CN112360675B - 一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达，包括第一端盖、第二端盖、设置在第一端盖和第二端盖之间的定子、可转动的铰接在定子内部的缸体、配流装置以及设置在缸体上的柱塞，所述定子内壁上设有沿内壁周向分布的多组绕线柱，所述绕线柱上缠绕有通有三相交流电的线圈，所述缸体外周面上沿所述缸体周向等间距设有若干槽口，所述槽口内均卡接有磁极。本发明可提高马达的工作寿命，同时采用液压***和电磁***共同提供扭矩，有效提高马达的输出转矩，以带动高转矩的负载。

Description

一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达

技术领域

本发明涉及马达技术领域，尤其是一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达。

背景技术

内曲线径向柱塞马达是一种多作用的低速大转矩的液压马达，在每一转的过程中，每一个柱塞沿着曲线导轨往复多次，其具有单位质量功率大，体积小，液压径向力平衡，效率高等一系列的优点。但是在一些场合下，内曲线径向马达也存在着输出转矩不足，无法带动负载旋转的情况，因此，提出了一种具有三相绕组与磁化缸体的内曲线液压马达。

专利(CN101709685A)公开了一种径向柱塞式多作用内曲线液压马达，是一种主要适用于炉前等恶劣工作环境的液压设备，其主要由输出轴，安装座，齿圈，柱塞，驱动盘，后座，配油盘，制动器和制动轴等构成，本发明马达轨道采用单曲线轨道公式加工的齿圈来满足柱塞运动；各型密封圈的使用能够让高压与低压腔中间无显著泄漏，同时微量的泄漏量可以满足轴承的润滑需要，保证机器在运转过程中温度不会过高而损坏，但此专利中仍然不能解决输出转矩不足的问题。

专利(CN207526634U)公开了一种内曲线液压马达，包括主体、传动轴和散热架，主体内侧的两端均设置有封盖，封盖的内侧设置有滚动轴承，滚动轴承之间设置有传动轴，柱塞孔的外侧设置有柱塞，进油管道和出油管道的另一端均设置有过滤网，进油管道和出油管道的一侧均设置有导热块，导热块的内侧涂抹有导热胶，导热块的一端设置有散热架。本实用新型通过在进油管道和出油管道的一端设置过滤网，将进入马达的液油内的杂质过滤，保证液油清洁并防止杂质进入马达内导致内部部件损坏，通过在主体内设置导热胶并在导热胶的外端连接散热架，使导热胶可快速将热量传导至散热架，并通过散热架将热量消散，从而提高了本实用新型的实用性。此专利中解决的问题也是马达的散热问题，仍然不能解决输出转矩不足的问题。

