CN100482954C - 一种液压马达 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压马达，为解决现有产品效率不高等问题，本发明的液压马达包括由主壳和端盖组成的旋转体、与旋转体连接的输出轴、主轴、揉轮、输出轴、保护壳、隔离限位件等部件；当从进液孔输入高压液体时，高压液体可经主轴上的进液孔、喷液口流到揉轮上的凹槽，再经揉轮上的连通孔流到位于隔离限位件第一侧的揉轮环面与揉腔内壁之间的间隙中，高压液体冲击揉腔内壁，可带动旋转体、揉轮、以及输出轴同步转动，而主轴则保持固定不动；释放压力后的液体可经位于隔离限位槽第二侧的揉轮上的导液槽进入回液腔，再经主轴上的回液口、出液孔流出。这种液压马达的特点是能量转换效率、且可在较低压力的液体驱动下输出较高的转速。

Description

一种液压马达
技术领域
本发明涉及液压马达，更具体地说，涉及一种效率高、可在较低压力的液体驱动下输出较高转速的液压马达。
背景技术
为了实现能量传递，通常需要用高压液体来驱动物体旋转，也就产生了液压马达。现有技术的中液压马达主要有叶片马达和柱塞马达。它们虽然具有旋转的结构体，但其变容机构的运动方式仍然是直线平动，或者应称叠加于转动的直线平动。两者的变容原理有所不同。叶片马达是利用在施转子中径向伸缩的叶片分割相对偏心的容腔来造成叶片间扇形区域的容积发生周期性变化。而柱塞马达则是利用柱塞在旋转的转子中的径向平动造成小容腔中的径向平动来造成小容腔的容积变化，后者还需精密的柱面或端面流结构来配合工作。
该两类机械虽然结构简单，惯性动反力也较少，但其叶片和柱塞均具有力系自平衡性，需要依靠外加约束力来平衡。两类机械的机构磨擦的共同特点是：生成摩擦力的约束力均被最大化。因此，这两种机械的内机械损耗的比利都太高，并且，它们也都强烈地依赖于润滑。
现有技术的第二种变容方式——旋转变容方式，也同样存在效率瓶颈。旋转变容方式可以细分为三类：螺旋运动方式、齿轮啮合运动方式和偏心轮旋转方式。整体上讲，旋转变容方式的运动机构具有力系自平衡性，这大有利于降低机构磨擦损耗。但旋转变容运动的另一类内机械损耗又成了突出问题，个别情况下，其容积损耗也可能过大。
除了上述效率瓶颈以外，现有流体机械的另一个问题是目标和产品的单一性。单一性就是不通用，一种产品只能用于一个目的，并且只能在一种设定的条件下使用下。
发明内容
本发明要解决现有技术的上述缺陷，提供一种效率高、可在较低压力的液体驱动下输出较高转速的液压马达。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种液压马达，包括旋转体，以及与旋转体第二端连接的输出轴，还包括主轴和揉轮；其中，
所述旋转体包括主壳和端盖，在所述旋转体内设有与揉轮对应且直径大于揉轮直径的揉腔，所述揉轮装于所述揉腔内；在所述揉腔的两侧设有直径小于揉轮直径的回液腔；
在所述揉轮的外环面上设有一个轴向限位槽，在所述揉腔内壁设有伸入到所述限位槽中的隔离限位件，所述隔离限位件用于阻止所述揉轮转动并允许其有适当的活动裕度；
所述主轴从所述旋转体的第一端插入到旋转体内部，所述主轴上与揉腔对应的位置为偏心结构；所述揉轮松动配合地套装于主轴的偏心位置，可随主轴的转动而产生依次挤压揉腔内壁的揉动，使所述揉轮的外环面与揉腔内壁之间间隙的大小循环变化；
在所述揉轮的内环面中央设有径向环形凹槽，在所述限位槽的第一侧设有将所述凹槽与外部连通的连通孔；在所述限位槽第二侧的揉轮环面上设有将所述回液腔连通的轴向导液槽；
在所述主轴内设有与其第一端面连通的轴向进液孔和轴向出液孔，在所述主轴上与揉轮的凹槽正对的位置设有将进液孔与凹槽连通的喷液口，在所述揉轮两侧的主轴上还设有将出液孔与回液腔连通的回液口。
本发明的液压马达中，可设置至少两个揉轮，此时，在所述旋转体内设有与揉轮对应数量的揉腔；针对每一个揉轮，在揉腔的两侧设有对应的回液腔，在该揉轮上设有一套对应的限位槽、凹槽和导液槽，在所述主轴上设有与之对应的喷液口和回液口。
