斜轴式轴向柱塞液压马达结构设计

　　在行走机械、工程机械的液压传动回路里，这类斜轴式轴向柱塞马达一直是重载工况下把液压能转换为旋转机械能的核心执行元件，尤其是在需要大扭矩输出、安装空间受限的设备布局中，这类结构的马达相比齿轮马达、叶片马达有着更高的容积效率和抗负载冲击能力。从结构剖视能看到，整个壳体采用高强度铸铁一体化铸造成型，安装法兰端设置了均布的螺栓过孔，适配SAE标准的安装止口，在做主机布局的时候，安装面的同轴度公差需要控制在0.02mm以内，避免输出轴承受额外的径向偏载，早期做液压站集成的时候曾遇到过安装止口配合间隙过大，导致高速运转时输出轴密封件过早磨损的问题，这类结构的马达在设计时就把密封沟槽的尺寸公差、轴面粗糙度做了严格约束，轴表面粗糙度控制在Ra0.8以下，配合双唇口丁腈橡胶密封圈，能在持续高压工况下杜绝外泄漏。

　　内部的柱塞组件采用铜合金缸体配流，配流盘的球面配流结构能自动补偿缸体在高压下的微小变形，哪怕系统压力出现瞬时冲击，配流面也能保持紧密贴合，不会出现容积效率骤降的问题。柱塞头部的球头和驱动轴的摆盘做铰接配合，每一组柱塞都配套了复位弹簧，在马达反转或者低压工况下，能保证柱塞始终贴紧摆盘表面，不会出现脱靴导致的内部撞击。输出端的花键轴采用渐开线花键设计，齿面做了渗碳淬火处理，硬度达到HRC58-62，能传递大扭矩的同时承受一定的径向载荷，很多工程机械的回转机构、行走机构都会采用这类花键连接，相比平键连接，花键的受力更均匀，重载下不会出现键槽压溃的问题。

　　从安装边界来看，这类马达的轴向尺寸相比同排量的斜盘式柱塞马达更短，适合在主机轮边、绞车卷筒内部这类轴向空间紧凑的位置安装，侧面的两个主油口采用英制管螺纹连接，油口的通径匹配马达的额定流量，在做管路布局的时候要保证进回油管路的通径不小于油口通径，避免管路沿程损失过大导致系统发热。壳体上设置了独立的泄油口，泄油口的位置在壳体最高处，安装时必须保证泄油管路直接接回油箱，且背压不超过0.3MPa，不然会冲坏轴封导致外泄漏。内部的轴承采用圆锥滚子轴承成对布置，能同时承受径向力和双向轴向力，在持续重载工况下，轴承的额定动载荷满足10000小时以上的设计寿命，不需要频繁拆解维护。

　　在做三维建模的时候，这类结构的配合间隙需要严格把控，柱塞和缸体孔的配合间隙控制在0.015-0.025mm之间，间隙过大会导致内泄漏增加，容积效率下降，间隙过小则会在油温升高时出现柱塞卡滞的问题。配流盘和缸体端面的平面度公差要求在0.005mm以内，建模时需要把配流盘的高低压密封带尺寸做准确，密封带的宽度既要保证足够的密封性能，又不能过宽导致摩擦阻力过大。整个转子组件做动平衡校验，平衡精度等级达到G6.3，避免高速运转时出现振动，影响主机的运行稳定性。在实际选型应用中，这类马达可以在开式和闭式液压回路中使用，通过改变进油方向就能实现输出轴的正反转，切换响应速度快，适合需要频繁换向的工况，比如挖掘机的行走驱动、煤矿掘进机的刮板输送机驱动，都能看到这类结构液压马达的应用。