专利(CN205714571U)公开了一种带有弹性阻尼器的低速直驱大扭矩水液压马达，包括前盖、转子体、定子、后盖、配流体、柱塞和弹性阻尼器，配流体安装在后盖的中心孔中，并与转子体的配流端面形成配流摩擦副；柱塞分别安装在转子体对应的径向柱塞孔中，柱塞内装入滚动体；所述转子体的配流端面上开有沿圆周均布的转子轴向孔，每个转子轴向孔与对应的一个径向柱塞孔相通，定子套在转子体外，且内壁与所有滚动体均构成滚动摩擦副。前盖与定子及后盖通过螺栓固定，定子与滚动体的接触面为具有过渡区的等加速运动规律曲面，配流体的圆柱面开设有沿圆周均布的第一径向孔和沿圆周均布的第二径向孔，第一径向孔和第二径向孔在圆周上交错布置；每个第一径向孔与对应一个后盖第一流道相通，每个第二径向孔与对应一个后盖第二流道相通；配流体的配流端面开设有沿圆周均布的配流体轴向孔，每个配流体轴向孔与转子体对应的一个转子轴向孔相通。工作时水液压泵提供的高压水通过后盖进入配流体的第一径向孔或第二径向孔，然后大部分高压水进入转子体上的径向柱塞孔；进入到转子体中的高压水通过径向柱塞孔作用在柱塞的底部，作用在柱塞底部的高压水使得柱塞在径向水液压力的作用下沿径向向外运动，从而将与其接触的钢球压在定子的内曲面上，这时钢球连同柱塞会受到定子给予的反作用力，反作用力分解出的切应力通过钢球和柱塞最终作用在转子体上，产生转矩，使转子体绕中心旋转，并在输出轴上形成一定的转速和扭矩。本专利中通过对定子内表面结构、材料以及增添弹性阻尼器等多方面的设计，进而实现水液压马达的低振动和低噪音，提升水液压马达的工作性能，延长其使用寿命，但是显然不能解决输出转矩不足的问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种输出转矩大，使用寿命长的具有三相线圈和磁化缸体的内曲线马达。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达，包括第一端盖、第二端盖、设置在第一端盖和第二端盖之间的定子、可转动的铰接在定子内部的缸体、配流装置以及设置在缸体上的柱塞，其特征在于：所述定子内壁上设有沿内壁周向分布的多组绕线柱，所述绕线柱上缠绕有通有三相交流电的线圈，所述缸体外周面上沿所述缸体周向等间距设有若干槽口，所述槽口内均卡接有与线圈配合的磁极。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述绕线柱为两组，每组绕线柱包括在同一个圆周上均布的多个绕线柱，且所述两组绕线柱完全相同，并沿定子轴向重复布置。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述定子内壁上设有位于所述两组绕线柱之间的隔磁环，所述隔磁环采用不导磁材料加工而成。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述槽口共设有三组，且所述三组槽口沿所述缸体的轴向方向设置，每组槽口包括均布在同一个圆周上的多个槽口；所述每组绕线柱与相邻的两组槽口之间的空间相对。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述第一端盖包括与缸体接触的圆盘及伸入缸体中心内孔中的中心轴，配流装置包括设置于所述圆盘上的贯穿所述圆盘的进油口和出油口、设置在圆盘内侧的若干配流窗口、设置在圆盘上的两个环形油槽，所述进油口通过所述外侧的环形油槽与所述配流窗口相连，所述出油口通过所述内侧的环形油槽与所述配流窗口相连，且与所述进油口相连接的所述配流窗口和与所述出油口相连接的所述配流窗口间隔布置。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述中心轴中心设置轴向设置的油孔，油孔上连接有沿着径向设置的将油液导入到中心轴和缸体中心内孔之间的径向润滑通道。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述缸体设于所述定子内腔，所述缸体于所述第二端盖一侧设置有向外延伸的输出轴，所述缸体与所述第一端盖接触面上设有若干与配流窗口相对的通油孔，于所述缸体圆周面上设有与所述通油孔配合且相通的柱塞孔，于所述柱塞孔内设置有与所述柱塞孔相配合的柱塞，所述定子内壁上还设有沿内壁均布的且形状完全相同的曲线导轨，曲线导轨与柱塞相对。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述第二端盖外侧通过螺栓连接有轴承端盖，所述第二端盖内侧设置有套接于所述输出轴的深沟球轴承，所述输出轴的内壁上设有沿所述输出轴周向分布的若干键槽。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述柱塞包括柱塞套及嵌置于所述柱塞套内的钢球，所述柱塞套底端加工有与柱塞套内的钢球联通的狭孔。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述定子上设有出线口，所述线圈通过所述出线口连接有设于所述定子外的接线盒。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

一方面，在中心轴上加工有油孔，油液可以通过该油孔进入中心轴与缸体内壁的接触面，起到润滑减摩的作用，另一方面，柱塞套底端加工有狭孔，液压油可以通过狭孔进入柱塞套，在液压马达工作时，柱塞上的钢球沿着曲线滑轨运动，将滑动摩擦转变为滚动摩擦，以上两点，均通过减小了摩擦来提高了马达的工作寿命。

当所述的内曲线液压马达在工作时，定子的绕线柱上缠绕有线圈，线圈通三相交流电，三相之间的相位差为120°，根据法拉第电磁感应定律产生磁场，三相交流电产生的磁场与缸体上的磁极相互作用，产生的转矩使得缸体旋转。与此同时第二端盖的进油孔通高压油，通过端面上的配流槽高压油进入缸体上的对应油孔，将缸体柱塞孔里的柱塞顶起，柱塞与曲线滑轨相接触并且相互挤压，使柱塞受到切向力，带动缸体的旋转。当液压马达需要反向旋转时，只需要将进出油孔对换，进油孔作为出油孔，出油孔作为进油孔，同时将三相交流电的接线盒里面的三相电任意两相反接，即可实现缸体的反向旋转。缸体最终的输出扭矩等于液压***的输出扭矩与电磁***的输出扭矩之和，进而可以满足更大转矩负载的需要，增加了内曲线马达的适用范围。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图；

图2是本发明整体结构的剖视图；

图3为本发明缸体的剖视图；

图4为本发明缸体的后视图；

图5为本发明缸体磁极分布图；

图6为本发明第一端盖剖视图；

图7位本发明定子的剖视图；

图8为本发明柱塞的剖视图；

其中，1、第一端盖，101、进油口，102、出油口，103、配流窗口，104、环形油槽，105、油孔，2、第二端盖，201、轴承端盖，3、缸体，301、输出轴，302、通油孔，303、柱塞孔，304、槽口，4、定子，401、绕线柱，402、曲线导轨，403、隔磁环，404、出线口，5、线圈，6、柱塞，601、柱塞套，602、钢球，603、狭孔，7、磁极，8、深沟球轴承，9、键槽，10、接线盒。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

