一種新型變量馬達在起重機上的應用
摘要：介紹了變量馬達的結(jié)構(gòu)和工作原理
關(guān)鍵詞：先導壓力控制　恒壓控制　伺服閥
一、引言
起重機起升馬達性能的好壞，直接影響整機的工作效率，同時也關(guān)系到人身和機器的安全。所以深入了解起重機起升馬達的結(jié)構(gòu)和工作原理，對維修和使用起重機都是十分必要的。
為了更好地保證起重機的可靠性、安全性，徐州重型廠與馬達廠聯(lián)合攻關(guān)，推出了一種新型變量馬達，這種馬達是與控制壓力有關(guān)的液壓變量方式，允許馬達的排量隨液控壓力信號無級變化。
二、結(jié)構(gòu)
調(diào)節(jié)控制器的結(jié)構(gòu)如圖１所示，主要由撥桿１、調(diào)節(jié)器殼體２、變量活塞３、先導壓力控制伺服閥４、調(diào)壓彈簧５、反饋彈簧６、調(diào)壓導桿７、恒壓控制伺服閥組件８和單向閥等組成。恒壓控制伺服閥主要由控制閥殼體、控制閥芯、彈簧和調(diào)節(jié)螺釘?shù)冉M成。
三、工作原理
１．先導壓力控制工作原理
圖２為調(diào)節(jié)控制器的工作原理圖，馬達起始排量為最大排量，當工作壓力低于閥７的設(shè)定壓力時，閥７不起控制作用，馬達的排量隨著Ｘ口先導控制壓力的變化而在最大和最小之間無級變化，從而實現(xiàn)先導壓力控制。當馬達的Ａ、Ｂ任一工作油口提供壓力油時，壓力油都能通過單向閥進入變量缸５的小腔。當Ｘ口先導控制壓力升高，先導控制壓力油作用在閥１上的力將克服調(diào)壓彈簧２和彈簧３的合力，推動閥１向右移動，當先導控制壓力升高至馬達變量起始壓力時，閥１將處于中位。如果先導控制壓力繼續(xù)升高，伺服閥芯將進一步右移，伺服閥１處于左位機能，馬達工作壓力油經(jīng)閥１和７進入變量缸５大腔。由于變量活塞６兩端面積不相等，當兩端都受壓力油作用時，變量活塞將向左運動，固定在變量活塞上的撥桿將帶動配油盤及缸體擺動，使缸體與主軸之間的夾角減小，從而使馬達排量減小。當Ｘ口控制壓力降低，馬達的控制過程與上述過程相反，這里不再贅述。綜上所述，當先導控制壓力在變量起始壓力和變量終止壓力之間變化時，馬達排量將在最大和最小之間相應變化。
２．恒壓控制工作原理
當馬達工作壓力低于壓力變量起始壓力時，恒壓控制伺服閥７處于左位機能，伺服閥７是一段油液通道，馬達完全受先導壓力的控制。此時，變量缸大腔油路被封閉，馬達將保持當前的排量。當馬達工作壓力繼續(xù)升高，伺服閥７將處于左位機能位置，使變量缸大腔與低壓油路接通，變量活塞將在小腔壓力油的作用下向右移動，使馬達排量增大。我們知道，如果由于負載扭矩的緣故或由于馬達擺角減少而系統(tǒng)壓力升高，在達到恒壓控制的設(shè)定值時，馬達擺向較大的擺角。當外部負載減小時，馬達的控制過程與上述過程相反，這里不再贅述?？傊R達的恒壓控制功能就是根據(jù)外部負載的變化自動改變馬達排量，從而使馬達工作壓力保持在設(shè)定范圍之內(nèi)。
３．先導壓力控制與恒壓控制之間的關(guān)系
恒壓控制優(yōu)先于先導壓力控制，先導壓力控制和恒壓控制不能同時對馬達進行控制，在馬達工作壓力低于恒壓設(shè)定壓力時，馬達將完全由系統(tǒng)提供的先導壓力來控制；當馬達工作壓力達到恒壓設(shè)定壓力后，馬達將由恒壓控制伺服閥自動控制。
四、結(jié)束語
起重機常用的高壓自動控制變量馬達，其起始排量為最小排量，輸出扭矩最小而轉(zhuǎn)速最快，不能人為控制速度，難以滿足多數(shù)機械慢速平穩(wěn)啟動的要求，尤其在作為起重機的起升馬達時，當重物在空中停留后二次起升的瞬間，因為馬達輸出扭矩小，不能提起重物而出現(xiàn)重物下滑的現(xiàn)象，嚴重影響安全，是起重機械中的大忌。而采用單純的先導壓力控制，雖然操作人員可以方便地對馬達速度加以控制，但很難準確感知馬達負荷情況并作出快速的操作。操作者為了保證安全，只能讓馬達慢速工作，卻又降低了機械的工作效率。
這種新型液壓馬達在徐州重型廠起重機上使用兩年多來，馬達反饋率大大減少，取得了非常好的效果，極大地提高了工作效率。