本发明的液压马达中，最好还包括一个保护壳，所述保护壳的第一端与所述主轴固定连接，并将所述主壳及端盖套装于其内部。
本发明的液压马达中，针对每一个揉轮，可在所述主轴上设三个沿轴向腰形喷液口，所述三个沿轴向腰形喷液口之间平行排列；并且，可在其两侧的主轴上设三个沿轴向腰形回液口，所述三个沿轴向腰形回液口之间也平行排列。
由上述方案可知，本发明中，当从进液孔输入高压液体时，高压液体可经进液孔、喷液口流到揉轮的凹槽，再经揉轮上的连通孔流到位于隔离限位件第一侧的揉轮环面与揉腔内壁之间的间隙中，高压液体冲击揉腔内壁，可带动旋转体、揉轮、以及输出轴同步转动，而主轴则保持固定不动；释放压力后的液体可经位于隔离限位槽第二侧的揉轮上的导液槽进入回液腔，再经主轴上的回液口、出液孔流出。这种液压马达的特点是能量转换效率、且可在较低压力的液体驱动下输出较高的转速，所以可用于申请号为200510120802.7的风力发电装置和系统，作为其中的液压马达。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一个优选实施例中的液压马达的主视图；
图2是图1中所示液压马达的A-A剖视图；
图3是图2中所示旋转体的B-B剖视图；
图4是图1中所示主轴的主视图；
图5是图4的左视图；
图6是图4的D-D剖视图；
图7是图4的C-C剖视图；
图8是图1中所示揉轮的主视图；
图9是图8的E-E剖视图；
图10是图9的H-H剖视图；
图11是图10的F-F剖视图；
图12是图10的G-G剖视图；
图13是图12的仰视图；
图14A至图14D是工作过程中揉轮与揉腔之间的配合关系示意图。
具体实施方式
本发明的一个优选实施例如图1至图13所示。从图中可以看出，这种液压马达200的主要部件包括主壳201、端盖202、主轴203、揉轮204、输出轴205、保护壳206、隔离限位件209等。其中，主壳201与左右端盖202组成旋转体，输出轴205则连接于右端盖上，可随旋转体同步转动。
从图1和图3可以看出，在旋转体内对称地设有两个用于装设揉轮的揉腔221。如图2所示，该揉腔的直径略大于揉轮的直径，使得揉轮装于揉腔内时，有适当裕度的活动间隙。从图1和图3可以看出，在揉腔221的两侧，分别设有直径小于揉轮直径的回液腔222，本实施例中，共有左、中、右三个回液腔。
本实施例中所使用的揉轮204的结构如图8至图13所示，其中，揉轮中央突出部分为主体，用于与揉腔内壁配合，两侧的护边则用于与端盖配合。在揉轮的环面上设有一个轴向限位槽215，对应地，在揉腔内壁设有隔离限位件209，它伸入到限位槽中，用于限定揉轮使之不能转动，并允许揉轮有适当的活动裕度，如图2所示，该隔离限位件209还用于隔断揉轮与揉腔内壁之间的间隙。此外，在揉轮的内环面中央设有径向环形凹槽，在限位槽215的右侧设有可将凹槽与外部连通的连通孔216，该连通孔的尺寸由内向外逐渐变大，达到揉轮环面时则延伸至整个环面宽度；另外，在限位槽215左侧的揉轮环面上设有轴向导液槽214，当揉轮按图1所示装配时，该导液槽可将揉轮左右两侧的回液腔222连通。
本实施例中所使用的主轴203的结构如图4至图7所示，该主轴从旋转体的左端插入到旋转体内部，主轴上与揉腔对应的位置为偏心结构；装配时，揉轮松动配合地套装于主轴的偏心位置，可随主轴的转动而产生依次挤压揉腔内壁的揉动，使揉轮环面与揉腔内壁之间间隙的大小可循环变化。从图中可以看出，在主轴204内设有与其左端面连通的轴向进液孔207和轴向出液孔208，在主轴上与揉轮的凹槽217正对的位置设有三个腰形喷液口210，它们可将主轴内的进液孔207与揉轮上的凹槽217连通；在所述揉轮两侧的主轴上还设有三个腰形回液口211，它们可将主轴内的出液孔与旋转体内的回液腔连通。
本实施例中，当从主轴的进液孔207输入高压液体时，该高压液体可经进液孔207、喷液口210流到揉轮204的凹槽217中，然后经揉轮上的连通孔216流到位于隔离限位件209右侧的揉轮环面与揉腔内壁之间的间隙中，该高压液体会冲击揉腔内壁，从而带动旋转体、揉轮、以及输出轴同步转动，而主轴203则保持固定不动。释放压力后的液体可经位于隔离限位槽左侧的揉轮上的导液槽214进入回液腔222，再经主轴上的回液口211、出液孔208流出。
