CN101586523A - 非圆行星齿轮液压马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用乳化液或矿物油作为介质的非圆行星齿轮液压马达，包括由非圆行星齿轮构成的轮系——变能机构，其轴向两端面处设置的前、后配流盘上有回液孔和进液孔工作腔连通，回液孔和进液孔的中心和中心轮中心的连线与中心轮中心和内齿圈的内凸节曲线中心的连线之间的夹角为12°～18°，由于本发明中合理地设置了内齿圈、中心轮与行星轮的轮系，且回液孔和进液孔按照特定的角度布置，这样就使得非圆行星齿轮液压马达工作运行可靠、功率高，且可提供大扭矩输出，可以满足多种环境要求的需要。

Description

非圆行星齿轮液压马达

技术领域

本发明涉及一种液压马达，具体讲就是一种非圆行星齿轮液压马达，适用乳化液或矿物油作为介质的液压马达。

背景技术

目前，采矿、船舶等场所有大量工作需要大扭矩的设备、工具方能完成，现有技术中的液压马达很难满足要求。例如，采煤作业的工作环境要求设备必须满足安全标准，严格杜绝作业工作场所有火花产生及积存易燃、易爆物，作为马达的工作介质以乳化液为佳，乳化液液压马达在上述场合有者广泛的用途，现有非圆行星齿轮液压马达由于技术方案自身存在的缺陷，导致其未能在产业上广泛使用。如名称为“凸轮行星齿轮马达”(CN2700597Y)的中国实用新型专利，其技术方案中的进油孔设置在外齿圈节曲线各边的中心，回油孔设置在外齿圈节曲线的各个顶点，这种布置方式存在液动死角，就是说初始位置处可能出现启动左、右转不确定或停转等问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种工作运行可靠、可提供大扭矩且输出功率高的非圆行星齿轮液压马达。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种非圆行星齿轮液压马达，包括由壳体、螺母套，其间构成的工作腔内有非圆行星齿轮构成的变能机构，其特征在于：非圆行星齿轮构成的变能机构包括多边形的内齿圈，其内部设置对应边数的中心轮，其间均匀间隔设置行星轮，内齿圈、中心轮与行星轮构成的轮系轴向两端面处设置前、后配流盘，前、后配流盘上分别开设回液孔和进液孔，回液孔和进液孔的孔口与内齿圈和中心轮围成的空腔连通，回液孔和进液孔的中心和中心轮中心的连线与中心轮中心和内齿圈的内凸节曲线中心的连线之间的夹角为12°～18°，壳体上设有与前、后配流盘上的回液孔和进液孔连通的通路，与中心轮的中心孔固连的输出轴由轴承支撑在壳体和后螺母套上。上述技术方案中，压力介质通过壳体上设置的与后配流盘上进液孔连通的通路进入，在相应的两相邻行星轮之间构成压力腔，压力介质经由前配流盘上的回液孔和壳体上所设的与前配流盘上的回液孔的通路流回，在压力介质的作用下，行星轮自传的同时公转，带动中心轮转动，中心轮转动时驱动与其相连的输出轴转动，从而将介质压力能转变成扭矩输出，为设备和工具提供动力。由于本发明中合理地设置了内齿圈、中心轮与行星轮的轮系，且回液孔和进液孔按照特定的角度布置，即回液孔和进液孔的中心和中心轮中心的连线与中心轮中心和内齿圈的内凸节曲线中心的连线之间的夹角为12°～18°，这样就使得非圆行星齿轮液压马达工作运行可靠、功率高，且可提供大扭矩输出，可以满足多种环境要求的需要。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是前配流盘的端面结构主视图；

图4是图3中的A-A剖视图；

图5是图4的右视图；

图6是后配流盘的端面结构主视图；

图7是图6中的A-A剖视图；

图8是图7的左视图；

图9是内齿圈的结构示意图；

图10是中心轮的结构示意图；

图11是壳体的结构示意图。

具体实施方式

结合图1，非圆行星齿轮液压马达包括壳体10、螺母套30，其间构成的工作腔内有非圆行星齿轮构成的变能机构，非圆行星齿轮构成的变能机构包括多边形的内齿圈40，内齿圈40内部设置对应边数的中心轮50，中心轮50与内齿圈40之间均匀间隔设置行星轮60，六边形的内齿圈40对应四边形中心轮50，其间有10个行星轮60；八边形的内齿圈40对应六边形中心轮50，其间有14个行星轮60。以下以六边形的内齿圈40、四边形中心轮50与10个行星轮60构成的轮系为例具体说明。

