德國REXROTH液壓馬達(dá)、外嚙合齒輪泵與內(nèi)嚙合齒輪泵的詳解
     

         REXROTH齒輪泵是依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動(dòng)來輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵，按其結(jié)構(gòu)形式，可分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵兩種。
REXROTH外嚙合齒輪泵的工作原理：
       REXROTH外嚙合齒輪泵是分離三片式結(jié)構(gòu)，三片是指泵蓋和泵體，泵體內(nèi)裝有一對齒數(shù)相同、寬度和泵體接近而又互相嚙合的齒輪，這對齒輪與兩端蓋和泵體形成一密封腔，并由齒輪的齒頂和嚙合線把密封腔劃分為兩部分，即吸油腔和笨油腔。兩齒輪分別用鍵固定在由滾針軸承支承的主動(dòng)軸和從動(dòng)軸上，主動(dòng)軸由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)主動(dòng)軸帶動(dòng)齒輪按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，吸油腔內(nèi)輪齒不斷脫開嚙合，使其密封容積不斷增大而形成真空，在大氣壓的力的作用下從油箱吸進(jìn)油液，隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，齒槽內(nèi)的油液被帶到壓油腔，壓油腔內(nèi)的輪齒不斷進(jìn)入嚙合，使其密封容積不斷減少，油液被壓出。隨著齒輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪泵就不斷地吸油和壓油REXROTH柱塞泵。
由于外嚙合齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、價(jià)格低廉、工作可靠、維修方便，因此廣泛應(yīng)用于低壓系統(tǒng)。其應(yīng)用范圍是：在輸油系統(tǒng)中可用作傳輸，增壓泵；在燃油系統(tǒng)中可用作輸送，加壓，噴射的燃油泵；REXROTH柱塞泵在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中可用作提供液壓動(dòng)力的液壓泵；在一切工業(yè)領(lǐng)域中，均可作潤滑油泵用。
REXROTH內(nèi)嚙合齒輪泵工作原理：
   力士樂內(nèi)嚙合齒輪泵有漸開線齒輪泵和擺線齒輪泵。它們都是利用齒間密封容積變化實(shí)現(xiàn)吸、壓油的。在擺線齒形的內(nèi)嚙合齒輪泵中，內(nèi)轉(zhuǎn)子為主動(dòng)輪，外轉(zhuǎn)子為從動(dòng)論，內(nèi)外轉(zhuǎn)子的速比i＝Z1/Z2。由于內(nèi)外轉(zhuǎn)子齒數(shù)有一齒差，在嚙合過程中有“二次嚙合”存在。因此能形成幾個(gè)獨(dú)立的封閉包液腔。隨著內(nèi)外轉(zhuǎn)子的嚙合旋轉(zhuǎn)，REXROTH柱塞泵各包液腔的容積發(fā)生不同的變化，當(dāng)包液腔容積由小變大時(shí)，包液腔內(nèi)產(chǎn)生局部真空，在大氣壓力作用下，液體通過進(jìn)口管道和泵蓋上的環(huán)形槽，進(jìn)入泵腔開始吸液。當(dāng)包液腔容積達(dá)到zui大時(shí)，吸液過程結(jié)束。當(dāng)包液腔內(nèi)的容積由大變小時(shí)，包液腔內(nèi)的液體就從另一個(gè)環(huán)形槽壓出，此為泵的排出過程。
