CN101418772A - 球形液压马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球形液压马达，它包括壳体、转子、两个叶片、四条密封条、两个配油锥和两块垫块。本发明的球形液压马达所有密封处均为面密封，排量大，压力高，效率高，比功率大，结构紧凑，加工相对容易，成本较低，寿命长。

Description

球形液压马达

技术领域

本发明涉及一种液压马达，尤其涉及一种新型高性能叶片式液压马达整体方案设计。

背景技术

现有的叶片式液压马达结构均为一转子偏心置于油缸体内，叶片径向与转子半径成一定角度置于转子内，工作时叶片在弹簧或油压的作用下甩出，与油缸体形成密封腔。这种形式叶片式液压马达由于叶片和油缸体之间是靠一条接触线密封，因此密封性能较差，输出扭矩较低，加上旋转时叶片与转子及油缸体间产生很大摩擦，致使叶片式液压马达整体磨损快，寿命短，效率低。另外，旋转时为了保证叶片能在转子内安全进出，转子必须有相当的直径，这样势必体积大，比功率低。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种球形液压马达，既能实现比功率大，全部密封处又均为面密封，不易磨损。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种球形液压马达，它包括壳体、转子、两个叶片、四条密封条、两个配油锥和两块垫块。

叶片近似半圆形，共有相同的两片，其中一片A1和B1是平行的平面，叶片宽度与图4b壳体的空心圆环宽度相等，C1是中心为O1半径与壳体柱面E4半径相同的柱面，D1是球心为O1半径与图2b转子球台C2半径相同的球面，E1是柱面，E1柱面以过球心O1的对称轴为中心轴，以O1K1为半径。

密封条共有相同的四条，其中一条上侧是一半径与叶片柱面E1半径相等的柱面，下侧是平面，球心O1与该平面的垂直距离为图2b转子平板厚度的一半，G1是球心为O1半径与图2b转子中心球台C2半径相等的球面，F1是球心为O1半径与图4b壳体球面F4半径相等的球面，H1和I1两个面是平行的平面，宽度与叶片宽度相等。叶片和密封条均为轴对称。

转子当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，球台中间如同插入一块平板，A2和B2是平行的圆平面，C2和D2是球心为O2的球面，平板上下两面I2和J2是平行的平面，E2和F2是球心为O2半径与壳体球面F4半径相同的球面，G2和H2是两相同的阴圆台侧面，其中一个阴圆台上下两底分别是圆平面B2和以K2L2为直径的圆面，整个转子不仅关于球台中心O2对称，也是轴对称。

配油锥是一圆台，共有相同的两个，其中一个圆台上下两底A3和B3的半径分别和转子阴圆台侧面G2和H2上下两底的半径相等，高度也与转子阴圆台侧面G2和H2的高度相等，一侧面是被一平面相截的平面C3，该平面可以与配油锥圆台侧面的母线平行，也可以不与配油锥圆台侧面的母线平行，平面C3最宽处的宽度不大于转子平板厚度，平面C3的空间位置以如下而定：保证装配好后平面C3和相应的壳体圆环平行平面C4和D4相贴合，D3至E3的锥面为排油面，点E3的位置是当转子由初始位置逆时针旋转九十度时转子平板左侧平面的位置，点F3至G3的锥面为进油面，点G3的位置是当转子由初始位置逆时针旋转九十度时转子平板左侧平面的位置。

壳体是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子的宽度K2M2相等，A4和B4是平行的圆平面，球面F4以O4为球心，半径与转子左右外侧E2和F2球面的半径相等，壳体球面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片厚度相等，C4和D4是平行的圆平面，E4是中心为O4的柱面，其外径与叶片柱面C1的外经相等，且大于壳体球面F4的外径，圆环平行的C4和D4两平面的空间位置以如下而定：保证装配好后C4和D4两平面与一配油锥侧面的平面C3及另一配油锥侧面的相应平面贴合。整个壳体关于球台中心O4对称。

垫块是一段圆环，共有相同的两条，其中一条外侧A5是半径与壳体对角圆环E4外径相等的柱面，内测B5是半径与壳体球面F4半径相等的球面，厚度与叶片宽度相等，两腰部C5和D5是半径与叶片底面柱面E1的半径相等的柱面。垫块形状为轴对称。

进一步地，所述配油锥一侧面的平面C3也可省略；所述密封条的球面G1也可为半径为OL的柱面，与之配合的转子球面C2和D2的相应部分也为半径相等的柱面；所述叶片柱面C1和壳体柱面E4间也可安放一圈滚珠；所述进油面和排油面也可不放在配油锥上，而放在壳体上。

本发明具有的有益效果是：

1)所有密封处均为面密封；

2)体积小，扭矩大，效率高；

3)比功率大；

4)结构紧凑，加工相对容易；

5)成本较低，寿命长。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1中，(a)是本发明的部件叶片和密封条形状示意图，(b)是(a)的左视图；

