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摘 要：内曲线径向钢球液压马达是依靠配油轴对高压液压油的径向配流，活塞钢球组件在高压油的轴向推动与定子的反作用下，驱动转子产生旋转运动。在整个动作周期内，配油轴，定子，转子是作用的关键零件，直接关系到马达性能参数和使用寿命。
关键词：内曲线；液压马达；加工
一、设计原理图
如图1所示为液压马达结构示意图，该结构有定子、活塞组件、转子、和配油轴等组成，深色为高压油，浅色为低压油。定子为6作用次数，活塞组件个数为10，配油轴进出油孔数为12，柱塞行程为定子单作用曲线波峰波谷的径向距离，活塞组件均布于转子孔内。当多路换向阀动作进油时，高压油通过配油轴环行流道，推动活塞紧贴在导轨上，导轨对活塞组件的反作用，驱动转子旋转，将压力能转化为机械能，并通过转子预留的内花键孔传递给外部装置，低压油通过卸油口直接流回油箱。
二、配油轴
配油轴采用径向配流机构形式，图2所示为该液压马达的配油轴示意图。配油轴以高精度的配合间隙置于转子中，其配合间隙决定马达的容积效率高低。其上端面开有连接进出油孔的螺纹，配油轴径向开有配流窗口和两条不相干高低压环形流道，起高低压油路分配作用。当液压泵驱动高压油液，流经高压流道，通过活塞组件作用在定子上做功，低压油在回油压力作用下使活塞钢球紧贴定子回位排油，防止冲击。为了优化配油轴的高低压环行流道加工性，采用芯轴热套配合，即配油轴内腔加工出环行槽，通过芯轴热套，形成高低压流道。马达的内部温度、压力越高则热套过盈配合量越大。如果热套过盈量或者轴的强度偏小，则会产生内泄现象，导致马达回转无力、速度不高、爬行等现象。如果过盈量取得过大，则装配困难，甚至开裂。在批量生产，要求温度控制精确，热效应高，零件尺寸准确，故配油轴通过烤箱加热，热套的温度一定要高于工件正常工作温度，一般控制在200℃左右。经过长时间市场跟踪及用户反馈，马达使用出现问题大部分马达回转无力，内泄严重。通过分析，配油轴前端由于制动控制器存在，制动蝶形弹簧一直处于受压状态，回转时产生热量高，且困在此处的液压油流动性低，因此散热条件差，是马达工作环境最恶劣的区域。配油轴和转子同为球铁材料，在受热情况下，配合间隙加大，且配油轴前端温度最高，因此在马达工作时，磨损最严重，泄露量加大。在配油轴此区域铜堆焊，原本增大的间隙得到补偿，控制了泄漏量，膨胀后的铜堆焊起转子定心的作用，还可以保证马达在整个运行后，磨损磨粒很好的包容在焊接铜里。配油轴加工工艺过程为：铸造-退火-粗车内孔外圆-正火-粗车堆焊台阶-堆焊-粗车堆焊-精车外圆内孔-钻各类孔-精车油螺纹孔-钻孔铣槽-热套轴-精磨外圆-去毛刺-检验-清洗-入库。
三、转子
如图3所示为液压马达转子示意图，转子是液压油通过活塞组件和定子的作用后，将液压能转化成回转的机械能，在无液压油输入的情况下，通过其上的碟形弹簧和摩擦副，控制马达的制动。转子前段设有矩形花键，供连接外用设备，传递运动和力。内孔前端设有轴向密封O型圈，防止液压油外泄漏。转子内腔装配有碟形弹簧，碟形弹簧上压着平面轴承，平面轴承下端外圆定位在转子中心孔，上端内孔定位配油轴，转子的前段外圆设置有矩形花键槽，定位内齿摩擦片，在其径向有小油孔，起润滑、冷却，清洗摩擦片副作用。工作时，高压油通过多路换向阀流经配油轴环行流道到转子后，作用在活塞钢球副上，由于定子导轨面轴向是圆弧面，因此活塞钢球副轴向受力不平衡，当轴向分力大于碟形弹簧的压缩力时，转子轴向上移，直到活塞组件里的钢球进入定子的轨道中心，即活塞钢球副在轴向受力平衡，摩擦副失去作用，转子浮動，此时转子在活塞组件径向力的作用下回转运动；当压力低于碟形弹簧压缩能或者无油压情况下，转子回位，摩擦副起作用，马达制动。