CN2797713Y - 静力平衡摆缸式液压马达 - Google Patents
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Abstract
静力平衡摆缸式液压马达,包括通油盘、配油盘、壳体与壳体连接的柱塞盖、前盖,曲轴两端由轴承支承,配油盘通过十字轴与曲轴连接同步旋转,缸体圆周均布奇数个柱塞缸,柱塞缸内连接有柱塞体,柱塞体与套在曲轴上的轴承套接触,所述柱塞体沿球头、球面座组成的球铰中心通孔中上下滑动,其端部还可穿过中心通孔直到柱塞盖内腔,所述柱塞体由阻尼孔分成上、下腔,下腔液压作用面小于上腔液压作用面,下腔为上腔的55~99%,球面座固定在柱塞缸内腔中,球面座包容球头与其匹配。能量转换核心零件柱塞体受力平衡,球铰受力小,其提高了产品的效率和可靠性,延长了使用寿命,简化了结构,减少了零件数量而易加工,降低成本和噪音,实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种液压马达,尤其指一种静力平衡摆缸式液压马达。
背景技术
传统的液压马达采用曲轴连杆式结构,缸中的柱塞中间设有球窝与连杆球头相连接,连杆的圆柱底面紧贴曲轴的偏心面,曲轴由轴承支承,轴承固定在壳体与封盖上,曲轴的一端通过十字轴与配油盘相连,另一端与负载相连,当高压液压油由通油盘经配油盘、壳体进入柱塞缸时液压油产生的液压力作用在柱塞顶部,通过连杆传递至偏心轮上,连杆所受力可分解为驱动曲轴旋转的切向力和由轴承承受的径向力,其反作用力由柱塞上液压力和对柱塞缸内壁产生的侧向力所平衡。切向力驱动曲轴旋转,但由于存在对柱塞缸内壁的侧向力,使得关键零件摩擦副受力大,对材料强度、零件加工要求高,因此造成产品成本高、效率低、工作压力低、寿命短、可靠性差。
专利号为CN01245640.3“新型球体摆缸式液压马达”,虽采用万向转动的球体摆缸取代曲轴连杆结构,当液压油进入球体缸内产生的液压力作用到柱塞上时,由于柱塞随球体摆动,液压力的方向指向曲轴偏心的中心,避免了对球体缸内壁产生侧向力。但仍存在一些缺陷:(1)、球体缸形状复杂,加工要求高,球体缸内腔装有柱塞,通高压油时承载着与柱塞同样的液压作用力,因而对材料强度要求高,并且柱塞有两倍曲轴偏心距的行程,从而造成液压马达的体积大、成本高,限制了产品的应用范围;(2)、球体缸顶部通高压油,底部是壳体内腔,在液压力作用下,球体缸容易脱离缸盖的内球壁,造成严重泄漏导致产品可靠性差;(3)、设计大直径、大接触面的缸盖内球壁,使该摩擦副发热严重,机械效率低。
专利号为CN03232253.4的“一种径向摆缸柱塞式液压马达”,采用缸盖球头与摆缸内球窝,柱塞底球面与轴承套外球面两对球铰摩擦副结构,当高压液压油作用在柱塞上时,由于柱塞和摆缸随球铰摆动,虽避免了柱塞对摆缸内壁产生的侧向力。但也存在一些缺陷“(1)、缸盖形状十分复杂,凸状球头又在缸盖内腔,加工困难,特别是球头内腔设有多处转角的油液流道,甚至为直角转弯,导致该零件合格率低,产品成本高,油液扰动必然增大噪音,降低效率;(2)、柱塞和摆缸之间由弹簧来确保两球铰摩擦副贴合,因此弹簧的刚度要求较大,液压马达每转一周弹簧就要往复工作一次,并且行程是两倍的曲轴偏心距,弹簧极易疲劳,使用寿命短、可靠性差;(3)、柱塞底球面与轴承套外球面组成的球铰摩擦副要承担油液密封作用,因而对此零件的加工要求很高。
总之,上述两专利整体设计复杂,零件数量多、加工要求高、难度大,从而造成制造成本高、可靠性差;缸盖除起支承作用外,还存在受力面积大联接要求高;产品性能上存在机械效率、容积效率低,实用性较差。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种静力平衡摆缸式液压马达,其结构简单、生产成本低、工作压力高、功率密度大、产品效率高、噪音低、可靠性好、使用寿命长、实用性好。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:静力平衡摆缸式液压马达,包括通油盘、配油盘、壳体及与壳体密封连接的柱塞盖、前盖,位于壳体中心轴上的曲轴,曲轴两端由轴承支承,分别固定在壳体和前盖上,配油盘通过十字轴与曲轴连接同步旋转,缸体圆周均布奇数个柱塞缸,柱塞缸内连接有柱塞体,柱塞体与套在曲轴上的轴承套接触。所述柱塞体沿球头、球面座组成的球铰摩擦副中心通孔上下滑动,其端部可穿过中心通孔直到柱塞盖内腔,所述柱塞体由阻尼孔分成上、下两腔,下腔液压作用面小于上腔液压作用面,下腔为上腔的55~99%,球面座固定在柱塞缸内腔中,球面座包容球头与其匹配。
与现有技术相比,本实用新型的优点在于:(1)突破了传统设计理念,采用静压支承设计,使能量转换的核心零件柱塞体受力平衡,柱塞体沿球头、球面座组成的球铰摩擦副中心孔运动,球铰受力小,理论上仅承担柱塞体运动时所产生很小的摩擦力,只是对其运动起导向、支撑作用,从而提高了产品的效率和工作压力,有良好的启动效率,延长了使用寿命,拓宽了产品的使用范围。又因柱塞体不与柱塞缸腔内壁接触,减少了摩擦副数量,减小了液压马达体积,提高了产品的功率密度;(2)简化了结构减少了零件数量,而且零件简单易加工,降低了产品成本,提高了产品可靠性,(3)油液流道简单,液压油直接进入柱塞体腔内,既简化了密封又杜绝了高压油外漏的隐患,同时降低了油液的沿程损失和噪音。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是图1的右向剖视图。
