,此时因转子槽加宽,需重配叶片。

转子的主要技术要求,其中:叶片槽侧面平行度必须在H7公差范围内; 热处理:S—C59,花键部分允许去碳;1与2的径向跳动允许差为0.02mm;材料:20MnVB;子槽与叶片配合间隙为0.04~0.05mm。

3.定子的维修:

定子的主要技术要求如图4—8所示。定子的故障主要是叶片相贴的定子内曲面的磨损与拉毛。轻者可用圆形细油石或砂布砂磨继续再用;磨损严重时,一般用户因无专用曲线磨床与凸轮磨床,难以修复,可购买更换,或者去生产厂加工。定子的主要技术要求,其中:1与2的直径相差值为±0.05mm;内表面曲线须平滑,不得有折角棱面;内圆曲面抛光后,允许有交叉花纹;外形周边倒角0.35mm;材料:18CrMnTi。

4.配流盘的修理:

可参阅叶片液压泵配流盘的维修方法进行修理。其修复要求是:大平面的平面度允许差0.01mm;大平面与外圆垂直度为0.01mm;大平面粗糙度满足有关技术要求。

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