如图1、3～8所示，内齿圈40、中心轮50与行星轮60构成的轮系轴向两端面处设置前、后配流盘70、80，前、后配流盘70、80上分别开设回液孔71和进液孔81，回液孔71和进液孔81的孔口与内齿圈40和中心轮50围成的空腔连通，回液孔71和进液孔81的中心和中心轮50中心的连线与中心轮50中心和内齿圈40的内凸节曲线中心的连线之间的夹角为12°～18°，回液孔71和进液孔81分别位于内凸节曲线中心的两侧，参见图9。

壳体10上设有与前、后配流盘70、80上的回液孔71和进液孔81连通的通路11、12，与中心轮50的中心孔固连的输出轴90由轴承支撑在壳体10上和后螺母套30上。

作为优选的夹角，如图5、8、9所示，所述的回液孔71和进液孔81的中心和中心轮50中心的连线，该连线与中心轮50中心和内齿圈40的内凸节曲线中心的连线之间的夹角为15°，装配后以图1的左视状态为准，回液孔71位于内凸节曲线中心右侧，偏离夹角为15°；进液孔81位于内凸节曲线中心左侧，偏离夹角为15°；图9中示意给出了回液孔71和进液孔81所在的位置，并用虚线表示。

前、后配流盘70、80与内齿圈40之间设置限制彼此周向转动的定位机构，这是为了保证正常工作时，前、后配流盘70、80与内齿圈40的位置是固定的，也就是说，在保证正常工作状态下，将前、后配流盘70、80与内齿圈40彼此之间的相对位置固定住，这样才能保证前、后配流盘70、80上开设的回液孔71和进液孔81的孔口与工作腔的位置固定并保持在最佳位置上。

图1、5、8中，具体的定位机构包括开设在前、后配流盘70、80和内齿圈40上的定位孔以及与定位孔配合的定位销100，该结构简单可靠且便于加工和装配，结合图5、8，前、后配流盘70、80分别开设定位孔72、86与定位销100配合，并将前、后配流盘70、80与内齿圈40的周向转动进行限制，避免三者之间相对转动，确保回液孔71和进液孔81的孔口位置相对于内齿圈40是确定的。

结合图1、4、7，装配时前、后配流盘70、80与内齿圈40通过定位销100彼此轴向装配为一体，由于壳体10上开设的通路11延伸到工作腔的管壁上，在前、后配流盘70、80连同其上设置的密封圈110置于壳体10的工作腔过程中，刻伤前、后配流盘70、80上设置的密封圈110的几率十分高，一旦密封圈110被刻伤，将导致马达功率下降，严重时将无法工作，为保证装配时避免伤害密封圈，具体的方案是所述的前、后配流盘70、80上外径与工作腔内径配合，该配合段15小于后段的与后螺母套30配合的螺纹段16的孔径，同时小于配合段15和螺纹段16之间的过渡段17的孔径，构成通路11、12的孔位于前、后配流盘70、80的前后两端外侧且靠近前、后配流盘70、80的端面，前、后配流盘70、80的外缘面上开设有环形槽，槽内设置密封圈110与壳体10内工作腔内壁构成密封配合。所述的前、后配流盘70、80上外径与工作腔内径配合是指包含了密封圈110的配合状态，这样前、后配流盘70、80的外缘面上的环形槽中装配了密封圈110后，可以顺利通过与后螺母套30配合的螺纹段16孔径部位以及通路11延伸到工作腔内壁上的过渡段17的孔口部位，装配过程确保了密封圈110的完好。

