赵国栋，魏征宇

（太原重工股份有限公司技术中心，山西太原030024）

径向柱塞液压马达在锻件升降回转台上的应用

赵国栋，魏征宇

（太原重工股份有限公司技术中心，山西太原030024）

200t锻件升降回转台配备于有轨直移式操作机组中，回转台回转机构采用两台排量1250cm3的内曲线多作用式径向柱塞液压马达驱动。文章介绍了这种液压马达的结构特点、计算选型和控制维修及其在回转台中的使用注意事项。

机械制造；径向柱塞液压马达；锻件升降回转台；使用

1 前言

锻造车间进行开坯和锻造轴类零件时，需对钢锭或锻件调头，通常使用钢锭升降回转台[1～2]。其主要功能是在锻造操作过程中接受由行车出炉的钢锭或加热后的锻件，将钢锭或锻件钳把回转到操作机钳口方向，升起到钳口中心高度，以便操作机夹持；当锻造直形或台阶形轴类件时，由行车将锻件吊在回转台上，回转台将锻件锻造完毕的一头回转到操作机钳口方向，以便操作机夹持；操作机将锻造完毕的直形或台阶形轴类件放在已经升起的回转台上，然后，由行车吊走。

200t锻件升降回转台配备在1800kN/4000kN·m轨直移式操作机组中，并安置在操作机与125MN锻造压机之间的地坑内。可实现直径ø315mm～ø2650mm，重30t～200t的钢锭或锻件，作0～360°任意角度回转。回转台自动化程度高，转盘转动平稳，转动速度可调。升降回转台本体结构见图1所示。

图1 200t锻件升降回转台本体结构

2 内曲线多作用式径向柱塞液压马达

低速大扭矩液压马达具有很高的启动效率；能在很低的速度下平稳运转；结构紧凑，能大大缩小传动装置的尺寸；在输出相同扭矩时，比齿轮减速器的重量要轻得多。径向柱塞液压马达是目前广泛使用的低速大扭矩液压马达。常用的有曲轴连杆式、静力平衡式和内曲线多作用式等三种形式。

内曲线多作用式径向柱塞液压马达的特点是：结构紧凑、体积小，扭矩大，在低速时转速和扭矩仍有很好的均匀性[3～4]，适宜于安装空间小、低速重载的负荷工况。内曲线多作用式径向柱塞液压马达外形、结构见图2、图3所示。

转子4通过花键与输出轴6相连，柱塞3径向分布在转子4上，并通过滚轮8支撑在凸轮5曲线轨道上。缸的内腔E通过轴向孔和环形通道D与油口A或B连接。圆锥滚珠轴承可承受很大的轴向力与径向力。液压马达技术参数见表1。

图2 内曲线多作用式径向柱塞液压马达外形图

图3 内曲线多作用式径向柱塞液压马达结构图

表1 内曲线多作用式径向柱塞液压马达参数[5]

3 马达选型与计算

在升降回转台中，使用了两台排量1250cm3的内曲线多作用式径向柱塞液压马达。液压系统压力25MPa，回油管路压力1.5MPa。低速大扭矩液压马达总效率0.75～0.90，启动扭矩效率0.8～0.95[6]。单台马达峰值扭矩：

计算时考虑最大钢锭的情况。200t钢锭直径为2.5m，长度l为5m[7]，其转动惯量[8]：

两台马达产生的转矩必须克服以下三种阻力距：回转部分的静阻力距Mj（包括摩擦力矩、风阻力距等）；马达和传动机构零件在启动和制动时的惯性阻力距Mg；钢锭在启动和制动时惯性阻力距Md。一般说来，Mj和Mg两个阻力距所占比重甚小，两者约为Md阻力距8%～10%[9]。两台马达驱动200t钢锭产生的角加速度：

工程机械回转机构角加速度允许值通常为ε=0.06～0.7rad/s2[9]，钢锭升降回转台角加速度ε=0.1rad/s是合理的。钢锭调头是一个由静止先加速后减速最后停止的运动过程。假设：钢锭从0°回转到90°作匀加速运动，从90°回转到180°作匀减速运动，角加（减）速度均为0.1rad/s2，钢锭转动90°需要时间：

所以200t钢锭调头（回转180°）所需时间约为11s。

通过以上计算，200t锻件升降回转台选用两台排量1250cm3的内曲线多作用式径向柱塞液压马达是合适的。

4 马达控制方式

200t锻件升降回转台液压系统包括液压缸和液压马达[10]、电磁阀以及管道等。液压系统原理图如图4所示。

5 马达使用与维护

5.1 回油背压

为了马达的工作平稳性，要求有一定的回油背压，对内曲线马达更应如此，否则将导致滚轮脱离定子导轨曲面而产生撞击、振动、噪声，严重时导致损坏。背压值也不可太大，根据液压马达的转矩与其进、出口压力差成正比的关系，在进口压力为一定时，当背压增大，必然使液压马达的进出口压力差减小，所以造成液压马达转动无力。

图4 液压系统原理图

5.2 泄油管路

泄油管路一般不接到系统回油路上，对于有冲洗系统的马达，泄油管路可以充当冲洗的回油管。当马达轴水平方向安装时，应将泄油管路连接到壳体最上端的泄油口；若马达轴垂直方向安装时，泄油管应连接到马达的上端盖的可选泄油口。必要时也可在泄油管路上增加适当的背压，背压值不可太大，否则将导致轴向密封圈损坏而造成外泄。上述设置可保证马达内部始终充满油液，并可降低马达的运转噪声。

5.3 定期加润滑脂

由于内曲线多作用式液压马达转速低、负载大，其内部的滚动轴承很难形成润滑油膜，因此，应该定期对其进行加脂润滑，周期一般为2000h～3000h。

5.4 保持油液清洁

尽可能使液压油保持清洁，液压马达故障多半是介质油中的固体颗粒、污染物和过热形成的胶状物造成的研磨。现场经验是，液压马达的液压系统油液清洁度，至少应保持在NAS9级以内，否则易造成摩擦零件表面磨损，产生沟槽，造成泄漏量增大。

5.5 马达安装与更换

更换马达时尽可能使马达输出轴少受或不受径向力，保证马达的内部支撑轴承不受额外的作用力，否则，长时间使用会使配油机构产生偏斜，影响其使用寿命。因此，马达在安装中传动轴与其他机械连接时要保证同心，或采用挠性连接。

6 结束语

200t锻件升降回转台采用两台排量1250cm3的内曲线多作用式径向柱塞液压马达作为动力系统，齿轮传动，这种动力系统的优点是：自动化程度高，转动平稳[11]，转速可调，可实现转盘正反向0～360°任意角度回转。

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The application of radial piston hydraulic motor to lifting rotary table for forgings

ZHAOGuodong，WEIZhengyu
（Technology Center,Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan 030024,ShanxiChina）

The lifting rotary table for 200t forging has been equipped with straight moving type forging manipulator,and the rotarymechanism has been driven by two pieces of 1250cm3radial piston hydraulic motor.The structural characteristics and the selection of themotor have been introduced in the text.The control&maintenance and announcementduring use of rotary table have been put forward.

Radial pistonmotor；Lifting rotary table for forgings；Use

book=4,ebook=129

TH 137.51

B

1672－0121(2011)04－0045－03

2011-05-12

赵国栋（1967-），男，高级工程师，从事锻压机械液压设计研究工作