图2中，(a)是本发明的部件转子形状示意图，(b)是(a)的W-W剖面示意图；

图3中，(a)是本发明的部件配油锥形状示意图，(b)是(a)的P向示意图；

图4中，(a)和(b)是本发明的部件壳体形状示意图，(c)是(b)的M-M剖面示意图；

图5中，(a)是本发明的整体结构示意图，(b)是(a)的K向示意图，(c)是(a)的N-N剖面示意图；

图6是本发明的运行原理示意图；

图7中，(a)是图5(a)的U-U剖面示意图，(c)是图6的V-V剖面示意图，(b)和(d)是本发明的工作过程原理示意图；

图中：1、壳体，2、转子，3、叶片，4、密封条，5、配油锥，6、垫块。

具体实施方式

图1a和图1b所示为本发明的叶片3和密封条4的形状。叶片3近似半圆形，共有相同的两片，其中一片A1和B1是平行的平面，叶片3宽度与图4b壳体1的空心圆环宽度相等，C1是中心为O1半径与壳体1柱面E4半径相同的柱面，D1是球心为O1半径与转子2球台C2半径相同的球面，E1是柱面，E1柱面以过球心O1的对称轴为中心轴，以O1K1为半径。

密封条4共有相同的四条，其中一条上侧是一半径与叶片3柱面E1半径相等的柱面，下侧是平面，球心O1与该平面的垂直距离为转子2平板厚度的一半，G1是球心为O1半径与转子2中心球台C2半径相等的球面，球面G1也可为半径为OL的柱面，与之配合的转子球面C2和D2的相应部分也为半径相等的柱面，F1是球心为的O1半径与壳体1球面F4半径相等的球面，H1和I1两个面是平行的平面，宽度与叶片3宽度相等。叶片3和密封条4均为轴对称。

图2a和图2b所示为本发明的转子2的形状。转子2当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，球台中间如同插入一块平板，A2和B2是平行的圆平面，C2和D2是球心为O2的球面，当密封条4的球面G1为半径为OL的柱面时，与之配合的球面C2和D2的相应部分也为半径相等的柱面，平板上下两面I2和J2是平行的平面，E2和F2是球心为的O2半径与壳体1球面F4半径相同的球面，G2和H2是两相同的阴圆台侧面，其中一个阴圆台上下两底分别是圆平面B2和以K2L2为直径的圆面，整个转子2不仅关于球台中心O2对称，也是轴对称。

图3a和图3b所示为本发明的配油锥5的形状。配油锥5是一圆台，共有相同的两个，其中一个圆台上下两底A3和B3的半径分别和转子2阴圆台侧面G2和H2上下两底的半径相等，高度也与转子2阴圆台侧面G2和H2的高度相等，一侧面是被一平面相截的平面C3，该平面可以与配油锥5圆台侧面的母线平行，也可以不与配油锥5圆台侧面的母线平行，平面C3最宽处的宽度不大于转子2平板厚度，平面C3的空间位置以如下而定：保证装配好后平面C3和相应的壳体1圆环平行平面C4和D4相贴合，平面C3也可省略，这时，平面C3退化成一条直线，D3至E3的锥面为排油面，点E3的位置是当转子2转到图6所示位置时转子2平板左侧平面的位置，点F3至G3的锥面为进油面，点G3的位置是当转2子转到图6所示位置时转子2平板左侧平面的位置，图6所示位置即转子由初始位置图5a(图2b转子平板上下两面I2和J2处于水平位置)逆时针旋转九十度时的位置。

图4a、图4b和图4c所示为本发明的壳体1的形状。壳体1是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子2的宽度K2M2相等，A4和B4是平行的圆平面，球面F4以O4为球心，半径与转子2左右外侧大球面E2和F2的半径相等，壳体1球面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片3厚度相等，C4和D4是平行的圆平面，E4是中心轴通过O4的柱面，其外径与叶片3柱面C1的外经相等，且大于壳体1球面F4的外径，圆环平行的C4和D4两平面的空间位置以如下而定：保证装配好后C4和D4两平面与一配油锥5侧面的平面C3及另一配油锥侧面的相应平面贴合。整个壳体1关于球台中心O4对称。

叶片柱面C1和壳体柱面E4间也可安放一圈滚珠。

图5c中6所示为本发明的垫块6的形状。其中一条外侧A5是半径与壳体1对角圆环E4外径相等的柱面，内测B5是半径与壳体1球面F4半径相等的球面，厚度与叶片3宽度相等，两腰部C5和D5是半径与叶片3底面柱面E1的半径相等的柱面。垫块6形状为轴对称。

