1.电子调速系统工作原理

一台德国原装宝马牌MPH100S型稳定土拌合机（以下简称拌合机）出现工作无力现象，无法进行拌合施工。

停机检查发现，拌合转子一侧液压马达曲轴从伸出壳体外的根部折断，失去驱动功能。因拌合转子由左、右2个马达同时驱动，现只剩1个马达工作，其输出扭矩不能满足工况要求，由此造成拌合机工作无力。将该马达解体后，还发现五星体滑盘断裂、柱塞与缸孔之间的密封圈老化变形和配流器密封环严重磨损等现象。

该拌合机是20年以前的产品，所配装马达为英国SMA 1600 B1143型低速大扭矩液压马达，该型号马达现已不再生产，并被新型马达取代，由于损坏程度比较严重，只能更换新总成。但是在国内找不到替代品，国外订货需29万元且供货期至少1个月。因购置费用高、供货时间长，遂决定自行修复。

1.加工制作马达曲轴

(1) 结构与原理

马达曲轴的输出端通过连接套与拌合转子中心轴连接，连接套的一侧与马达曲轴以矩形平键结合，另一侧以花键与拌合转子花键轴连接。连接套的作用是保护马达曲轴不受损坏。一旦马达曲轴损坏，修理过程繁琐，且维修费用高。为此需要增加1个连接套，当作易损件使用，其承受扭力的强度应略低于马达曲轴的强度。

由该马达工作原理可知，马达曲轴分为4个工作部分：

一是配流部分。其进、回油2道环槽采用铸铁密封环间隙密封。轴与轴套的配合间隙至关重要，若中间的一道密封环因密封不良而产生泄漏，将造成进油腔与回油腔直接连通，马达就无法正常工作。

二是能量转换部分。由进、回油2个配流口和马达曲轴上的偏心圆构成。偏心圆的偏心量及偏心圆与五星体轴孔的配合间隙应符合设计要求。根据马达的转速和马达承载的压力（最高32.8 MPa），取其配合间隙0.04～0.08 mm。

三是支承部分。它位于偏心圆两侧，用于安装2个不同型号的圆锥滚子轴承。

四是动力输出部分。这部分伸出马达壳体之外，而且外露的根部刚好是直径变化部位。由于该部位应力集中，容易断裂，设计时应在该部位设置过渡圆弧。

拌合机在施工时，由于过载和交变载荷的冲击时有发生，马达曲轴极易损坏，因此需要对其进行结构改进。

(2) 改进方案 

根据以上分析，我们测绘了马达曲轴零件加工图，并在此基础上改进。改进后结构尺寸如附图所示。

马达转矩通过马达曲轴输出，这就要求马达曲轴要有足够的强度；曲轴颈又是轴承内圈，必须具有较高的硬度。最后决定选用20CrMnMo材质，并采用先调质后渗碳热处理工艺，以保证表面硬度和芯部韧性。加工时则应保证偏心圆表面形位尺寸及2个轴承轴径的同轴度及平行度。

由于该曲轴加工精度要求高，且热处理后易产生变形，因此要适当增加渗碳深度和磨削余量。其加工工艺流程为：

模锻→粗车（留余量2 mm）→调质→粗车偏心→精车外圆→钻孔（长孔）→精铣键槽和油道→表面渗碳处理（硬度：HRC58～62）→精磨外圆和曲拐→堵油孔→检验。

2.加工五星体滑盘

五星体滑盘正面滑槽与背面滑槽互相垂直，其正面滑槽与五星体上的凸轨相接合，背面滑槽与马达壳端盖上的凸轨相接合，在工作中随着马达曲轴的旋转做平面摆动（自由滑动），与马达的其他组件一起实现导向功能。

原厂五星体滑盘由球墨铸铁铸造而成，因单件铸造成本高，所以改用机加工方法制作，材质选用45号钢板。其加工工艺流程为：刨平面→精铣平面→精铣滑槽（两面滑槽的垂直度为0.03 mm）→精磨平面(平面度0.03 mm)。

3.定做柱塞和配流盘密封件

柱塞与缸孔之间的密封采用Y型聚四氟乙烯密封圈，安装在5个缸孔上部；配流盘密封采用铸铁环对进、回油道进行密封。由于国内专业生产密封圈、密封环的厂家很多，而且质量有保证，所以采取了定做方法予以解决。

4.组装马达

组装前，须检验偏心轴部位的轴径与五星体孔径之间的装配间隙。方法是：先用外径千分尺测量偏心轴直径，再用内径量表测量五星体孔径，2个数值相减，得到装配间隙为0.05 mm，符合设计要求；再在偏心轴表面和五星体孔径内涂一层液压油，将五星体套装在偏心轴部位，检查五星体可自由转动，说明装配间隙符合技术要求。

五星体滑盘的滑槽与滑轨装配后，滑盘能在滑轨中自由移动且无旷量，说明装配间隙适宜。马达整体装配完毕后，用长度为400 mm的管钳卡住马达曲轴输出端（要防止损伤曲轴），单手施力转动马达曲轴进行检验，马达曲轴可缓慢转动，至此完成装配工作。

将修复后的转子马达安装到拌合机上，按照原厂设计的拌合深度进行拌合施工，工作正常，工作无力现象消失。此时检测其最高工作压力为32.8 MPa ，完全符合该机技术性能要求。