转子和配油轴是液压马达的主泄露点，转子内孔精磨，粗糙度0.4以上。其上的10个活塞要求粗糙度达到0.8，且要求位置度保证在0.1之内。转子加工工艺过程为：铸造-退火-粗车内孔外圆-正火-精车外圆内孔-钻定位孔-钻活塞组件孔-插槽-镗活塞组件孔-精磨内圆-精车外圆-去毛刺-检验-清洗-入库。
四、定子
如图4所示为液压马达定子示意图，定子导轨曲线由一定运动规律的曲线组成，常见的有正弦、余弦、等加速匀速等减速等，为了减少软冲和防止困油冲击，采用等加速匀速等减速曲线，其设有的匀速区，防止在配油轴和转子油路不通时，产生困油冲击。定子材料采用轴承钢GCr15SiMn，抗压强度大、疲劳极限久、硬度高及一定韧性，此材料耐磨性和淬透性比GCr15更高，对要求高硬度高耐磨性的场合尤其适用。定子加工工艺过程为：毛坯锻造退火-粗车内外圆端面-正火-半精车内外圆端面-钻18个过孔-，粗、精铣外轨道-整体淬火HRC60-65-精磨两端面-精车台阶-精磨内外轨道-去毛刺-检验-清洗-入库
五、结论
液压马达是液压系统中一种将液体压力能转变为机械能的执行元件，在工程机械、矿山机械、船舶机械等广泛使用，用于行走，提升，推进等功能。本文分析了内曲线径向钢球液压马达的设计原理，关键零部件功能和加工工艺过程。并结合实际工作经验，针对零件的关键点和重要部位作了充分的说明。
参考文献
[1]陈卓如.低速大扭矩马达理论设计与计算[J].机械工业出版社，1989.
[2] 杨叔子.机械加工工艺师手册[J].机械工业出版社，2002.
[3] 成大先.机械设计手册（第5版）[J].化学工业出版社，2008.
[3] 黄国靖，李福臣.热处理手册 [J].中国标准出版社，2001.
（作者单位：衢州港诚机电产品制造有限公司）
关键词：内曲线；液压马达；加工
一、设计原理图
如图1所示为液压马达结构示意图，该结构有定子、活塞组件、转子、和配油轴等组成，深色为高压油，浅色为低压油。定子为6作用次数，活塞组件个数为10，配油轴进出油孔数为12，柱塞行程为定子单作用曲线波峰波谷的径向距离，活塞组件均布于转子孔内。当多路换向阀动作进油时，高压油通过配油轴环行流道，推动活塞紧贴在导轨上，导轨对活塞组件的反作用，驱动转子旋转，将压力能转化为机械能，并通过转子预留的内花键孔传递给外部装置，低压油通过卸油口直接流回油箱。
二、配油轴
配油轴采用径向配流机构形式，图2所示为该液压马达的配油轴示意图。配油轴以高精度的配合间隙置于转子中，其配合间隙决定马达的容积效率高低。其上端面开有连接进出油孔的螺纹，配油轴径向开有配流窗口和两条不相干高低压环形流道，起高低压油路分配作用。当液压泵驱动高压油液，流经高压流道，通过活塞组件作用在定子上做功，低压油在回油压力作用下使活塞钢球紧贴定子回位排油，防止冲击。为了优化配油轴的高低压环行流道加工性，采用芯轴热套配合，即配油轴内腔加工出环行槽，通过芯轴热套，形成高低压流道。马达的内部温度、压力越高则热套过盈配合量越大。如果热套过盈量或者轴的强度偏小，则会产生内泄现象，导致马达回转无力、速度不高、爬行等现象。如果过盈量取得过大，则装配困难，甚至开裂。在批量生产，要求温度控制精确，热效应高，零件尺寸准确，故配油轴通过烤箱加热，热套的温度一定要高于工件正常工作温度，一般控制在200℃左右。经过长时间市场跟踪及用户反馈，马达使用出现问题大部分马达回转无力，内泄严重。