本实施例涉及一种具有三相绕组与磁化缸体3的内曲线马达，如图1、图2所示，包括第一端盖1、第二端盖2、缸体3、定子4、线圈5和柱塞6，第一端盖1与第二端盖2之间通过螺栓连接有定子4，缸体3位于定子4内腔。

具体而言，如图1并结合图2和图6所示，第一端盖1为旋转体，其包括与缸体3接触的圆盘和中心轴，于圆盘上设有贯穿圆盘的进油口101和出油口102，并且，于圆盘的内侧还设有若干配流窗口103，此外，圆盘上还构造有两个直径不同的环形油槽104，进油口101和出油口102通过环形油槽104与各个配流窗口103相连，且与进油口101相连接的配流窗口103和与出油口102相连接的配流窗口103间隔布置，另外，于第一端盖1的中心轴上还设置有油孔105，油孔105上连接有沿着径向设置的将油液导入到中心轴和缸体3中心内孔之间的径向润滑通道，油液可以通过油孔105进入到第一端盖1与缸体3的摩擦表面，起到减摩润滑的作用。

此时，高压油从进油口101进入第一端盖1内侧，流经直径大的环形油槽104进入到各个与直径大的环形油槽104相连接的配流窗口103中，进入下述缸体3上的通油孔302，随后低压油再由各个与直径小的环形油槽104相连接的配流窗口103中流到直径小的环形油槽104中，最后从出油口102流出，以起到减摩润滑的作用，从而提高使用寿命。

结合图1和图2所示，第二端盖2也为旋转体，第二端盖2的外侧通过螺栓连接有轴承端盖201，第二端盖2的内侧设有套接于下述缸体3的输出轴301上的深沟球轴承8，以支撑缸体3并降低其摩擦系数，轴承端盖201起到防尘的作用，以提高寿命，保证润滑。

由图2并结合图7所示，定子4呈圆筒状，通过螺栓连接于上述第一端盖1和第二端盖2之间，定子4内壁上设有沿内壁周向分布的多组绕线柱401，优选的，绕线柱401为两组，且两组绕线柱401完全相同，并沿定子4轴向重复布置，绕线柱401上均缠绕有线圈5，定子4内壁上还设有沿内壁均布的且形状完全相同的曲线导轨402，定子4内壁上还设有位于两组绕线柱401之间的隔磁环403，且为了防止两组绕线柱401的线圈5通电之后之产生的磁场相互影响，隔磁环403采用不导磁的材料加工制成。此外，定子4上还设有出线口404，缠绕于绕线柱401上的线圈5通过出线口404以与定子4外的接线盒10相连接，以供外部接线使用。

由图3并结合图4所示，缸体3设于定子4内腔，缸体3于第二端盖2一侧设置有向外延伸的输出轴301，缸体3与第一端盖1接触面上设有若干与配流窗口103相对的通油孔302，通油孔302的数量与上述配流窗口103的数量相同，于缸体3圆周面上设有与通油孔302配合且相通的柱塞孔303，柱塞孔303与通油孔302的数量相同，于柱塞孔303内设置有与柱塞孔303相配合的柱塞6，柱塞6沿着曲线导轨402的表面滑动，滑动过程中，柱塞6在柱塞孔303内升降。

如图8所示，本发明的柱塞6包括钢球602与柱塞套601，柱塞套601底端加工有狭孔603，其中钢球602嵌入到柱塞套601中，当柱塞6在缸体3的柱塞孔303内滑动时，油液可以通过柱塞套601下面的狭孔603流入柱塞套601与钢球602相接触的面，起到减摩润滑的作用，钢球602将柱塞6沿着曲线滑轨运动时的滑动摩擦变为滚动摩擦，减小柱塞6的摩擦磨损，提高了工作寿命，同时使得耐冲击性得到了改善。

此外，缸体3外周面上沿缸体3周向等间距设有若干槽口304，槽口304共设有三组，且三组槽口304沿缸体3的轴向方向设置，相邻的两组槽口304之间的空间与上述每组绕线柱401相对，槽口304内均卡接有磁极7，如图5所示为缸体3的磁极7布置情况，每一组有8个槽口304，相邻的四个磁极7为N极向外，S极向内；另外四个相邻的磁极7为S极向外，N极向内，三组磁极7的布置方式相同。另外，缸体3靠近第二端盖2的一侧的输出轴301的内壁上加工有花键的键槽9，通过花键来输出扭矩。