具体实施方式
下面结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1、图2所示,静力平衡摆缸式液压马达包括通油盘1、配油盘2、壳体4及与壳体密封的前盖7、柱塞盖9,位于壳体中心轴上的曲轴8两端由轴承5支承,分别固定在壳体4、前盖7上,配油盘通过十字轴3与曲轴连接同步旋转,缸体圆周按径向呈放射状均布有5或7、9......奇数个柱塞缸,柱塞缸也可设计成两排错位排列的结构。
柱塞体12中心下端有阻尼孔15,为薄壁小孔或细长孔,将柱塞体分成上、下相通的两腔,为使两腔压力保持基本平衡,并确保有一定的剩余压紧力,使下腔液压作用面小于上腔液压作用面,现下腔面为上腔面的55~99%,若选择合适的阻尼孔可使液压马达能量转换效率最高,从而使容积效率、机械效率乘积为最大。
将各柱塞体12放入各柱塞缸内,其下端通过两圆形卡环11紧贴在轴承套6上,使其可沿圆周方向摆动,限制其向径向方向运动,柱塞体12下端的圆柱底面与曲轴8间设有多排滚柱和轴承套6组成一组滚动轴承,柱塞体下端圆柱底面与轴承套6紧贴,在任何工况下,不产生旋转运动,只产生摆动滑移,确保了柱塞体下腔静压支承面稳定,磨损最小,长期工作后液压马达仍然能保持良好的特性。
所述球面座14固定在壳体柱塞缸下端内腔壁上,与壳体4间用“O”型密封圈密封,球面座上表面的壳体上还嵌有“C”形压环10,由压环10固定球面座使其不移动。球面座14固定位置离曲轴8旋转中心越近,液压马达体积越小,结构越紧凑,功率密度就越大。
所述球面座14包容球头13,球头只能沿球面座内表面摆动,不能上下窜动,柱塞体与球头配合在其内滑动,而柱塞体端部还可穿过中心通孔滑动直到柱塞盖9内腔,对球头有一定的强度要求,能承担所受的液压力,有一定的密封长度,确保容积效率。球头与球面座间也可采用密封材料,密封。
液压马达工作时,高压油经通油盘1,依次进入配油盘2及壳体4上的斜油道,直接流入柱塞缸内并推动柱塞体,由柱塞体作用到曲轴8上,驱动曲轴8绕曲轴旋转中心转动,达到输出转速和扭矩的目的,由于柱塞体随球铰摆动,所以柱塞体作用力方向总是指向曲轴的中心。
Claims (4)
1、一种静力平衡摆缸式液压马达,包括通油盘(1)、配油盘(2)、壳体(4)及与壳体密封连接的柱塞盖(9)、前盖(7),曲轴(8)两端由轴承(5)支承,分别固定在壳体(4)和前盖(7)上,配油盘(2)通过十字轴(3)与曲轴连接同步旋转,缸体圆周均布奇数个柱塞缸,柱塞缸内连接有柱塞体(12),柱塞体(12)与套在曲轴上的轴承套(6)接触,其特征在于所述柱塞体(12)沿球头(13)、球面座(14)组成的球铰摩擦副中心通孔上、下滑动,其端部可穿过中心通孔直到柱塞盖(9)内腔,所述柱塞体由阻尼孔(15)分成上、下腔,下腔液压作用面小于上腔液压作用面,下腔面为上腔面的55~99%,球面座(14)固定在柱塞缸内腔中,球面座(14)包容球头(13)与其匹配。
2、根据权利要求1所述的静力平衡摆缸式液压马达,其特征在于柱塞体(12)中心下端有阻尼孔(15),为薄壁小孔或细长孔。
3、根据权利要求1所述的静力平衡摆缸式液压马达,其特征在于球面座(14)固定在壳体(4)柱塞缸下端内腔壁上,与壳体(4)间用“O”型密封圈密封,球面座上表面的壳体(4)上还嵌有“C”形压环(10)。
4、根据权利要求1所述的静力平衡摆缸式液压马达,其特征在于柱塞体(12)下端通过两圆形卡环(11)紧贴在轴承套(6)上。
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CN1321269C (zh) * | 2005-05-26 | 2007-06-13 | 尤新荣 | 静力平衡摆缸式液压马达 |
CN106351571A (zh) * | 2016-09-22 | 2017-01-25 | 安徽理工大学 | 一种矿用手持七星轮液压钻机 |
CN110332106A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-15 | 中国矿业大学 | 一种曲轴-柱塞副摩擦磨损试验***及方法 |
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CN106351571B (zh) * | 2016-09-22 | 2018-06-08 | 安徽理工大学 | 一种矿用手持七星轮液压钻机 |
CN110332106A (zh) * | 2019-07-23 | 2019-10-15 | 中国矿业大学 | 一种曲轴-柱塞副摩擦磨损试验***及方法 |
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