     REXROTH齒輪泵在工作過程中，內(nèi)轉(zhuǎn)子的一個(gè)齒轉(zhuǎn)過一周，出現(xiàn)一個(gè)工作循環(huán)，即完成泵吸液至排液過程。一個(gè)轉(zhuǎn)子泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子有個(gè)齒，它每旋轉(zhuǎn)一周，必須出現(xiàn)個(gè)與上述腔相同的工作循環(huán)，泵便通過個(gè)工作循環(huán)連續(xù)不斷地向外輸液，故內(nèi)外轉(zhuǎn)子繞互相平行的兩軸線做不同速度的同向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，此運(yùn)動(dòng)使內(nèi)外轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生不斷變化的空間，REXROTH柱塞泵并與吸液排液道接通，以達(dá)到吸排液的目的。
REXROTH液壓馬達(dá)的基本參數(shù)和基本性能
1.REXROTH液壓馬達(dá)的排量、排量和二輕局矩的關(guān)系
   REXROTH液壓馬達(dá)在工作中輸出的轉(zhuǎn)矩大小是由負(fù)載轉(zhuǎn)矩所決定的。但是，推動(dòng)同樣大小的負(fù)載，容腔大的馬達(dá)的壓力要低于工作容腔小的馬達(dá)的壓力，所以說工作容腔的大小是流壓馬達(dá)工作能力的生要標(biāo)志。
    力士樂液壓馬達(dá)工作容腔大小的表示方法和液壓泵相同，也用排量 V 表示，力士樂液壓馬達(dá)的排量是個(gè)生要的參數(shù)。根據(jù)排量的大小，可以計(jì)算在給定壓力的大小。當(dāng)力士樂液壓馬達(dá)進(jìn)、出油口之間的壓力差為Δ P ，輸入力士樂液壓馬達(dá)的流量為 q ，力士樂液壓馬達(dá)輸出阻抗的理論轉(zhuǎn)矩為 ，角速度為 w ，如果不計(jì)損失，REXROTH柱塞泵液壓泵輸出阻抗的液壓壓功率應(yīng)當(dāng)全部轉(zhuǎn)化為流壓馬達(dá)輸出阻抗的機(jī)械功率
2. REXROTH液壓馬達(dá)的機(jī)械效率和啟動(dòng)機(jī)械效率
   由于力士樂液壓馬達(dá)內(nèi)部不可避免地存在各種摩擦，實(shí)際輸出阻抗的轉(zhuǎn)矩 T 總要比理論轉(zhuǎn)為力士樂液壓馬達(dá)機(jī)械效率。除此之外，在同樣的壓力下，力士樂液壓馬達(dá)由靜止到開始轉(zhuǎn)動(dòng)的啟動(dòng)狀態(tài)的輸出轉(zhuǎn)矩要比運(yùn)轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)矩小，這給力士樂液壓馬達(dá)帶載啟動(dòng)造成了困難，所以 啟動(dòng)性能對力士樂液壓馬達(dá)是很重要的。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低的原因是在靜止?fàn)顟B(tài)下的摩擦系數(shù)zui大，在摩擦表面出現(xiàn)相對滑動(dòng)后摩擦系數(shù)明顯減小，這是機(jī)械摩擦的一般性質(zhì)。對力士樂液壓馬達(dá)來說，更為主要的是靜止?fàn)顟B(tài)潤滑油臘被擠掉，基本上變成了干摩擦。一旦馬達(dá)開始運(yùn)動(dòng)，隨著潤滑油膜的建立，磨擦阻力立即下降，并隨滑動(dòng)速度增大和油膜變厚而減少。
    不同類型的力士樂液壓馬達(dá)，內(nèi)部受力部件的力平衡情況不，摩擦力的大小不同，所以 也不盡相同，同一類型的力士樂液壓馬達(dá)，摩擦副的力平衡設(shè)計(jì)不同，期 也不高低之分。例如有的齒輪式力士樂液壓馬達(dá) 只有0.6左右，而高性能的低速大轉(zhuǎn)矩力士樂液壓馬達(dá)卻可達(dá)到 =0.90 左右，相差頗大。所以，如果力士樂液壓馬達(dá)帶載啟動(dòng)，REXROTH柱塞泵必須注意到所選擇的力士樂液壓馬達(dá)的啟動(dòng)性能。
3.壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和人穩(wěn)定性