结合图1、10，所述的输出轴90与中心轮50配合的轴长范围内的轴身和孔壁上设置有截面为半圆形、沿轴长方向布置的槽，该槽沿周向间隔均匀布置6～8个且槽腔内布置联轴器轴销120，这种结构便于加工、装配，且可以传递大扭矩；如小扭矩传递，可以考虑将联轴器轴销120由圆柱形变为圆球，输出轴90与中心轮50上的部位相应改为半圆形凹坑。中心轮(50)的轮壁上设置有凹坑、孔或沉孔52，优选的方案是孔52设置成通孔，孔口分别位于中心轮50两侧端面上，并且在四个角部布置，工作过程中孔52内积存有液体介质，如乳化液或矿物油等，这样对转动端面之间的摩擦具有良好润滑效果，同时有利于冷却。

结合图1、5、8、9，所述的内齿圈40上的定位孔41位于内齿圈40的内凸节曲线中心与内齿圈40中心连线上且位于径向壁厚的中部，定位孔41均匀设置6个。上述内齿圈40上的定位孔41的布置是优选的方案，这是充分利用了内凸节曲线中心部位的径向壁厚，即此处的圈体壁厚最大，在此处开孔不会影响齿圈的强度，内齿圈40上设置6个定位孔41，而在前、后配流盘70、80上只要各均匀设置三个定位孔71、86就能方便地、快捷的实现定位的对中，提高装配效率。

如图1、2、5所示，所述的前配流盘70的外缘面上开设有三道环形槽，两侧的环形槽安装密封圈110，前配流盘70上开设有将中间的环形槽74与前配流盘70中部的供输出轴90从中通过的孔壁连通的溢流孔73，中间的环形槽74与壳体10上设置的溢流孔13连通，溢流孔13的方向与通路11的方向垂直，两者之间垂直的布置方案有利于壳体10的加工。正常工作一段时间后，转动部件之间会有磨损，这样可能出现漏液现象，渗漏到输出轴90上的液体可以依次经过溢流孔73、溢流孔13流出。

结合图1、4、7，所述的前、后配流盘70、80的板面上沿轴向设有向外延伸的短管部75、85，短管部75的外壁置于壳体10前端的端盖14的孔中且两者之间设置密封，短管部75与其内部的输出轴90之间设置密封，后配流盘80上的短管部85的外壁置于后螺母套30的孔中且两者之间设置密封，短管部85与其内部的输出轴90之间设置密封，输出轴90由轴承支撑在端盖14和后螺母套30上，前后端轴承的外侧设置前后轴承端盖20A、20B。在前、后配流盘70、80设置短管部75、85，是为方便与壳体10和后螺母套30实施径向定位、便于安装密封部件；另外，为了限制前配流盘70的周向转动，具体采用的限位、定位方案是前配流盘70的前侧端面与壳体10的内侧端面之间设置定位销15，结合图11，定位销15设置在前配流盘70的前侧端面与壳体10的前端的端盖14之间。

结合图1，所述的铜质密封环78与容纳该铜质密封环78的环形槽76的槽壁之间设置止动销79A，止动销79A位于止动孔79中，设置止动销79A是为了避免铜质密封环78与前配流盘70发生转动，密封圈77挤推铜质密封环78与中心轮50的端面贴合，这样就是实现了端面密封，同时避免了中心轮50转动时与前配流盘70的严重摩擦，提高了部件的寿命、功率并有效地降低噪音，由于密封圈77一般都具有适当的弹性，即使铜质密封环78有一定的摩擦，在密封圈77的作用下铜质密封环78仍能与中心轮50的端面可靠贴合。与前配流盘70的上述结构类似的，后配流盘80上有止动孔83、环形槽82、槽84，其作用与效果可参考前配流盘70的相关内容。

Claims (11)

1、一种非圆行星齿轮液压马达，包括由壳体(10)、螺母套(30)，其间构成的工作腔内含有非圆行星齿轮构成的变能机构，其特征在于：非圆行星齿轮构成的变能机构包括多边形的内齿圈(40)，其内部设置对应边数的中心轮(50)，其间均匀间隔设置行星轮(60)，内齿圈(40)、中心轮(50)与行星轮(60)构成的轮系轴向两端面处设置前、后配流盘(70)、(80)，前、后配流盘(70)、(80)上分别开设回液孔和进液孔，回液孔和进液孔的孔口与内齿圈(40)和中心轮(50)围成的空腔连通，回液孔和进液孔的中心和中心轮(50)中心的连线与中心轮(50)中心和内齿圈(40)的内凸节曲线中心的连线之间的夹角为12°～18°，壳体(10)上设有与前、后配流盘(70)、(80)上的回液孔和进液孔连通的通路(11)、(12)，与中心轮(50)的中心孔固连的输出轴(90)由轴承支撑在壳体(10)和后螺母套(30)上。

