多功能内曲线式液压马达属于低速电机。低速电机的特点是:排量大、体积大、速度低,有些甚至低到每分钟几转甚至不到一转,这与高速电机非常不同。因此,无需减速装置即可直接与工作机构连接,大大简化了传动机构。一般来说,低速液压马达的输出扭矩较大,可达数千头牛·米到几万牛·米,又称低速大扭矩液压马达。
低速液压电机包括单曲轴径向柱塞电机和多功能内曲线径向柱塞电机。以下小系列介绍了多功能内曲线径向柱塞液压电机的工作原理。
定子的内表面由具有相同X段形状的均匀分布曲面组成。曲面的数量x是电机的作用频率(本例X=6)。每一曲面的凹部的端点处分为对称的两截,一半为进油区段(即工作区段),另一半为回油区段。缸体有z个径向柱塞孔(本例为8个)沿圆周均匀布置,柱塞孔配有柱塞。柱塞头与横梁接触,横梁可在缸体径向槽中滚动。安装在横梁两边轴颈上的滚轴可沿定子内表面滚动。在缸体内,每个小功率液压马达的柱塞孔底端都有一配流孔与配流轴6互通。配流轴固定不动,上面有2个x配流窗沿圆周均匀分布,其中x窗A与轴中心进油孔相连,x窗B与泵油孔相连,2x配流窗的位置与定子内表面相对应。
当压力油输入马达后,通过配流轴上的进液窗孔分配到处在进油区段的柱塞底端油腔。油压使滚轴顶紧在定子内表面上,滚轴所受到的法向轴力F可分解为两个方向的分力,即Fr和Ft,其中径向分力Fr,和作用在柱塞后端液压力相平衡,切向分力Ft通过横梁对缸体产生转距。同时,处在回油区段的柱塞受压缩回,把低压油从泵油窗孔排出。每转一周,每个柱塞往复移动x次。因为x和z不等,因此任一瞬间总有一部分柱塞处在进油区段,使缸体旋转。当马达的进、回油孔互换时,马达将翻转。
这类马达有些具有多排柱塞,以增大输出扭矩,减小扭距脉冲。直线液压马达在使用时,其回油管路不能直接接回油箱,必须具有一定的泵油背压(一般为0.5~1MPa),以防止在回油区段滚轴在工作过程中脱离轨道而造成事故。
内曲线径向柱塞电机扭矩脉冲小,径向力平衡,起动扭矩大,低速运行稳定,应用广泛。