趙國棟，魏征宇

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西太原030024）

徑向柱塞液壓馬達在鍛件升降回轉(zhuǎn)臺上的應(yīng)用

趙國棟，魏征宇

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西太原030024）

200t鍛件升降回轉(zhuǎn)臺配備于有軌直移式操作機組中，回轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)機構(gòu)采用兩臺排量1250cm3的內(nèi)曲線多作用式徑向柱塞液壓馬達驅(qū)動。文章介紹了這種液壓馬達的結(jié)構(gòu)特點、計算選型和控制維修及其在回轉(zhuǎn)臺中的使用注意事項。

機械制造；徑向柱塞液壓馬達；鍛件升降回轉(zhuǎn)臺；使用

1 前言

鍛造車間進行開坯和鍛造軸類零件時，需對鋼錠或鍛件調(diào)頭，通常使用鋼錠升降回轉(zhuǎn)臺[1～2]。其主要功能是在鍛造操作過程中接受由行車出爐的鋼錠或加熱后的鍛件，將鋼錠或鍛件鉗把回轉(zhuǎn)到操作機鉗口方向，升起到鉗口中心高度，以便操作機夾持；當鍛造直形或臺階形軸類件時，由行車將鍛件吊在回轉(zhuǎn)臺上，回轉(zhuǎn)臺將鍛件鍛造完畢的一頭回轉(zhuǎn)到操作機鉗口方向，以便操作機夾持；操作機將鍛造完畢的直形或臺階形軸類件放在已經(jīng)升起的回轉(zhuǎn)臺上，然后，由行車吊走。

200t鍛件升降回轉(zhuǎn)臺配備在1800kN/4000kN·m軌直移式操作機組中，并安置在操作機與125MN鍛造壓機之間的地坑內(nèi)?？蓪崿F(xiàn)直徑?315mm～?2650mm，重30t～200t的鋼錠或鍛件，作0～360°任意角度回轉(zhuǎn)。回轉(zhuǎn)臺自動化程度高，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，轉(zhuǎn)動速度可調(diào)。升降回轉(zhuǎn)臺本體結(jié)構(gòu)見圖1所示。

圖1 200t鍛件升降回轉(zhuǎn)臺本體結(jié)構(gòu)

2 內(nèi)曲線多作用式徑向柱塞液壓馬達

低速大扭矩液壓馬達具有很高的啟動效率；能在很低的速度下平穩(wěn)運轉(zhuǎn)；結(jié)構(gòu)緊湊，能大大縮小傳動裝置的尺寸；在輸出相同扭矩時，比齒輪減速器的重量要輕得多。徑向柱塞液壓馬達是目前廣泛使用的低速大扭矩液壓馬達。常用的有曲軸連桿式、靜力平衡式和內(nèi)曲線多作用式等三種形式。

內(nèi)曲線多作用式徑向柱塞液壓馬達的特點是：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，扭矩大，在低速時轉(zhuǎn)速和扭矩仍有很好的均勻性[3～4]，適宜于安裝空間小、低速重載的負荷工況。內(nèi)曲線多作用式徑向柱塞液壓馬達外形、結(jié)構(gòu)見圖2、圖3所示。

轉(zhuǎn)子4通過花鍵與輸出軸6相連，柱塞3徑向分布在轉(zhuǎn)子4上，并通過滾輪8支撐在凸輪5曲線軌道上。缸的內(nèi)腔E通過軸向孔和環(huán)形通道D與油口A或B連接。圓錐滾珠軸承可承受很大的軸向力與徑向力。液壓馬達技術(shù)參數(shù)見表1。

圖2 內(nèi)曲線多作用式徑向柱塞液壓馬達外形圖

圖3 內(nèi)曲線多作用式徑向柱塞液壓馬達結(jié)構(gòu)圖

表1 內(nèi)曲線多作用式徑向柱塞液壓馬達參數(shù)[5]

3 馬達選型與計算

在升降回轉(zhuǎn)臺中，使用了兩臺排量1250cm3的內(nèi)曲線多作用式徑向柱塞液壓馬達。液壓系統(tǒng)壓力25MPa，回油管路壓力1.5MPa。低速大扭矩液壓馬達總效率0.75～0.90，啟動扭矩效率0.8～0.95[6]。單臺馬達峰值扭矩：

計算時考慮最大鋼錠的情況。200t鋼錠直徑為2.5m，長度l為5m[7]，其轉(zhuǎn)動慣量[8]：

兩臺馬達產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩必須克服以下三種阻力距：回轉(zhuǎn)部分的靜阻力距Mj（包括摩擦力矩、風阻力距等）；馬達和傳動機構(gòu)零件在啟動和制動時的慣性阻力距Mg；鋼錠在啟動和制動時慣性阻力距Md。一般說來，Mj和Mg兩個阻力距所占比重甚小，兩者約為Md阻力距8%～10%[9]。兩臺馬達驅(qū)動200t鋼錠產(chǎn)生的角加速度：

