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MDP-Hydraulik
Der Fünf-Sterne-Radialkolben-Hydraulikmotor mit Innenkurve (oft einfach als „Fünf-Sterne-Motor“ oder „Innenkurvenmotor“ bezeichnet) ist eine hydraulische Betätigungskomponente mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment. Sein Kernmerkmal liegt in der Verwendung interner Kurvenführungsschienen und einer radial angeordneten Kolben-Rollen-Anordnung. Der Motor wird durch Hochdrucköl angetrieben, um den Kolben zu drücken. Die Rollen am Ende des Kolbens rollen entlang einer festen inneren Kurvenbahn und wandeln den Flüssigkeitsdruck direkt in Drehmoment für die Drehung der Antriebswelle um. Aufgrund seiner herausragenden Vorteile wie hohes Drehmoment, niedrige Drehzahl, gleichmäßiger Betrieb und hohe Anlaufeffizienz eignet es sich besonders für Getriebesysteme, die hohe Lasten, niedrige Drehzahlen und Direktantrieb erfordern. Es ist eine zentrale Antriebskomponente in Bereichen wie Baumaschinen, Bergbaumaschinen und Schiffsdeckmaschinen.
Hochdrucköl strömt durch die Verteileröffnungen am Ventilschaft (oder Ventilteller) und wird in bestimmten Phasenwinkeln in die Zylinderhohlräume verteilt.
Der Kolben in der Ansaugzone fährt unter dem Öldruck nach außen, wobei seine obere Rolle fest gegen die feste, fünfzackige, sternförmige (oder vieleckige) innere Kurvenbahn im Zylinder drückt.
Die gekrümmte Oberfläche der inneren Laufbahn zwingt die Rolle (zusammen mit dem Kolben), eine tangentiale Kraftkomponente senkrecht zur Kolbenachse zu erzeugen. Diese Tangentialkraft wirkt auf den Zylinderkörper (oder wird über den Querträger und die Pleuelstange direkt auf die Abtriebswelle übertragen) und erzeugt ein Antriebsdrehmoment.
Während sich die Abtriebswelle dreht, dreht sich der Verteilungsmechanismus synchron und verteilt das Hochdrucköl sukzessive an den nächsten Kolben, der in die Ansaugzone eintritt, und verbindet dabei den fertigen Arbeitszylinderhohlraum mit dem Ölrücklaufweg. Der Kolben zieht sich unter der Wirkung der gekrümmten Oberfläche der Schiene zurück. Mehrere Kolben wechseln sich ständig beim Öleinlass und -ausstoß mit unterschiedlichen Phasenwinkeln auf der Spur ab und treiben so die Abtriebswelle in eine kontinuierliche und gleichmäßige Drehung.
Die Drehzahl des Motors kann durch Änderung der Größe des Eingangsstroms angepasst werden; Die Vorwärts- und Rückwärtsdrehung des Motors kann durch Ändern der Richtung des Öleinlasses und -rücklaufs erreicht werden.
Dies ist die Kernkomponente des Motors. In der Regel handelt es sich um einen fünf- oder mehrsternförmigen Nockenring, dessen Kurve präzise gestaltet ist (z. B. eine Kurve mit gleicher Beschleunigung – konstanter Geschwindigkeit – gleicher Verzögerung), die eine gleichmäßige und gleichmäßige Drehmomentabgabe gewährleistet und mehrere Hübe ermöglicht, wodurch jeder Kolben innerhalb einer einzigen Umdrehung mehrfach Arbeit verrichten kann, was die Drehmomentdichte und die Stabilität bei niedrigen Drehzahlen deutlich erhöht.
Die Kolben sind radial im Zylinder angeordnet und haben an den Enden Rollen. Die Rollen haben Rollreibung mit der inneren Kurvenbahn, was zu geringem Reibungsverlust, hoher mechanischer Effizienz und langer Lebensdauer führt. Die Anzahl der Kolben ist normalerweise eine gerade Zahl (z. B. 10) und gleichmäßig verteilt.
Normalerweise handelt es sich um eine Ölverteilerwelle oder eine stirnseitige Ölverteilerscheibe. Es dreht sich synchron mit der Abtriebswelle, verteilt das Drucköl in der Einlassphase präzise auf die Zylinderhohlräume und saugt in der Auslassphase das Rücklauföl aus den Zylinderhohlräumen ab. Die Genauigkeit des Strömungsverteilungsmechanismus wirkt sich direkt auf den volumetrischen Wirkungsgrad und die Leistung des Motors bei niedrigen Drehzahlen aus.