基于如上描述，本发明在使用时，定子4的绕线柱401上缠绕有线圈5，线圈5通三相交流电，三相之间的相位差为120°，根据法拉第电磁感应定律产生磁场，三相交流电产生的磁场与缸体3上的磁极7相互作用，产生的转矩使得缸体3旋转。与此同时第一端盖1的进油口101通高压油，通过端面上的配流窗口103高压油进入缸体3上的对应通油孔302，将缸体3柱塞孔303里的柱塞6顶起，柱塞6与曲线滑轨相接触并且相互挤压，使柱塞6受到切向力，带动缸体3的旋转。

当内曲线液压马达需要反向旋转时，只需要将进出油口102对换，进油口101作为出油口102，出油口102作为进油口101，同时将三相交流电的接线盒10里面的三相电任意两相反接，即可实现缸体3的反向旋转。缸体3最终的输出扭矩等于液压***的输出扭矩与电磁***的输出扭矩之和。进而可以满足更大转矩负载的需要，增加了内曲线马达的适用范围。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达，包括第一端盖（1）、第二端盖（2）、设置在第一端盖（1）和第二端盖（2）之间的定子（4）、可转动的铰接在定子（4）内部的缸体（3）、配流装置以及设置在缸体（3）上的柱塞，其特征在于：所述定子（4）内壁上设有沿内壁周向分布的多组绕线柱（401），所述绕线柱（401）上缠绕有通有三相交流电的线圈（5），所述缸体（3）外周面上沿所述缸体（3）周向等间距设有若干槽口（304），所述槽口（304）内均卡接有与线圈（5）配合的磁极（7）；

所述绕线柱（401）为两组，每组绕线柱包括在同一个圆周上均布的多个绕线柱（401），且所述两组绕线柱（401）完全相同，并沿定子（4）轴向重复布置；

所述定子（4）内壁上设有位于所述两组绕线柱（401）之间的隔磁环（403），所述隔磁环（403）采用不导磁材料加工而成；

所述槽口（304）共设有三组，且所述三组槽口（304）沿所述缸体（3）的轴向方向设置，每组槽口包括均布在同一个圆周上的多个槽口（304）；所述每组绕线柱（401）与相邻的两组槽口（304）之间的空间相对；

缸体（3）最终的输出扭矩等于液压***的输出扭矩与电磁***的输出扭矩之和，进而能够满足更大转矩负载的需要，增加了内曲线马达的适用范围。

2.根据权利要求1所述的一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达，其特征在于：所述第一端盖（1）包括与缸体（3）接触的圆盘及伸入缸体（3）中心内孔中的中心轴，配流装置包括设置于所述圆盘上的贯穿所述圆盘的进油口（101）和出油口（102）、设置在圆盘内侧的若干配流窗口（103）、设置在圆盘上的两个环形油槽（104），所述进油口（101）通过外侧的环形油槽（104）与所述配流窗口（103）相连，所述出油口（102）通过内侧的环形油槽（104）与所述配流窗口（103）相连，且与所述进油口（101）相连接的所述配流窗口（103）和与所述出油口（102）相连接的所述配流窗口（103）间隔布置。

3.根据权利要求2所述的一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达，其特征在于：所述中心轴中心设置轴向设置的油孔（105），油孔（105）上连接有沿着径向设置的将油液导入到中心轴和缸体（3）中心内孔之间的径向润滑通道。

4.根据权利要求2所述的一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达，其特征在于：所述缸体（3）设于所述定子（4）内腔，所述缸体（3）于所述第二端盖（2）一侧设置有向外延伸的输出轴（301），所述缸体（3）与所述第一端盖（1）接触面上设有若干与配流窗口（103）相对的通油孔（302），于所述缸体（3）圆周面上设有与所述通油孔（302）配合且相通的柱塞孔（303），于所述柱塞孔（303）内设置有与所述柱塞孔（303）相配合的柱塞（6），所述定子（4）内壁上还设有沿内壁均布的且形状完全相同的曲线导轨（402），曲线导轨（402）与柱塞（6）相对。

5.根据权利要求4所述的一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达，其特征在于：所述第二端盖（2）外侧通过螺栓连接有轴承端盖（201），所述第二端盖（2）内侧设置有套接于所述输出轴（301）的深沟球轴承（8），所述输出轴（301）的内壁上设有沿所述输出轴（301）周向分布的若干键槽（9）。

6.根据权利要求4所述的一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达，其特征在于：所述柱塞（6）包括柱塞套（601）及嵌置于所述柱塞套（601）内的钢球（602），所述柱塞套（601）底端加工有与柱塞套（601）内的钢球（602）联通的狭孔（603）。

7.根据权利要求1所述的一种具有三相绕组和磁化缸体的内曲线马达，其特征在于：所述定子（4）上设有出线口（404），所述线圈（5）通过所述出线口（404）连接有设于所述定子（4）外的接线盒（10）。

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