内曲线液压马达滚子_导轨设计加工技术

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1、第6期（总期49期）No.6(SerialNo.49)2011年11月FluidPowerTransmissionandControlNov.,2011内曲线液压马达滚子、导轨设计加工技术赵崇碧陈卓如（宁波斯达弗液压传动有限公司浙江宁波315803）摘要：内曲线液压马达滚子、导轨合理凸度设计可有效减弱闭合效应，能有效地改善滚动接触区的压力分布奇异性，减小或消除滚子边缘应力集中，降低运行时的温升，有利于形成弹性流体润滑，从而降低液压马达运行时的振动和噪声，提高液压马达的动态使用特性及使用寿命。关键词：内曲线液压马达；滚子凸度设计；对数滚子；导轨中图分类号：TH

2、137.5文献标志码：B文章编号：1672-8904-（2011）06-0044-003柱塞副的材料匹配选择设计、滚子外形设计及柱塞内引言圆柱面的设计加工等方面与国外尚有明显差距，影响低速大扭矩液压马达种类较多、依据产品的压力了这类液压马达性能和寿命的提高。等级分为高压与低压的低速大扭矩液压马达。高压经过大量的台架试验、工业性试验，发现液压马低速大扭矩液压马达在欧美等少数发达国家的工程达在中低压状态下运行时的使用状况较好，高压状态机械、船舶、港口、钻探、矿山、水泥、冶金等行业有较下使用时液压马达的寿命会出现下降，经过仔细观察为广泛的应用，其中英国（川琦）St

3、affa曲轴连杆液压及分析后发现，这不仅与滚子柱塞副，滑动轴承结构马达和瑞典Hagglunds、法国Poclain为代表的内曲线和材料的选取及液压马达使用中的油液清洁度有关，多作用径向低速大扭矩液压马达，以其产品的压力等而在设计、加工、装配过程中一直忽略了导轨曲面的级高、功率密度大、低速稳定性好、抗冲击能力强、模母线及滚动体（以下简称滚子）母线型式对液压马达块化生产等特点已广泛应用在静液压传动装置（简称承载能力及接触疲劳寿命的重要性。其中滚子母线HST）中。型式对内曲线液压马达功能部件损坏的影响较大（同国外内曲线液压马达在制造、应用经过60多年滚子轴承的受力

4、状态及失效型式十分相近）。的发展已比较成熟。国内内曲线液压马达的设计、制2滚子与导轨作用机理及凸度设计分析造也已有近40年的历史，但国内企业因进行调整而内曲线液压马达滚子与导轨形成一对线接触重时断时续，没有形成一定规模。国外已成熟生产的滚载的滚动摩擦副，滚子与导轨接触面间形成油膜润子式内曲线液压马达,国内目前还处于起步阶段，性滑。此摩擦副属弹性流体动力润滑特性，它决定了零能还不稳定，且因生产制造水平较低及使用中油液污件的承载力及运行使用寿命。借鉴低速重载情况下染等问题而使液压马达存在故障率偏高，寿命短等一滚子轴承的应用状况，在弹流润滑工况下滚子端部的系列问题

5、，随着材料选取和工艺水平及油液清洁度的油膜变薄，形成闭合效应，并成为滚子摩擦副弹流的提高，相信上述问题将逐渐得到解决。重要特征。闭合效应使端泄阻力增大，油膜压力局部1设计、制造过程中的问题升高，形成端部的压力峰值，相应的油膜厚度减薄，其自20世纪70年代以来，我国在内曲线液压马达值比线接触理论计算值小得多。滚子端部的闭合效的参数选择和导轨曲线的输出无脉动设计等方面取应随载荷的增大，其端部边缘应力也会随之升高，其得了不低于国外的进步。但近20多年来，国外出现压力的奇异分布有可能切断端部的油膜。闭合效应的滚子柱塞副取代滚轮柱塞副的新结构，我国在滚子在弹流中具有双

6、重特性：一方面，它能减弱以阻止端泄，把润滑油封在摩擦副内，有利于形成和增厚润滑收稿日期：2011-07-29作者简介：赵崇碧（1981-），男，大专，主要从事低速大扭矩液压马达的油膜；另一方面，过高的端部压力油膜会破裂，使材料开发与应用技术。的局部早期失效。2011年11月赵崇碧等：内曲线液压马达滚子、导轨设计加工技术第45页图1和图2为自制导轨与外购滚子匹配的产生滚突变较大，虽有凸度设计修正，但并不能减弱或消除子端部压力分布奇异而出现磨损现象，而修正等加速闭合效应，只是将端部压力的奇异分布位置向中心部运动曲线的导轨在加速区起点处所受接触应力最大，转移，减低

7、了滚子的有效接触长度，不符合内曲线液在图片中可以明显看到在加速区起点处受到滚子端压马达中的使用要求。现在滚子凸度设计时要求滚部压力分布奇异现象产生的磨损状态。图3和图4为子母线型式可为对数母线型滚子或修正线型滚子（凸改进后的内曲线多液压马达的滚子与导轨，未见因闭型为两段圆弧相切形成），均在滚子超精加工时进行合效应产生明显的滚子端部压力分布奇异现象。修形。对数母线型滚子在中部有70%的长度上接近于直线，在滚子两端曲率变化较快，接触压力沿长度方向均匀分布，这是最为理想的压力分布，最有利于承载，其接触压力集中系数为零。当受到偏载荷时，它的压力分布优于其它各类凸度线

8、型滚子。修正线型滚子由光滑连续的曲线形成，其切点附近