Bei einigen Konstruktionen wird die von den Kolben erzeugte Tangentialkraft direkt über den Querträger oder die Pleuelstange auf das Exzenterrad der Abtriebswelle übertragen. Durch diese Struktur kann die Abtriebswelle nur Drehmoment und keine Radialkraft aufnehmen, was zu einer längeren Lagerlebensdauer führt.
Die Gehäusestruktur ist stabil und dient zur Lagerung der inneren Kurvenschiene und der Lager. Die Abtriebswelle wird in der Regel von groß dimensionierten Hochleistungslagern getragen, um enormen radialen und axialen Belastungen standzuhalten.
Einige Modelle verfügen über eine durchgehende Wellenschnittstelle, die den Anschluss anderer hydraulischer Komponenten (z. B. einer Ölnachfüllpumpe oder eines anderen Motors) an derselben Wellenleitung ermöglicht.
Produktspezifikationen:
• Extrem hohe Drehmomentdichte: Das mehrfach wirkende Innenkurvendesign ermöglicht eine große einzelne Rotationsverschiebung und ermöglicht so die Erzeugung eines erheblichen Drehmoments in einem kompakten Volumen. Die Leistungsdichte ist der von Getriebemotoren und Lamellenmotoren weit überlegen.
• Hervorragende Stabilität bei niedrigen Geschwindigkeiten: Mehrere Kolben arbeiten abwechselnd nacheinander, mit einer hohen Anzahl von Hüben und minimalen Drehmomentschwankungen. Es kann auch bei extrem niedrigen Drehzahlen (sogar unter 1 U/min) reibungslos laufen, ohne dass es zu „Schlupf“-Phänomenen kommt.
• Hohes Anlaufdrehmoment: Der mechanische Wirkungsgrad beim Anfahren ist hoch und das Anlaufdrehmoment kann über 90 % des theoretischen Drehmoments erreichen. Dies eignet sich besonders für Startbedingungen mit hoher Belastung.
• Direktantriebsfähigkeit: Das Drehmoment ist stark genug, um die Räder, Trommeln, Raupenkettenräder usw. direkt anzutreiben, wodurch ein großes mechanisches Getriebe überflüssig wird, das System vereinfacht und die Übertragungseffizienz verbessert wird.
• Hervorragende variable Anpassungsfähigkeit: Durch den servovariablen Mechanismus können einige Modelle stufenlose oder stufenvariable Funktionen erreichen (durch Änderung der Anzahl der effektiven Kolben oder der Anzahl der Betätigungen), wodurch der Geschwindigkeitsregulierungsbereich erweitert wird.
• Hohe Steifigkeit und Schlagfestigkeit: Die Struktur ist robust, das interne Ölkompressionsvolumen ist klein, die Geschwindigkeitssteifigkeit ist gut, es reagiert schnell auf Laständerungen und kann starken Stoßbelastungen standhalten.
• Lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit: Das Hauptreibungspaar (Rolle – Schiene) steht in Wälzkontakt, was zu minimalem Verschleiß führt. Das robuste Design der Lager und des Gehäuses sorgt für Langlebigkeit in rauen Umgebungen.
• Baumaschinen: Fahrantriebe und Drehmechanismen für Bagger und Kräne; Trommelantriebe für Betonmisch- und Transportfahrzeuge; Vibrationsradantriebe für Walzen.
• Bergbau- und Hafenmaschinen: Bergbauwinden und Förderantriebe; Großfahrzeugantriebe für Hafenkrane und Schiffsbelader.
• Schiffs- und Meerestechnik: Direktantrieb für Deckmaschinen wie Ankerwinden, Winden, Ruderanlagen und Propeller.
• Land- und forstwirtschaftliche Maschinen: Der Schreitantrieb für Mähdrescher, das Vorschubwerk für Holzerntemaschinen.
• Sonderfahrzeuge: Radantrieb für Schwerlasttransportfahrzeuge, Nivelliereinrichtung für Windkraftanlagenfahrzeuge.
