选用指南

出处:按学科分类—工业技术 北京理工大学出版社《新编液压工程手册上册》第532页(2442字)

目前,径向柱塞式液压达品种很多,如何正确合理地选用,对保证整机的性能和可靠性具有重要意义。以下提供一些选用中应考虑的几个问题,供参考。

(1)效率

对于功率较大(10kW以上)的传动装置,选型时首先要考虑效率问题。因为选用高效率的产品不仅可以节能,还有利于降低液压系统的油温,同时,也提高了系统的工作稳定性。高效率的产品由于摩擦损失小,就相应地提高了产品的寿命。一般来说,具有端面配流和柱塞处采用塑料活塞环密封,以及柱塞和缸体之间无侧向力的结构,具有较高的容积效率和液压机械效率。例如,INM系列摆缸式液压马达。

(2)启动转矩和低速稳定性

对大多数机械来讲,启动时的负载最大。因为这时一方面要克服传动装置的惯性,另一方面又要克服静摩擦力。因此,衡量马达性能时启动转矩也是一个重要指标。选用时,一般是按照所需的启动转矩来初步选定型号和规格,同时,马达的启动性能好坏与马达的低速稳定性又是密切相关的。也就是说,启动效率高的马达其低速稳定性也好。对于许多机械来讲,低速稳定性也是一个重要指标,而启动效率和低速稳定性一般又与马达的容积效率和液压机械效率有密切的关系。通常,容积效率和液压机械效率高的产品,其低速稳定性和启动性能也好。例如,瑞典赫格隆滚轮传递转矩的马达和INM系列摆缸式曲轴马达都具有较好的上述性能。

(3)寿命

主机对传动部件的寿命一般都有要求。如何合理地选型以保证所需的寿命,是必需考虑的问题。对大多数用户来讲,排量相同或相近的型号,总有2~3个,例如:QJM型、NHM型和INM型等都是这种情况。可以为用户提供较多的选择机会。对于使用工作压力较低、工作寿命要求不长或每天工作时间较少的用户,可以选用外形尺寸较小、重量较轻和体积较小的型号规格。这样在保证寿命的基础上,马达不但轻和小,而且价格便宜。而对于使用工作压力较高、寿命要求长、输出轴轴承受较大径向力和每天频繁工作的用户,就需要选用规格较大的、外形尺寸也较大的马达,这样价格就会较高。

(4)速度调节比

对不少主机来讲,马达工作中需要调节转速,转速调节中最高转速与最低转速之比称为“速度调节比”。这个指标也很重要。如果马达在很低的转速下(例如1r/min,甚至更低)能平稳运转,而高速时也能高效可靠地工作,那么,这种马达的适用范围就相当大了。目前,优质马达的速度调节比已可达1000以上。意大利SAI公司的S系列摆缸式曲轴马达最高转速可达2800r/min,而其最低稳定转速能达到1r/miin,所以,其速度调节比为2800/1=2800;意宁公司生产的INM系列马达的速度调节比也可达到1000。这些都是质量、性能都不错的产品。

(5)噪声

随着环境意识的提高,对为主机配套的马达,噪声要求也日益增强了。同一类型的马达,其噪声除马达本身的运转噪声外,还与马达安装机架的刚度、使用时的工作压力和工作转速等有关。安装刚性好、压力低和转速小,马达的噪声就小,反之,则噪声就大。为了全面地比较各种类型的马达,选用者除参阅本手册外,最好能得到生产厂提供的产品样本,因为样本中会有较详细的效率、起动转矩、低速性能、噪声和寿命等的介绍。

在考虑了以上所提的五个问题以后,应根据各种类型马达的产品样本来确定马达的类型和规格。

在选择马达规格时,配套主机应提供以下技术资料:

马达的工作负载特性 即从启动到正常工作,直到停止的整个工作循环中,马达的负载转矩和工作转速的情况。最好以时间为横坐标、转矩和转速为纵坐标,给出负载特性曲线,由此来确定马达实际工作时的尖峰转矩和长期连续工作的转矩数值,以及相关的最高转速和长期工作的转速。

主机上原动机和液压泵的相关参数 在有些主机上,向马达供油的液压泵和驱动该泵的内燃机或电机已确定下来,此时,需传递的功率也就已经明确,供给马达的流量、系统的工作压力和最高压力受到供油液压泵的限制。

有了以上的技术资料,应先计算出所需要的马达排量。计算时所用的各种公式可在本篇首概述中得到,以下计算压力、功率、转矩、流量等公式均在同一处给出。

根据计算出的排量,在产品性能参数表中找出相近的规格。然后按尖峰转矩和连续工作转矩计算出尖峰压力和连续工作压力,如果计算值在该马达性能参数范围内,则上述选择是合理的。

下一步应再按功率公式验算一下功率够不够。

一般情况下实际选用的连续工作压力应比样本中推荐的额定压力低20~25%,这有利于提高使用寿命和工作可靠性。尖峰转矩出现在起动瞬间时,最高压力可以选用样本中提供的最高压力的80%,这样,有20%的储备比较理想。

最后,按选定的型号规格,参照生产厂提供的资料,对实际使用工况下,液压马达可能有的寿命进行评估或验算,以确定上述选型是否能满足主机要求。如果寿命不够,则必须选用规格更大一些的产品。

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