液压马达常见故障维护方案设计

第一页湖南机电职业技术学院毕业设计（论文）课题名称液压马达常见故障维护院、系电气工程学院学生姓名彭慧专业机电一体化班级机电1206班指导老师田智评阅老师田智第二页摘要低速液压马达具有结构紧凑，布置灵活，重量轻，惯性力矩小，调速性能好，低速运转平稳，启动效率高，加速和制动时间短，过载保护容易等优点，因而在国内获得了广泛的应用。但是由于液压马达自身的特殊性，在启动和低速运行时不易稳定，常常出现爬行、间停等现象，因此，在液压系统的应用时，液压马达的最低稳定特性往往是需要考虑的重要特性之一。本文建立了轴向柱塞式液压马达系统摩擦扭矩非线性的数学模型，基于Simulink集成建模与仿真环境，研究了摩擦扭矩，泄漏系数，油液压缩率对马达的低速稳定性的影响，获得了液压马达对低速时瞬间角排量的脉动率变化规律，由此，为改善油马达的低速稳定性对读者应采取什么样的措施提出了建议。关键字：液压马达；电路设计；故障排除第三页ABSTRACTThelowspeedgreattorquehydraulicmotorhasthemeritofthecompactstructure,nimblearrangement,lightweight,smallmomentofinertia,goodperformanceofmodulationofvelocity,theefficiencyofidlingsteadystarthigh,thetimeofacceleratesandthestopisshort,theover-loadprotectioniseasyandsoon,But,asaresultofownparticularityofhydraulicmotor,whenstartingandlowspeedmovementisnoteasytobestable,thephenomenonappearscrawling,stopsandsoonfrequently,therefore,intheapplicationofhydraulicsystem,theloweststabilityofhydraulicmotoroftenisoneofimportantcharacteristicswhichneedstoconsider.ThispaperestablishesthemathematicmodelandsimulatedmodelofnonlinearfrictiontorquebasedofaxialpistonhydraulicmotorbyMATLABsimulinkintegratedmodelingandsimulation.Bytakingaxialpistonhydraulicmotorasanexample，investigatestheeffectsoffrictiontorqueandhydraulicmotorsparameterssuchascoefficientofleak，compressionratioofoiletcontheperformancesunderlowspeed，obtainsthechangeofangularvelocityofthemotorwiththetimeatthelowspeed.Thepresentstudyisofsomeinstructionalandpracticalsignificancetothemanagementofthistypeofmotor.Keywords:hydraulicmotor;circuitdesign;Troubleshooting第四页毕业设计任务书题目：液压马达常见故障维护任务与要求：在现实生活中，乒乓球和羽毛球比赛中。由于人们计分总是出现误差，于是便要采用电子计分的形式，而我们所做的则是要做出一个能在现实生活中产生实用价值的产品。1.设计任务在现实生活中，乒乓球和羽毛球比赛中。