2、根据权利要求1所述的非圆行星齿轮液压马达，其特征在于：六边形的内齿圈(40)对应四边形中心轮(50)，其间有10个行星轮(60)；八边形内齿圈(40)对应六边形中心轮(50)，其间有14个行星轮(60)。

3、根据权利要求1所述的非圆行星齿轮液压马达，其特征在于：所述的回液孔和进液孔的中心和中心轮(50)中心的连线与中心轮(50)中心和内齿圈(40)的内凸节曲线中心的连线之间的夹角为15°，前、后配流盘(70)、(80)与内齿圈(40)之间设置限制彼此周向转动的定位机构。

4、根据权利要求1或2或3所述的非圆行星齿轮液压马达，其特征在于：所述的定位机构包括开设在前、后配流盘(70)、(80)和内齿圈(40)上的定位孔以及与定位孔配合的定位销(100)。

5、根据权利要求1或2或3所述的非圆行星齿轮液压马达，其特征在于：所述的前、后配流盘(70)、(80)上外径与工作腔内径配合并小于后段的与螺母套(30)配合的螺纹孔径，同时小于工作腔与后段的螺纹孔之间的过渡段孔径，构成通路(11)、(12)的孔位于前、后配流盘(70)、(80)的前后两端外侧且靠近前、后配流盘(70)、(80)的端面，前、后配流盘(70)、(80)的外缘面上开设有环形槽，槽内设置密封圈(110)与壳体(10)内工作腔内壁构成密封配合。

6、根据权利要求1所述的非圆行星齿轮液压马达，其特征在于：所述的输出轴(90)与中心轮(50)配合的轴长范围内的轴身和孔壁上设置有截面为半圆形、沿轴长方向布置的槽，该槽沿周向间隔均匀布置6～8个且槽内布置联轴器轴销(120)，中心轮(50)的轮壁上设置有凹坑、孔或沉孔。

7、根据权利要求4所述的非圆行星齿轮液压马达，其特征在于：所述的内齿圈(40)上的定位孔(41)位于内齿圈(40)的内凸节曲线中心与内齿圈(40)中心连线上且位于径向壁厚的中部，定位孔均匀设置6个。

8、根据权利要求5所述的非圆行星齿轮液压马达，其特征在于：所述的前配流盘(70)的外缘面上开设有三道环形槽，两侧的环形槽安装密封圈(110)，前配流盘(70)上开设有将中间的环形槽(74)与前配流盘(70)中部的供输出轴(90)从中通过的孔壁连通的溢流孔(73)，中间的环形槽(74)与壳体(10)上设置的溢流孔(13)连通，溢流孔(13)的方向与通路(11)的方向垂直。

9、根据权利要求5所述的非圆行星齿轮液压马达，其特征在于：所述的前、后配流盘(70)、(80)的板面上沿轴向设有向外延伸的短管部(75)、(85)，短管部(75)的外壁置于壳体(10)前端的端盖(14)的孔中且两者之间设置密封，短管部(75)与其内部的输出轴(90)之间设置密封，后配流盘(80)上的短管部(85)的外壁置于螺母套(30)的孔中且两者之间设置密封，短管部(85)与其内部的输出轴(90)之间设置密封，输出轴(90)由轴承支撑在端盖(14)和螺母套(30)上，前后端轴承的外侧设置前后轴承端盖(20A)、(20B)。

10、根据权利要求5所述的非圆行星齿轮液压马达，其特征在于：所述的前配流盘(70)的盘面上设置环形槽(76)，槽内布置O型密封圈(77)和铜质密封环(78)，铜质密封环(78)与中心轮(50)的端面配合。

11、根据权利要求10所述的非圆行星齿轮液压马达，其特征在于：所述的铜质密封环(78)与容纳该铜质密封环(78)的环形槽(76)的槽壁之间设置制动销(79A)，前配流盘(70)的前侧端面与端盖(14)的内侧端面之间设置定位销(15)。

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