Danfoss摆线齿轮马达的性能及其选用.doc

Danfoss摆线齿轮马达的性能及其选用行星转子式摆线齿轮马达是一种利用行星减速机构原理（即少齿差原理）的内啮合摆线齿轮液压马达，通称摆线齿轮马达，国外称Orbit马达。这种马达具有体积小、质量轻、转矩大等优点。由于这种马达的单位质量功率远比其它类型的液压马达的大，而且转速范围宽、价格低，在工程机械行业中有广泛的应用。Danfoss公司是世界上生产摆线齿轮马达的重要厂家之一，其产品的性能参数及主要结构特点如表1所示。表1 Danfoss摆线齿轮马达的性能参数马达系列排量(常用/瞬时)转速(r/min)常用转矩(Nm)最低稳定转速(r/min)最大输出功率(kW)最小启动转矩(Nm)启动效率(%)配流形式输出轴轴承形式定齿环形式OMM8.231.61950630/2450800114050301.82.47346385配流轴式滑动轴承定齿环没有滚柱OMP25389.21600155/1800190333002054.511302808693配流轴式滑动轴承定齿环没有滚柱OMR51.6372.6775160/970200100300105713802408677配流轴式滚针轴承定齿环配有滚柱OMS80.5314.9810240/100028520054010511.517.51654408082.5配流盘式圆锥滚子轴承定齿环配有滚柱OMT161.1523.6625240/780285470122010526.533.53409507278配流盘式圆锥滚子轴承定齿环配有滚柱OMV314.5801.8510250/630300920188010542.553.571015107780配流盘式圆锥滚子轴承定齿环配有滚柱1 Danfoss摆线齿轮马达的结构特点1.1 结构形式按照配流方式的不同，Danfoss摆线齿轮马达可分为配流轴式（图1）和配流盘式（图2）两种。按照齿轮组内定齿环的不同，又可分为没有滚柱的定齿环（如图3所示）和配有滚柱的定齿环（如图4所示）两种形式。1.2 结构特点Danfoss摆线齿轮马达有以下特点：（1）OMM、OMP型马达设计紧凑，在中等压力下能长时间运转或在高压下短时间运转。图1 配流轴式液压马达结构简图1 输出轴 2 配流轴 3 万向轴 4 齿轮组图2 配流盘式液压马达结构简图1 输出轴 2 万向轴 3 齿轮组 4 阀驱动 5 止回阀 6 配流盘图3 图4（2）OMR型马达定齿环配有滚柱，能减轻齿缘周围的应力，分散了齿形的负载，减少了内部齿轮上的切向力，使摩擦减到最小。这使得这种类型的马达能在连续的高压力下获得较长的工作寿命和较高的工作效率。带有滚柱的齿轮组还可以保证马达在薄油膜或需要经常承受反向负载的场合下运行。（3）OMS、OMT、OMV型马达适用于在高压力、薄油膜或经常承受反向负载等连续异常的工作条件下运行。支承输出轴的圆锥滚子轴承使这种类型的马达能吸收静态或动态的径向负载。另外，由于配流盘和输出轴为分体式，其容积效率和机械效率都较高。因此，这种马达在很高的压力下都能获得较高的效率和较高的启动转矩。另外，它还具有低速运行平稳的特点。2 摆线齿轮马达的选用选用摆线齿轮马达，除考虑以上参数及特点外，还应结合以下几个方面：2.1 根据功能图选择马达类型液压马达的功能图是反映该马达在不同的压差p和流量Q的情况下，工作转矩M与转速n之间关系的图形。当压差p和流量Q为常数时，这些曲线形成一种近似平行于坐标轴线的图形。当马达的输出功率为常数时（图5中双曲线表示），其效率曲线也同时表达出来。因曲线呈环状，近似于贝壳，因此也称功能图为贝壳图，图5表示的是OMS125型摆线齿轮马达的功能图。图5 OMS125型摆线齿轮马达的功能图功能图分为一个阴影区A和两个非阴影区B。阴影区表示马达的连续工作区域，在这个区域中马达可以连续运行，保证有最佳效率和较高的寿命。两个非阴影区表示马达的间断工作区域。