• Industrieausrüstung: Antrieb für Drehtische, Mischer und Wickelmaschinen mit großem Drehmoment.
1. Auswahlschritte:
Bestimmen Sie das Lastdrehmoment und die Drehzahl: Berechnen Sie das maximale Arbeitsdrehmoment und den maximalen Drehzahlbereich, der für die angetriebene Last erforderlich ist.
Berechnen Sie die erforderliche Verdrängung: Basierend auf dem maximalen Arbeitsdruck des Systems und dem erforderlichen Drehmoment verwenden Sie die Drehmomentformel, um die erforderliche Verdrängung zu berechnen. Hubraum (L/r) ≈ (Drehmoment Nm × 62,8) / Druck bar.
Überprüfen Sie den Drehzahlbereich: Stellen Sie sicher, dass die erforderliche Betriebsdrehzahl innerhalb des vom Motor zugelassenen Bereichs liegt.
Wählen Sie die Installations- und Verbindungsmethode: Wählen Sie basierend auf der Struktur des Hosts den Flanschtyp, den Nabentyp oder den Gehäuserotationstyp. Bestimmen Sie die Wellenverlängerungsform (Kegelrad, Flachkeil) und den Ölanschlussanschluss (Gewinde, Flansch).
Berücksichtigen Sie Zusatzfunktionen: ob Feststellbremse, Geschwindigkeitssensor, Ölablassanschluss, Kreuzgelenkantrieb usw. erforderliche Optionen sind.
Ausrichtung und Unterstützung: Die Abtriebswelle des Motors und die Lastwelle müssen genau ausgerichtet sein. Es wird empfohlen, eine flexible Kupplung zu verwenden. Stellen Sie sicher, dass auf der Lastseite eine ausreichende Abstützung vorhanden ist, um ein zusätzliches Biegemoment auf die Motorlager zu vermeiden.
Anschluss der Ölablassleitung: Der separate Ölablassanschluss (Ölrücklaufanschluss des Gehäuses) muss über eine ausreichend große Ölleitung direkt und reibungslos mit dem Öltank verbunden werden und der Gegendruck sollte den spezifizierten Wert des Produkts (typischerweise < 0,05 MPa) nicht überschreiten. Dies ist entscheidend für den Schutz der Wellendichtung.
Erstinbetriebnahme: Vor der Inbetriebnahme sollte das Gehäuse mit sauberem Hydrauliköl gefüllt werden.
• Ölreinheit: Dies ist die Lebensader, die die Lebensdauer des Ventiltriebs und des Kolbentriebs gewährleistet. Die Reinheit des Systemöls sollte mindestens NAS 1638 Klasse 8 oder ISO 4406 Klasse 19/17/14 oder höher entsprechen. Es müssen hochwertige Ölfilter verwendet werden.
• Schmieröl und Öltemperatur: Verschleißschutz-Hydrauliköl mit hohem Viskositätsindex (z. B. VG46 oder VG68) verwenden. Die normale Betriebsöltemperatur sollte zwischen 30 °C und 70 °C gehalten werden.
Gegendruckkontrolle: Der Rücklaufölweg muss einen bestimmten Gegendruck aufrechterhalten (normalerweise 0,5–1 MPa), um einen „losen Kontakt“ zu verhindern, wenn sich die Rolle von der Schienenoberfläche löst. Der Gegendruck sollte jedoch nicht zu hoch sein.
• Regelmäßige Wartung: Überprüfen Sie regelmäßig den festen Sitz der Verbindungsschrauben und prüfen Sie die Wellendichtung auf eventuelle Undichtigkeiten. Überprüfen Sie gemäß dem vom Hersteller empfohlenen Zeitplan (z. B. alle 2000 Betriebsstunden) die Ölqualität und ersetzen Sie das Filterelement. Überwachen Sie regelmäßig die Geräuschentwicklung, den Temperaturanstieg und die Ausgangsleistung des Motors.
• Fehlerdiagnose: Häufige Fehler sind unzureichende Ausgangsleistung, instabile Drehzahl, Leckage usw. Während der Fehlerbehebung muss zunächst überprüft werden, ob Systemdruck und -fluss normal sind, ob das Öl sauber ist und ob die Ölabflussleitung frei ist. Bei internem Verschleiß muss Fachpersonal eine Demontageinspektion durchführen.
