1.7.6低速穩(wěn)定性能與爬行現(xiàn)象
液壓馬達(dá)的低速穩(wěn)定性通常用最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速衡量。
(1)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速脈動率 最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是指排除外界輸入馬達(dá)的脈動因素后,在額定負(fù)載下,液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速脈動率不超過允許值的最低轉(zhuǎn)速。
轉(zhuǎn)速脈動率δn(%)為轉(zhuǎn)速的變化幅度±△n與平均轉(zhuǎn)速nav的比值,即
δn=±△n/nav (1-37)
對于各種不同使用場合的液壓馬達(dá),轉(zhuǎn)速脈動率的要求各不相同。但一般將額定負(fù)載下角速度脈動率小于±1O%的轉(zhuǎn)速定為該液壓馬達(dá)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。工程實際中,常將肉眼觀察到的液壓馬達(dá)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象(抖動或時轉(zhuǎn)時停)前的最低轉(zhuǎn)速作為該馬達(dá)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。
(2)爬行現(xiàn)象及其危害 當(dāng)液壓馬達(dá)在低速運轉(zhuǎn)時,在轉(zhuǎn)速降低的過程中,相對運動零件間油膜逐漸變薄并出現(xiàn)金屬間的接觸,摩擦因數(shù)逐漸增大且不穩(wěn)定,出現(xiàn)了從低轉(zhuǎn)速到靜止不動的不穩(wěn)定的交替過程(抖動或時轉(zhuǎn)時停),即爬行現(xiàn)象?;瑒用娴牟牧虾凸に囐|(zhì)量、結(jié)構(gòu)形式及油液的黏度等將對這種不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn)起重要作用。
引起液壓馬達(dá)低速爬行的原因有:泄漏量大小不穩(wěn)定;液壓馬達(dá)理論轉(zhuǎn)矩的脈動性;摩擦力的大小不穩(wěn)定等。液壓馬達(dá)各摩擦副處的內(nèi)、外泄漏在每一瞬間都不相同,泄漏量的大小與馬達(dá)結(jié)構(gòu)形式、摩擦副處的間隙大小、工作壓差、液體黏度等因素有關(guān)。隨輸入液壓馬達(dá)流量的減小,泄漏流量的脈動對馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速脈動的影響逐漸增大,即隨馬達(dá)轉(zhuǎn)速降低至低速狀態(tài)時,轉(zhuǎn)速脈動率迅速增大,馬達(dá)出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的爬行。
圖A所示為液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速脈動率曲線,可見當(dāng)轉(zhuǎn)速小于3r/min時,轉(zhuǎn)速脈動率迅速增大,故可確定該馬達(dá)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速為3 r/min。
液壓馬達(dá)帶負(fù)載在低于最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下工作時,摩擦力增大且不穩(wěn)定,系統(tǒng)壓力出現(xiàn)波動,這時液壓馬達(dá)傳力零件的滑動面容易損傷,降低馬達(dá)壽命,并直接影響主機的工作品質(zhì),所以通常不允許液壓馬達(dá)較長時間在爬行狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。
(3)不同類型液壓馬達(dá)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速范圍從工程實際角度,為了擴(kuò)大馬達(dá)的變速范圍,一般希望液壓馬達(dá)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越小越好。
對于不同結(jié)構(gòu)的液壓馬達(dá),其最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速大致范圍:齒輪馬達(dá)一般為200~300r/min,個別可為50~150r/min;高速葉片馬達(dá)約為50~lOOr/min;低速大轉(zhuǎn)矩葉片馬達(dá)約為5r/min;多作用內(nèi)曲線馬達(dá)可達(dá)0.l~lr/min;曲軸連桿式馬達(dá)約為2~3r/min;靜壓平衡馬達(dá)約為2~3r/min;軸向柱塞式馬達(dá)約為30~50r/min,有的可達(dá)1.2~5r/min,個別可達(dá)0. 5~1. 5r/min。
在液壓系統(tǒng)的設(shè)計中,為了降低最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,應(yīng)精心考慮。例如,通過采用液壓馬達(dá)低速控制系統(tǒng),可使采用這種系統(tǒng)的內(nèi)曲線馬達(dá)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速降低到0. Olr/min。
1.7.7振動、噪聲及其控制
液壓馬達(dá)也是液壓系統(tǒng)的主要噪聲源。振動與噪聲也是衡量液壓馬達(dá)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。與液壓泵類似,液壓馬達(dá)的噪聲主要有機械噪聲和流體噪聲兩類。
我國關(guān)于液壓馬達(dá)的噪聲允許值,在JB/T 8728-1998《低速大扭矩液壓馬達(dá)》中進(jìn)行了規(guī)定:例如在額定工況下,排量>0. 16~0. 56L/r內(nèi)曲線徑向柱塞液壓馬達(dá)的噪聲值應(yīng)≤82 dB (A);排量>1.25~280L/r的雙斜盤軸向柱塞液壓馬達(dá)的噪聲值應(yīng)≤80dB (A)。
從選擇、使用與維護(hù)角度,控制液壓馬達(dá)的振動與噪聲的主要途徑如下:優(yōu)先選用低噪聲液壓馬達(dá);設(shè)法提高液壓馬達(dá)及其連接件的加工、安裝精度,以減小機械振動及其噪聲;使高低壓油液切換過程盡可能緩和,避免突然的液壓沖擊;合理配置系統(tǒng)管道,如盡量使用直徑較大的配管,以降低油液在管道中的流速,避免急劇的局部阻力,降低液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩脈動等;將馬達(dá)的泄漏油口置于殼體上端,使轉(zhuǎn)動部分浸在液體中,以增大抗振阻尼,減小馬達(dá)振動及噪聲。