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新型液压元件及系统一-多泵多马达创新元件与新型液压传动系统概述 ...

2023-2-13 08:06| 发布者: 液压哥| 查看: 1064| 评论: 0|来自: iHydrostatics静液压

简介:液压元件的创新之路,没有烟花的绚烂,只有一步一印的荆棘满途。披荆斩棘,一路向前,是我们液压人的坚守和倔强!闻德生团队30多年的液压泵马达创新之路,会给我们带来了怎样的启发?静液压【i专栏】将推出 #新型液压 ...
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液压元件的创新之路,没有烟花的绚烂,只有一步一印的荆棘满途。披荆斩棘,一路向前,是我们液压人的坚守和倔强!闻德生团队30多年的液压马达创新之路,会给我们带来了怎样的启发?静液压【i专栏】将推出 #新型液压元件及系统 专题,系统性的为大家介绍闻德生团队在液压泵马达元件以及新型液压传动系统方面的创新成果。

第一期/闻德生新型元件及系统概述

说起液压泵马达,各种结构形式的如:齿轮型,叶片型,柱塞型的等,都广泛应用于各种液压设备上。

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在这些传统的结构形式上的创新也在不断的涌现。闻德生科研团队从元件和系统两个方面,提出了新型多泵多马达元件和传动系统原理,结构设计。专题第一期,我们将为大家概述性的介绍这些创新成果,让大家有一个全局性的了解。

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几种新型的液压元件

开路式柱塞泵设计了双端面的配流结构,并提出柱塞泵的自冷却、自润滑理论,解决柱塞泵的发热、噪声、寿命和串联增压等问题;在此结构基础上拓展的多级串联增压柱塞泵,可实现柱塞泵的串联增压。

闻教授团队定义的开路式柱塞泵为:把柱塞形成通路的柱塞泵叫做开路式柱塞泵。通俗的理解就是柱塞也作为吸油的通道,这种泵又称为双端面配油轴向柱塞泵。“双端面配流” —— 顾名思义,就是从两侧端面都可以进行流量分配。这个概念是相对于传统的仅采用一侧端面配流盘配流的结构而言。

双端面配油轴向柱塞泵又称为端面配流全开路式轴向柱塞泵,该泵中的柱塞是一条管道,即空心柱塞。该原理首次在柱塞泵上通过管状柱塞将吸入的冷油引入泵壳与缸体之间的容腔,给三对摩擦副降温和润滑,实现了自冷却、自润滑、可串联多级增压等功能,同时去掉了泄漏回油管路。

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由于没有泄漏回油管路,就可以来实现泵的串联增压,并且串联中的每一级泵也可以实现单独变量。

等宽曲线双定子泵(马达),提出了由两个转子对应一个定子或两个定子对应一个转子,在一个壳体内可形成多个相互独立的泵(马达)的结构原理。

当前研发了单滚柱型、双滚柱型、双滚柱连杆型、滑块型等多种结构型式的双定子泵(马达)。根据曲线形状不同又研究发明了单作用、双作用、三作用、多作用等不同形式的双定子泵(马达)。

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双定子力偶马达(泵),提出了力平衡泵和力偶马达理论,打破了传统液压马达中全部为力矩马达的概念。

基于双作用叶片马达转子径向液压力平衡、轴承负荷小的良好受力特性,提出一种力偶液压马达。力偶液压马达在结构上为双作用或多作用形式。其中,多作用形式又分为偶数作用与奇数作用的力偶液压马达。该马达在驱动功率不变的情况下,通过改变输入方式可实现多种转矩和转速的输出。

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多输出联合配油径向柱塞泵(马达),采用多排多供油结构,可实现多输出柱塞泵和多输入柱塞马达。

根据传统柱塞泵(马达)原理设计的新型径向柱塞泵(马达),径向多排,一般为偶数N,轴向上再放多个M,形成一个由N乘M柱塞组成,有N个输出的多输出柱塞泵(马达)

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主要特点有:①该泵(马达)既能实现多个相互独立的输出,也能联合输出;②该泵(马达)的配流轴是有多段偏心部分的偏心轴,且每段的径向均分步偶数个柱塞组,使得每段偏心轴受到的径向力大大降低,从而提高了配流轴的使用寿命和工作性能;③该泵(马达)采用轴配流和阀配流的联合配流方式;④柱塞均为开路式。

双定子摆动马达,实现在一个壳体内、外,多个摆动马达的同时存在。

摆动型双定子多输入马达在摆动马达上实现了双定子、多输入、差动连接等特殊功能。该马达是将双定子理论应用于摆动马达而形成的一种新型马达结构,研制成功了在一个壳体内可以形成相互独立的多个内、外摆动马达,可以实现多级定转矩、多级定摆速以及差动连接的多速输出,扩展了摆动马达的使用范围。

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异形柱塞泵(马达),提出非圆形柱塞理论,打破传统柱塞泵均为圆形柱塞的设计概念。

双定子异形滑块轴向柱塞泵(马达)打破了圆形柱塞的传统习惯,设计了扇形、部分扇形、三角形、梯形、半圆形、半椭圆形等多种形状的柱塞。该柱塞泵(马达)工作时每个柱塞的两端皆能进、出油,对于同一个柱塞,当一端进油时,另一端则出油,相当于在一个壳体内形成了多个相互独立的泵(马达),增加了排量,提高了比功率。

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双定子凸轮泵(马达),实现一体多泵(马达),一个转子(或一个定子)对应多个定子(或多个转子)的凸轮转子泵(马达)。

双定子凸轮液压泵(马达)是首次研发的靠凸轮运动而形成的双定子泵,其内部可形成相互独立的多个内泵(马达)与外泵(马达),通过改变内、外泵(马达)的工作方式可实现多级定流量与多级定转矩、定转速的输出,当内、外马达联合工作时,解决了传统凸轮马达工作死点的问题。做马达使用时还研发出了轴转动与壳转动等不同类型,扩大了凸轮型泵和马达的使用范围。

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新型多泵多马达传动系统

多泵多马达传动系统,是基于在多输出泵和多输入马达结构的基础上,形成了一种新型的液压传动回路。将传统闭式液压系统中单泵单马达传动(1对1)扩展成为多泵多马达传动(N对M)、比例多泵多马达传动(N对M)、差动马达传动等组合传动形式。

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传统1对1的液压传动系统

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新型N对M多泵多马达传动系统

液压马达的差动,由于多速马达可在一个壳体内形成内、外两组不同排量的马达,通过马达供油方式的改变,即可使马达输出多个不同的转速和转矩。由于内、外马达的排量不同,合理选择一些内马达和一些外马达使之反向连接,即可形成多种方式的差动多速马达。

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力偶型双作用摆动马达差动连接可实现多种转数

参考资料:

1. 中国战略性新兴产业研究与发展—高端液气密元件. 机械工业出版社

2. 新型液压传动—多泵多马达液压元件及系统. 化学工业出版社

3. 闻德生相关报告材料.

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