內(nèi)曲線徑向柱塞式液壓馬達(dá)因柱塞的加速度慣性力的變化對導(dǎo)軌產(chǎn)生沖擊,容易導(dǎo)致導(dǎo)軌形變與疲勞點蝕,甚至出現(xiàn)滾柱脫離導(dǎo)軌的現(xiàn)象,極大的降低了液壓馬達(dá)導(dǎo)軌的使用壽命。考慮到滾柱脫離導(dǎo)軌的因素,對其產(chǎn)生的沖擊力與液壓馬達(dá)導(dǎo)軌的使用壽命的關(guān)系進(jìn)行定量的分析,根據(jù)液壓馬達(dá)工作原理建立動力學(xué)仿真,解出滾柱脫離導(dǎo)軌的具體位移數(shù)據(jù),建立滾柱沖擊導(dǎo)軌的有限元模型,求出導(dǎo)軌所受的沖擊力�？紤]到滾柱對導(dǎo)軌的沖擊是交變載荷,應(yīng)用Goodman算法預(yù)測導(dǎo)軌的疲勞壽命。研究結(jié)果表明:通過優(yōu)化導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)參數(shù)可以有效的降低滾柱對導(dǎo)軌的沖擊力。本篇論文的研究內(nèi)容為從事內(nèi)曲線液壓馬達(dá)研究設(shè)計人員提供了一定的參考。
【部分圖文】：

由式（3）可以看出，當(dāng)液壓馬達(dá)的尺寸參數(shù)確定后，施加在滾柱的回油背壓與轉(zhuǎn)速成反比，且回油背壓過大會降低馬達(dá)效率。由式（1）、式（2）可知當(dāng)回油背壓確定，馬達(dá)的轉(zhuǎn)速增大，導(dǎo)致滾柱在回油加速區(qū)時慣性力的增大，發(fā)生滾柱脫離導(dǎo)軌曲面的現(xiàn)象。滾柱在進(jìn)入進(jìn)油區(qū)后，在高壓油作用下滾柱瞬時沖擊導(dǎo)軌，產(chǎn)生巨大沖擊力。3 內(nèi)曲線液壓馬達(dá)動力學(xué)仿真

不同轉(zhuǎn)速的滾柱位移曲線，如圖2所示�？磸那�1可以看出，當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速為180r/min時，隨著進(jìn)油口關(guān)閉，柱塞腔排油，滾柱位移逐漸減小，直至位移最低點165.25mm處；當(dāng)進(jìn)油口開啟，柱塞腔吸油，滾柱位移逐漸增大，滾柱緊緊壓住馬達(dá)導(dǎo)軌，可知曲線1為滾柱未脫離導(dǎo)軌的位移曲線。隨著馬達(dá)轉(zhuǎn)速增大，從曲線2看出，當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速為270r/min時，滾柱位移最低點降低到165mm，同時滾柱到達(dá)位移最低點時間明顯的提前，這是由于馬達(dá)轉(zhuǎn)速增大，導(dǎo)致滾柱加速度慣性力過大，大于滾柱的背壓力與離心力之和，使?jié)L柱接近導(dǎo)軌最低點處脫離了導(dǎo)軌。通過對比曲線2與曲線1可知滾柱脫離導(dǎo)軌最長距離為0.4mm，然后在導(dǎo)軌最低點處瞬時進(jìn)入進(jìn)油區(qū)，柱塞腔瞬時通入高壓油，使與柱塞連接的滾柱受到液壓力瞬間與導(dǎo)軌發(fā)生了碰撞，從而引起對導(dǎo)軌曲面的沖擊。4 滾柱沖擊導(dǎo)軌動力學(xué)模型

由于導(dǎo)軌最低點的受力情況都是相同的，因此在馬達(dá)實體模型的基礎(chǔ)上，分出單個柱塞滾柱組件、內(nèi)曲線導(dǎo)軌與轉(zhuǎn)子模型。導(dǎo)軌的集中應(yīng)力，如圖3所示。由此可知，導(dǎo)軌的最大應(yīng)力為427.37MPa，已超過該材料疲勞極限341.5MPa[7]。這是由于馬達(dá)轉(zhuǎn)速由180r/min變大到270r/min時，滾柱的加速度慣性力增大，在向?qū)к壸畹忘c運動時脫離了導(dǎo)軌，滾柱脫離導(dǎo)軌0.4mm后，在導(dǎo)軌最低點處瞬時進(jìn)入進(jìn)油區(qū)，在高壓油的作用下，瞬間沖擊導(dǎo)軌；且滾柱與導(dǎo)軌是線面接觸，因此產(chǎn)生巨大的沖擊力，是液壓馬達(dá)導(dǎo)軌出現(xiàn)失效的主要原理。4.3 馬達(dá)導(dǎo)軌疲勞壽命的有限元分析
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