如图5和图6所示，本发明的球形液压马达包括壳体1、转子2、两个叶片3、四条密封条4，两个配油锥5和两个垫块6。

本发明的运行工作原理如下：

如图7b，在液压马达的一端，转子2，叶片3，密封条4，配油锥5和壳体1将油腔分割成三个各自独立的密封腔Q1，Q2和Q3。在转子2的一端，当转子2处于进油开始位置(如图5a或7a)时，高压油从配油锥的进油面进入油腔Q1，如图7b，这时油腔Q3已经充满了高压油，而油腔Q2则为低压油，三个油腔形成的压差，在转子上产生扭矩，使转子逆时针旋转，继而推动叶片逆时针旋转。当转子逆时针旋转时，油腔Q2里的低压油通过配油锥的排油面排出。当高压油继续从配油锥的进油面进入油腔Q1时，转子继续逆时针旋转。当转子转到图7c位置，并继续逆时针旋转时，油腔Q3从高压进油腔继而变成低压排油腔，而高压油则继续进入油腔Q1，油腔Q2仍为低压排油腔。油压差产生的扭矩继续推动转子逆时针旋转，如图7d。这时Q1为高压进油腔，Q2和Q3为低压排油腔。当转子逆时针转动图7a位置时，排油腔Q2里的低压油排尽，而Q1仍为高压进油腔，Q3仍为低压排油腔，这时高压油又从配油锥的进油面进入新的高压进油腔，推动转子继续逆时针旋转。当转子旋转到图7c位置时，油腔Q1从高压进油腔继而变成低压排油腔，这时Q3仍为低压排油腔，而高压油继续进入新的高压进油腔，推动转子继续逆时针旋转。如此周而复始，推动转子不断逆时针旋转。在液压马达的另一端，情况也和这一端完全相同。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本方面进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本方面作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1、一种球形液压马达，其特征在于，它包括壳体、转子、两个叶片、四条密封条、两个配油锥和两块垫块。其中：

叶片为轴对称，由面A1、B1、C1、D1、E1组成，平面A1和B1平行，叶片宽度与壳体的空心圆环宽度相等，C1是中心为O1半径与壳体柱面E4半径相同的柱面，D1是球心为O1半径与转子球台C2半径相同的球面，E1是以过球心O1的对称轴为中心轴，以O1K1为半径的柱面。

密封条为轴对称，其上侧是一半径与叶片柱面E1半径相等的柱面，下侧是平面，球心O1与该平面的垂直距离为转子平板厚度的一半，G1是球心为O1半径与转子中心球台C2半径相等的球面，F1是球心为O1半径与壳体球面F4半径相等的球面，H1和I1两个面是平行的平面，宽度与叶片宽度相等。

转子当中是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球台，A2和B2是平行的圆平面，C2和D2是球心为O2的球面，平板上下两面I2和J2是平行的平面，E2和F2是球心为O2半径与壳体球面F4半径相同的球面，G2和H2是两相同的阴圆台侧面，其中一个阴圆台上下两底分别是圆平面B2和以K2L2为直径的圆面，整个转子不仅关于球台中心O2对称，也是轴对称。

配油锥是一圆台，共有相同的两个，其中一个圆台上下两底A3和B3的半径分别和转子阴圆台侧面G2和H2上下两底的半径相等，高度也与转子阴圆台侧面G2和H2的高度相等，一侧面是被一平面相截的平面C3，该平面可以与配油锥圆台侧面的母线平行，也可以不与配油锥圆台侧面的母线平行，平面C3最宽处的宽度不大于转子平板厚度，平面C3的空间位置以如下而定：保证装配好后平面C3和相应的壳体圆环平行平面C4和D4相贴合，D3至E3的锥面为排油面，点E3的位置是当转子由初始位置逆时针旋转九十度时转子平板左侧平面的位置，点F3至G3的锥面为进油面，点G3的位置是当转子由初始位置逆时针旋转九十度时转子平板左侧平面的位置。

壳体是两头平行截掉两个球冠的腰鼓形球面，厚度与转子的宽度K2M2相等，A4和B4是平行的圆平面，球面F4以O4为球心，半径与转子左右外侧E2和F2球面的半径相等，壳体球面的对角是一空心圆环，圆环宽度与叶片厚度相等，C4和D4是平行的圆平面，E4是中心为O4的柱面，其外径与叶片柱面C1的外经相等，且大于壳体球面F4的外径，圆环平行的C4和D4两平面的空间位置以如下而定：保证装配好后C4和D4两平面与一配油锥侧面的平面C3及另一配油锥侧面的相应平面贴合。整个壳体关于球台中心O4对称。

垫块是一段圆环，为轴对称，其外侧A5是半径与壳体对角圆环E4外径相等的柱面，内测B5是半径与壳体球面F4半径相等的球面，厚度与叶片宽度相等，两腰部C5和D5是半径与叶片底面柱面E1的半径相等的柱面。

2、根据权利要求1所述的球形液压马达，其特征在于，所述配油锥一侧面的平面C3也可省略。

3、根据权利要求1所述的球形液压马达，其特征在于，所述密封条的球面G1也可为半径为OL的柱面，与之配合的转子球面C2和D2的相应部分也为半径相等的柱面。

4、根据权利要求1所述的球形液压马达，其特征在于，所述叶片柱面C1和壳体柱面E4间也可安放一圈滚珠。

5、根据权利要求1所述的球形液压马达，其特征在于，所述进油面和排油面也可不放在配油锥上，而放在壳体上。

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