该液压马达的工作原理如图14A至图14D所示，其中，当输入高压液体时，可驱动旋转体逆时针转动，产生图14A、图14B、图14C、图14D所示次序的揉动效果，其中，
(1)从图14A到图14B，高压液体从主轴上的喷液口210进入到揉轮的凹槽217中，再经揉轮上的连通孔216流到位于隔离限位件209右侧的揉轮环面与揉腔内壁之间的间隙中，在高压液体的作用下，揉轮逆时针转动，使得位于隔离限位件右侧的间隙逐渐增大；同时左侧的间隙逐渐减小，从而可将先前输入的液体输出。
(2)从图14B到图14C，在液体的推动下，右侧间隙逐渐转移到上部；同时，左侧的间隙进一步减小，直至将出液口完全堵住。
(3)从图14C到图14D，右侧的间隙从零逐渐增大，液体两次进入；同时将位于上侧间隙内的液体向挤压到左侧间隙并输出。
(4)从图14D到图14A，液体的作用使得右侧的间隙进一步增大；同时左侧的间隙进一步减小，从而进一步将液体加压输出。
上述四种状态每重复一次上述，旋转体就旋转一周，可见，通过这种结构，由进液孔输入的液体可驱动旋转体调整旋转，而且这种马达的特点是可在较低压力的液体驱动下输出较高的转速，所以可用于申请号为200510120802.7的风力发电装置和系统，作为其中的液压马达。
具体实施时，上述主壳201、端盖202、主轴203、揉轮204、输出轴205、保护壳206、隔离限位件209等的结构还可根据需要作适当的变动。此外，同一主壳中可以只设置一套上述结构的揉腔加揉轮，也可设置三套或更多上述结构的套揉腔加揉轮，当设置两套或多套时，针对每一个揉轮，在其两侧设有对应的回液腔，在该揉轮上设有一套对应的限位槽、凹槽和导液槽，在所述主轴上设有与之对应的喷液口和回液口。

Claims (5)

1、一种液压马达，包括旋转体，以及与旋转体第二端连接的输出轴，其特征在于，还包括主轴和揉轮；
所述旋转体包括主壳和端盖，在所述旋转体内设有与揉轮对应且直径大于揉轮直径的揉腔，所述揉轮装于所述揉腔内；在所述揉腔的两侧设有直径小于揉轮直径的回液腔；
在所述揉轮的外环面上设有一个轴向限位槽，在所述揉腔内壁设有伸入到所述限位槽中的隔离限位件，所述隔离限位件用于阻止所述揉轮转动并允许其有适当的活动裕度；
所述主轴从所述旋转体的第一端插入到旋转体内部，所述主轴上与揉腔对应的位置为偏心结构；所述揉轮松动配合地套装于主轴的偏心位置，可随主轴的转动而产生依次挤压揉腔内壁的揉动，使所述揉轮的外环面与揉腔内壁之间间隙的大小循环变化；
在所述揉轮的内环面中央设有径向环形凹槽，在所述限位槽的第一侧设有将所述凹槽与外部连通的连通孔；在所述限位槽第二侧的揉轮的外环面上设有将所述回液腔连通的轴向导液槽；
在所述主轴内设有与其第一端面连通的轴向进液孔和轴向出液孔，在所述主轴上与揉轮的凹槽正对的位置设有将进液孔与凹槽连通的喷液口，在所述揉轮两侧的主轴上还设有将出液孔与回液腔连通的回液口。
2、根据权利要求1所述的液压马达，其特征在于，其中包括至少两个揉轮，在所述旋转体内设有与揉轮对应数量的揉腔；针对每一个揉轮，在揉腔的两侧设有对应的回液腔，在该揉轮上设有一套对应的限位槽、凹槽和导液槽，在所述主轴上设有与之对应的喷液口和回液口。
3、根据权利要求2所述的液压马达，其特征在于，还包括一个保护壳，所述保护壳的第一端与所述主轴固定连接，并将所述主壳及端盖套装于其内部。
4、根据权利要求2所述的液压马达，其特征在于，针对每一个揉轮，在所述主轴上设有三个沿轴向腰形喷液口，所述三个沿轴向腰形喷液口之间平行排列。
5、根据权利要求4所述的液压马达，其特征在于，针对每一个揉轮，在其两侧的主轴上设有三个沿轴向腰形回液口，所述三个沿轴向腰形回液口之间平行排列。
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