由于人们计分总是出现误差，于是便要采用电子计分的形式，而我们所做的则是要做出一个能在现实生活中产生实用价值的产品。2.要求：在现实生活中，乒乓球和羽毛球比赛中。由于人们计分总是出现误差，于是便要采用电子计分的形式，而我们所做的则是要做出一个能在现实生活中产生实用价值的产品。第五页毕业设计(论文)进度计划表日期工作内容执行情况指导教师签字2014年7月1号—9月10号完成选题及开题报告按时完成2014年9月11号—9月25号根据所选主题查阅资料按时完成2014年9月26号—9月30号按时完成2014年10月1号—10月17号按时完成2014年10月18号—10月22号按时完成2014年10月22号—10月27号按时完成2014年10月28号—10月31号整理所有资料至规范按时完成2014年11月1号—11月7号进一步规范材料并送验收按时完成指导教师对进度计划实施情况总评签名：年月日第六页目录1.1液压马达的工作原理1.2液压马达的分类2.液压马达的使用，维护与安装2.1液压马达的使用2.2液压马达的安装2.3液压马达的维护3.液压马达常见故障和排除方法4.爬行原因分析及检修5.液压马达转速失常的故障分析及排除6.液压马达漏油原因分析及排除方法7.声响与噪声原因分析及排除方法8.液压马达技术发展趋势结论致谢第七页第一章液压马达的工作原理1.1叶片式液压马达由于压力油作用，受力不平衡使转子产生转矩。叶片式液压马达的输出转矩与液压马达的排量和液压马达进出油口之间的压力差有关，其转速由输入液压马达的流量大小来决定。由于液压马达一般都要求能正反转，所以叶片式液压马达的叶片要径向放置。为了使叶片根部始终通有压力油，在回、压油腔通人叶片根部的通路上应设置单向阀，为了确保叶片式液压马达在压力油通人后能正常启动，必须使叶片顶部和定子内表面紧密接触，以保证良好的密封，因此在叶片根部应设置预紧弹簧。叶片式液压马达体积小，转动惯量小，动作灵敏，可适用于换向频率较高的场合，但泄漏量较大，低速工作时不稳定。因此叶片式液压马达一般用于转速高、转矩小和动作要求灵敏的场合。1.2.径向柱塞式液压马达径向柱塞式液压马达工作原理，当压力油经固定的配油轴4的窗口进入缸体内柱塞的底部时，柱塞向外伸出，紧紧顶住定子的内壁，由于定子与缸体存在一偏心距。在柱塞与定子接触处，定子对柱塞的反作用力为。力可分解为和两个分力。当作用在柱塞底部的油液压力为ｐ，柱塞直径为ｄ，力和之间的夹角为X时，力对缸体产生一转矩，使缸体旋转。缸体再通过端面连接的传动轴向外输出转矩和转速。以上分析的一个柱塞产生转矩的情况，由于在压油区作用有好几个柱塞，在这些柱塞上所产生的转矩都使缸体旋转，并输出转矩。径第八页向柱塞液压马达多用于低速大转矩的情况下。1.3.轴向柱塞马达轴向柱塞泵除阀式配流外，其它形式原则上都可以作为液压马达用，即轴向柱塞泵和轴向柱塞马达是可逆的。轴向柱塞马达的工作原理为，配油盘和斜盘固定不动，马达轴与缸体相连接一起旋转。当压力油经配油盘的窗口进入缸体的柱塞孔时，柱塞在压力油作用下外伸，紧贴斜盘斜盘对柱塞产生一个法向反力ｐ，此力可分解为轴向分力及和垂直分力Q。Q与柱塞上液压力相平衡，而Q则使柱塞对缸体中心产生一个转矩，带动马达轴逆时针方向旋转。轴向柱塞马达产生的瞬时总转矩是脉动的。若改变马达压力油输入方向，则马达轴按顺时针方向旋转。斜盘倾角ａ的改变、即排量的变化，不仅影响马达的转矩，而且影响它的转速和转向。斜盘倾角越大，产生转矩越大，转速越低。1.4．齿轮液压马达齿轮马达在结构上为了适应正反转要求，进出油口相等、具有对称性、有单独外泄油口将轴承部分的泄漏油引出壳体外；为了减少启动摩擦力矩，采用滚动轴承；为了减少转矩脉动齿轮液压马达的齿数比泵的齿数要多。齿轮液压马达由干密封性差，容租效率较低，输入油压力不能过高，不能产生较大转矩。并且瞬间转速和转矩随着啮合点的位置变化而变化，因此齿轮液压马达仅适合于高速小转矩的场合。