工程機械回轉(zhuǎn)機構(gòu)角加速度允許值通常為ε=0.06～0.7rad/s2[9]，鋼錠升降回轉(zhuǎn)臺角加速度ε=0.1rad/s是合理的。鋼錠調(diào)頭是一個由靜止先加速后減速最后停止的運動過程。假設(shè)：鋼錠從0°回轉(zhuǎn)到90°作勻加速運動，從90°回轉(zhuǎn)到180°作勻減速運動，角加（減）速度均為0.1rad/s2，鋼錠轉(zhuǎn)動90°需要時間：

所以200t鋼錠調(diào)頭（回轉(zhuǎn)180°）所需時間約為11s。

通過以上計算，200t鍛件升降回轉(zhuǎn)臺選用兩臺排量1250cm3的內(nèi)曲線多作用式徑向柱塞液壓馬達是合適的。

4 馬達控制方式

200t鍛件升降回轉(zhuǎn)臺液壓系統(tǒng)包括液壓缸和液壓馬達[10]、電磁閥以及管道等。液壓系統(tǒng)原理圖如圖4所示。

5 馬達使用與維護

5.1 回油背壓

為了馬達的工作平穩(wěn)性，要求有一定的回油背壓，對內(nèi)曲線馬達更應(yīng)如此，否則將導(dǎo)致滾輪脫離定子導(dǎo)軌曲面而產(chǎn)生撞擊、振動、噪聲，嚴重時導(dǎo)致?lián)p壞。背壓值也不可太大，根據(jù)液壓馬達的轉(zhuǎn)矩與其進、出口壓力差成正比的關(guān)系，在進口壓力為一定時，當背壓增大，必然使液壓馬達的進出口壓力差減小，所以造成液壓馬達轉(zhuǎn)動無力。

圖4 液壓系統(tǒng)原理圖

5.2 泄油管路

泄油管路一般不接到系統(tǒng)回油路上，對于有沖洗系統(tǒng)的馬達，泄油管路可以充當沖洗的回油管。當馬達軸水平方向安裝時，應(yīng)將泄油管路連接到殼體最上端的泄油口；若馬達軸垂直方向安裝時，泄油管應(yīng)連接到馬達的上端蓋的可選泄油口。必要時也可在泄油管路上增加適當?shù)谋硥?，背壓值不可太大，否則將導(dǎo)致軸向密封圈損壞而造成外泄。上述設(shè)置可保證馬達內(nèi)部始終充滿油液，并可降低馬達的運轉(zhuǎn)噪聲。

5.3 定期加潤滑脂

由于內(nèi)曲線多作用式液壓馬達轉(zhuǎn)速低、負載大，其內(nèi)部的滾動軸承很難形成潤滑油膜，因此，應(yīng)該定期對其進行加脂潤滑，周期一般為2000h～3000h。

5.4 保持油液清潔

盡可能使液壓油保持清潔，液壓馬達故障多半是介質(zhì)油中的固體顆粒、污染物和過熱形成的膠狀物造成的研磨。現(xiàn)場經(jīng)驗是，液壓馬達的液壓系統(tǒng)油液清潔度，至少應(yīng)保持在NAS9級以內(nèi)，否則易造成摩擦零件表面磨損，產(chǎn)生溝槽，造成泄漏量增大。

5.5 馬達安裝與更換

更換馬達時盡可能使馬達輸出軸少受或不受徑向力，保證馬達的內(nèi)部支撐軸承不受額外的作用力，否則，長時間使用會使配油機構(gòu)產(chǎn)生偏斜，影響其使用壽命。因此，馬達在安裝中傳動軸與其他機械連接時要保證同心，或采用撓性連接。

6 結(jié)束語

200t鍛件升降回轉(zhuǎn)臺采用兩臺排量1250cm3的內(nèi)曲線多作用式徑向柱塞液壓馬達作為動力系統(tǒng)，齒輪傳動，這種動力系統(tǒng)的優(yōu)點是：自動化程度高，轉(zhuǎn)動平穩(wěn)[11]，轉(zhuǎn)速可調(diào)，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤正反向0～360°任意角度回轉(zhuǎn)。

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The application of radial piston hydraulic motor to lifting rotary table for forgings

ZHAOGuodong，WEIZhengyu
（Technology Center,Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan 030024,ShanxiChina）

The lifting rotary table for 200t forging has been equipped with straight moving type forging manipulator,and the rotarymechanism has been driven by two pieces of 1250cm3radial piston hydraulic motor.The structural characteristics and the selection of themotor have been introduced in the text.The control&maintenance and announcementduring use of rotary table have been put forward.

Radial pistonmotor；Lifting rotary table for forgings；Use

book=4,ebook=129

TH 137.51

B

1672－0121(2011)04－0045－03

2011-05-12

趙國棟（1967-），男，高級工程師，從事鍛壓機械液壓設(shè)計研究工作