通过分析，配油轴前端由于制动控制器存在，制动蝶形弹簧一直处于受压状态，回转时产生热量高，且困在此处的液压油流动性低，因此散热条件差，是马达工作环境最恶劣的区域。配油轴和转子同为球铁材料，在受热情况下，配合间隙加大，且配油轴前端温度最高，因此在马达工作时，磨损最严重，泄露量加大。在配油轴此区域铜堆焊，原本增大的间隙得到补偿，控制了泄漏量，膨胀后的铜堆焊起转子定心的作用，还可以保证马达在整个运行后，磨损磨粒很好的包容在焊接铜里。配油轴加工工艺过程为：铸造-退火-粗车内孔外圆-正火-粗车堆焊台阶-堆焊-粗车堆焊-精车外圆内孔-钻各类孔-精车油螺纹孔-钻孔铣槽-热套轴-精磨外圆-去毛刺-检验-清洗-入库。
三、转子
如图3所示为液压马达转子示意图，转子是液压油通过活塞组件和定子的作用后，将液压能转化成回转的机械能，在无液压油输入的情况下，通过其上的碟形弹簧和摩擦副，控制马达的制动。转子前段设有矩形花键，供连接外用设备，传递运动和力。内孔前端设有轴向密封O型圈，防止液压油外泄漏。转子内腔装配有碟形弹簧，碟形弹簧上压着平面轴承，平面轴承下端外圆定位在转子中心孔，上端内孔定位配油轴，转子的前段外圆设置有矩形花键槽，定位内齿摩擦片，在其径向有小油孔，起润滑、冷却，清洗摩擦片副作用。工作时，高压油通过多路换向阀流经配油轴环行流道到转子后，作用在活塞钢球副上，由于定子导轨面轴向是圆弧面，因此活塞钢球副轴向受力不平衡，当轴向分力大于碟形弹簧的压缩力时，转子轴向上移，直到活塞组件里的钢球进入定子的轨道中心，即活塞钢球副在轴向受力平衡，摩擦副失去作用，转子浮動，此时转子在活塞组件径向力的作用下回转运动；当压力低于碟形弹簧压缩能或者无油压情况下，转子回位，摩擦副起作用，马达制动。转子和配油轴是液压马达的主泄露点，转子内孔精磨，粗糙度0.4以上。其上的10个活塞要求粗糙度达到0.8，且要求位置度保证在0.1之内。转子加工工艺过程为：铸造-退火-粗车内孔外圆-正火-精车外圆内孔-钻定位孔-钻活塞组件孔-插槽-镗活塞组件孔-精磨内圆-精车外圆-去毛刺-检验-清洗-入库。
四、定子
如图4所示为液压马达定子示意图，定子导轨曲线由一定运动规律的曲线组成，常见的有正弦、余弦、等加速匀速等减速等，为了减少软冲和防止困油冲击，采用等加速匀速等减速曲线，其设有的匀速区，防止在配油轴和转子油路不通时，产生困油冲击。定子材料采用轴承钢GCr15SiMn，抗压强度大、疲劳极限久、硬度高及一定韧性，此材料耐磨性和淬透性比GCr15更高，对要求高硬度高耐磨性的场合尤其适用。定子加工工艺过程为：毛坯锻造退火-粗车内外圆端面-正火-半精车内外圆端面-钻18个过孔-，粗、精铣外轨道-整体淬火HRC60-65-精磨两端面-精车台阶-精磨内外轨道-去毛刺-检验-清洗-入库
五、结论
液压马达是液压系统中一种将液体压力能转变为机械能的执行元件，在工程机械、矿山机械、船舶机械等广泛使用，用于行走，提升，推进等功能。本文分析了内曲线径向钢球液压马达的设计原理，关键零部件功能和加工工艺过程。并结合实际工作经验，针对零件的关键点和重要部位作了充分的说明。
参考文献
[1]陈卓如.低速大扭矩马达理论设计与计算[J].机械工业出版社，1989.
[2] 杨叔子.机械加工工艺师手册[J].机械工业出版社，2002.
[3] 成大先.机械设计手册（第5版）[J].化学工业出版社，2008.
[3] 黄国靖，李福臣.热处理手册 [J].中国标准出版社，2001.
（作者单位：衢州港诚机电产品制造有限公司）