例如当马达用于刹车所造成的高转矩或工作于变动负载及反向负载。该区域允许马达每分钟有最多不超过10%的时间工作于此区域。但不允许瞬时最高压力与最高转速不能同时发生。为了使马达无故障运行，应根据可能的连续或间断工作参数值选用不同规格的马达。例如，需要液压马达工作于这样的工况：最大转速425r/min（连续运行），最大转矩260Nm（连续运行）。查阅各类型液压马达功能图，能够满足上述要求的马达为OMR125、OMS125或OMS160型。根据图5所示的OMS125型马达功能图、图6所示的OMR125型马达功能图以及图7所示的OMS160型马达功能图，可分别得到对应于工作点的压降和流量，具体数值见表2所示。权衡液压系统各方面利弊，结合表2数值，可以迅速选择马达类型及规格。如果马达效率至关重要，则选择OMS125型。如果工作寿命是最重要的，则选择OMS160型，它具有最低的工作压力。如果主要考虑马达的价格，则选用OMR125型。图6 OMR125型马达功能图图7 OMS160型马达功能图表2马达型号压降(MPa)流量(L/min)效率(%)OMR12515.85973OMS12514.55683OMS16011.970812.2 考虑马达输出轴作用力及轴承寿命时的选型马达容许的径向负载与马达转速n有关，其表达式为：（1）式中Pnew-对应于nnew转速时的径向负载，NPref-对应于nref转速时的径向负载，N当nref=200r/min时，我们可以得到如表3所示的数值。可见，当马达在高于200r/min条件下运行时可以承受的径向载荷，比n=200r/min时要降低；马达在低于200r/min条件下运行时可以承受的径向载荷，比n =200r/min时有提高。nnew(r/min)2550100200300400500600700Pnew/Pref1.881.521.231.000.880.810.750.720.68同时，马达输出轴的轴承寿命与马达转速成线性关系，即：LnewLrefnrefnnew （2）式中Lnew-对应于转速nnew的轴承寿命，hLref-对应于转速nref的轴承寿命，h根据（1）、（2）式可推导出马达径向负载与输出轴轴承寿命的关系：LnewLref（PrefPnew）3.3 （3）2.3 考虑马达最低转速时的选型在非常低的工作转速下，液压马达可能会出现运行不够平稳的现象，因此每种规格的马达都有一个最低稳定转速。为了保证马达在低速下平稳运行，要求马达的内泄漏为常数。在这种前提下，可以选用盘式配流的摆线齿轮马达。在负载为常数，回油压力为0.30.5MPa，最小油液粘度为3.510-5m2/s时将得到最佳效果。在特殊用途的场合，还应考虑马达的制动刹车性能，容许背压等问题。3 使用时的注意事项正确选型是基础，正确使用也不容忽视。安装正确与否，不但影响马达的技术性能，而且影响马达的工作寿命。安装时应特别注意以下几方面： （1）液压马达的安装固定支座要有足够的刚度。当系统处于最高工作压力和输入马达最大排量以及系统产生压力冲击时，不允许有颤动的情况发生；（2）在连接进、回油的钢管时，要彻底清除管路的应力，不允许管路支承马达（小型马达）。当连接泄油管时，回油阻力应在0.1MPa以下，单独通入油箱内，切不可与其它回油管路并联，以避免轴伸处的油封被冲开而漏油。如果回油阻力（背压）过高时，会引起马达的技术性能变坏。（3）马达安装完毕启动之前，要从泄油口向马达壳体内注满清洁的液压油。泄油管的连接方位应向上方，才能保证马达的主轴承及内部运动机构获得良好的润滑。（4）在系统中必须设有2030mm过滤精度的滤油器。若采用闭环式系统与轴向柱塞泵配套使用时，应在管路中设置1015mm过滤精度的滤油器。（5）马达使用的工作油液应具有足够的抗磨损性、抗氧化性、抗泡沫以及抗乳化性，切不可使用牌号不明或不同牌号的混合液压油。这是保证马达正常工作的基本条件。（6