    力士樂液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速取決于供液的流量 q 和平共處五項(xiàng)原則力士樂液壓馬達(dá)本身的排量 V 。由于力士樂液壓馬達(dá)的內(nèi)部有泄漏，并不是所有進(jìn)入馬達(dá)的液體都推動(dòng)力士樂液壓馬達(dá)做功，REXROTH柱塞泵一小部分液體因泄漏損失掉了，所以馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速要比理想情況低一些。在工程實(shí)際中，力士樂液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和液壓泵的轉(zhuǎn)速一樣，期計(jì)量單位多用 r/min 低速大轉(zhuǎn)矩力士樂液壓馬達(dá)不超過 3r/min 的速度工作，并不是所以的力士樂液壓馬達(dá)都能滿足要求的。
    產(chǎn)生爬行現(xiàn)象的原因和其低速摩擦阻力特性有關(guān)。通常有阻力是隨速度增大而嗇的，而在靜止和低速區(qū)載工作的馬達(dá)內(nèi)部的摩擦阻力當(dāng)工作速度增大時(shí)非但不增加，反而減少，形成了所謂“負(fù)特性”的阻力。另一方面，REXROTH柱塞泵液壓馬達(dá)和負(fù)載是由液壓油被壓縮后壓力升高而被推動(dòng)的，因此可用圖3 -3a 所示物理模型表示低速區(qū)域力士樂液壓馬達(dá)的工作過程：REXROTH柱塞泵以勻速 推彈簧的一端（相當(dāng)于高壓下不可壓縮的工作介質(zhì)）使質(zhì)量為m的物體（相當(dāng)于馬達(dá)和負(fù)載質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）克服“負(fù)特性”摩擦的阻力運(yùn)動(dòng)。當(dāng)質(zhì)量m靜止或速度很低時(shí)阻力大,彈簧不斷壓縮,增加推力。只有等到彈簧壓縮到其推力大于靜摩擦力時(shí)才開始運(yùn)動(dòng)。但是一旦物體開始運(yùn)動(dòng)，阻力突然減小，物體突然加速運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果又使彈簧的壓縮量減少，推力減少，物體依靠慣性前移一段路后就停止下來，直到彈簧的移動(dòng)又使彈簧壓縮，推力增加，物體再一次躍動(dòng)為止，形成時(shí)動(dòng)時(shí)停的狀態(tài)，對力士樂液壓馬達(dá)來說，這就是爬行現(xiàn)象。
   另外，力士樂液壓馬達(dá)排量本身及泄漏也在隨田地轉(zhuǎn)動(dòng)，這也會(huì)造成馬達(dá)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)。當(dāng)馬達(dá)在某些方面低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，被轉(zhuǎn)動(dòng)慣性所掩蓋的轉(zhuǎn)速波動(dòng)清楚地表現(xiàn)出來，形成爬行現(xiàn)象。REXROTH柱塞泵一般地說，低速大轉(zhuǎn)矩力士樂液壓馬達(dá)的低速穩(wěn)定性要比高速馬達(dá)為好。低速大轉(zhuǎn)矩馬達(dá)的排量大，因而尺寸大，即便是在低轉(zhuǎn)速下工作摩擦副的滑動(dòng)速度也不致辭示低，加之馬達(dá)排量，泄漏的影響相對變小，馬達(dá)本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣時(shí)大，所以容易得到較好的低速穩(wěn)定性。
 4. 調(diào)速范圍
   當(dāng)負(fù)載從低速到高速在很寬的范圍內(nèi)工作時(shí)，也要求力士樂液壓馬達(dá)能在圈套的調(diào)速范圍下工作否則就需要有能換擋的變速機(jī)構(gòu)，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜化。力士樂液壓馬達(dá)的調(diào)速范圍以允許的zui大轉(zhuǎn)速和平共處五項(xiàng)原則zui低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速之比表示.
可以看出來，調(diào)速范圍寬的力士樂液壓馬達(dá)應(yīng)當(dāng)既有好的高速性能又有好的低速穩(wěn)定性。