一般用干工程机械、农业机械以及对转矩均匀性要求不高的机械设备上。第九页液压马达把压力能转换成机械能，压力油推动液压马达内的叶片旋转，从而带动与液压马达轴相连的机械做功。1.5液压马达的分类和特点液压马达是把液体的压力能转换为机械能的装置，从原理上讲，液压泵可以作液压马达用，液压马达也可作液压泵用。但事实上同类型的液压泵和液压马达虽然在结构上相似，但由于两者的工作情况不同，使得两者在结构上也有某些差异。例如：1.液压马达一般需要正反转，所以在内部结构上应具有对称性，而液压泵一般是单方向旋转的，没有这一要求。2.为了减小吸油阻力，减小径向力，一般液压泵的吸油口比出油口的尺寸大。而液压马达低压腔的压力稍高于大气压力，所以没有上述要求。3.液压马达要求能在很宽的转速范围内正常工作，因此，应采用液动轴承或静压轴承。因为当马达速度很低时，若采用动压轴承，就不易形成润滑滑膜。4.叶片泵依靠叶片跟转子一起高速旋转而产生的离心力使叶片始终贴紧定子的内表面，起封油作用，形成工作容积。若将其当马达用，必须在液压马达的叶片根部装上弹簧，以保证叶片始终贴紧定子内表面，以便马达能正常起动。5.液压泵在结构上需保证具有自吸能力，而液压马达就没有这一要求。第十页6.液压马达必须具有较大的起动扭矩。所谓起动扭矩，就是马达由静止状态起动时，马达轴上所能输出的扭矩，该扭矩通常大于在同一工作压差时处于运行状态下的扭矩，所以，为了使起动扭矩尽可能接近工作状态下的扭矩，要求马达扭矩的脉动小，内部摩擦小。由于液压马达与液压泵具有上述不同的特点，使得很多类型的液压马达和液压泵不能互逆使用.液压马达按其额定转速分为高速和低速两大类，额定转速高于500r/min的属于高速液压马达，额定转速低于500r/min的属于低速液压马达。高速液压马达的基本型式有齿轮式、螺杆式、叶片式和轴向柱塞式等。它们的主要特点是转速较高、转动惯量小，便于启动和制动，调速和换向的灵敏度高。通常高速液压马达的输出转矩不大(仅几十牛·米到几百牛·米)，所以又称为高速小转矩液压马达。高速液压马达的基本型式是径向柱塞式，例如单作用曲轴连杆式、液压平衡式和多作用内曲线式等。此外在轴向柱塞式、叶片式和齿轮式中也有低速的结构型式。低速液压马达的主要特点是排量大、体积大、转速低(有时可达每分种几转甚至零点几转)，因此可直接与工作机构连接，不需要减速装置，使传动机构大为简化，通常低速液压马达输出转矩较大(可达几千牛顿·米到几万牛顿·米)，所以又称为低速大转矩液压马达。液压马达也可按其结构类型来分，可以分为齿轮式、叶片式、柱塞式和其他型式。第十一页第二章液压马达的使用.安装与防护2.1液压马达的使用1.瞬时最高压力不能和最高转速同时出现。液压马达通常允许在短时间内超过额定压力20%～so%的压力下工作，但瞬时最高压力不能和最高转速同时出现。液压马达的回油路背压有一定限制，在背压较大时，必须设置泄漏油管。2.最大转矩和最高转速不应同时出现。3.实际转速不应低于马达最低转速，以免出现爬行。当系统要求的转速较低，而马达在转速、转矩等性能参数不易满足工作要求时，可在马达及其驱动的主机间增设减速机构。为了在极低转速下平稳运行，马达的泄漏必须恒定，要有一定的回油背压和至少35rrirr12／s的油液黏度。4.为了防止作为泵工作的制动马达发生汽蚀或丧失制动能力，应保证此时马达的吸油口有足够的补油压力，它可以通过闭式回路中的补油泵或开式回路中的背压阀来实现。当液压马达驱动大惯量负载时，应在液压系统中设置与马达并联的旁通单向阀补油，以免停机过程中惯性运动的马达缺油。5.对于不能承受额外轴向和径向力的液压马达，或者液压马达虽可以承受额外轴向和径向力，但负载的实际轴向和径向力大于液压马达允许的轴向力或径向力时，应考虑采用弹性壁垫输些轴和工作机构。需要低速运转的马达，要核对其最低稳定转速。需长时间缩紧马达以防负载运动时，应使用在马达轴上的液压释放机械制动器。第十二页6.通常对低速马达的回油口．自迫冀璺，特别是对内曲线马达更应如此，