CN102174925A

CN102174925A - 大直径中空液压摆动马达

Info

Publication number: CN102174925A
Application number: CN2011100084658A
Authority: CN
Inventors: 王旭永; 陶建峰; 璩金超; 李科; 刘成良
Original assignee: Shanghai Jiao Tong University
Current assignee: Shanghai Jiao Tong University
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-01-14
Publication date: 2011-09-07

Abstract

一种机械工程技术领域的大直径中空液压摆动马达，包括：中空转子、马达壳体组件、两个端盖、密封件和底座，中空转子设置于马达壳体组件内部，两个端盖分别固定在马达壳体组件的两侧，四个密封件分别设置于两个端盖与马达壳体组件的配合面以及两个端盖与中空转子的配合面，底座与马达壳体固定连接。本发明能够增强转轴的抗变形能力，减少泄漏，降低摩擦干扰力矩，并且中空直径能够达到550mm以上。

Description

大直径中空液压摆动马达

技术领域

本发明涉及一种机械工程技术领域的驱动元件，具体是一种大直径中空液压摆动马达。

背景技术

液压摆动马达是将液压能转换成机械能、输出回转运动的一种执行机构，通常由转轴、缸套、轴承座、动叶片、定叶片、轴承、端盖、密封件和紧固件组成。定叶片与缸套固联，动叶片与转轴固联，与轴承座、缸套形成工作油腔，带压力的液压油注入工作油腔后推动动叶片，使转轴输出旋转运动。

经过对现有技术的检索发现，目前存在的大多数摆动马达转轴为实心轴，但在有些特定的场合，需要将马达转轴设计为中空，在中空轴中放入负载或测试元件。美国Micromatic Textron公司提供转轴中空的HS型液压摆动马达(http://www.micromaticllc.com)是现有同类产品的典型例子，它由缸体、端盖、定叶片、与动叶片一体化的中空转轴、滑动轴承、密封件和紧固件组成。但是，HS型液压摆动马达的结构并不适用于大直径中空液压摆动马达：(1)中空转轴呈直筒状，在中空直径变大且要求转轴转动惯量小时，轴在油压作用下易变形；(2)工作油腔端面动密封所用填料的预紧力由波形弹簧提供，但是大直径波形弹簧的刚度不易提高，提供的预紧力有限。目前，HS型中空液压摆动马达转轴的最大中空直径只有2inch(50.864mm，HS15型)，无法满足某些场合转轴中空直径数百毫米的要求。

大直径中空液压摆动马达设计上的主要困难如下：(1)为了给负载或测试元件提供足够的安装空间，中空液压摆动马达转轴贯通式中空且中空直径很大，同时为满足系统动态要求，转轴转动惯量不能太大，轴壁厚度将受限，因此高油压作用下的转轴的抗变形问题突出；(2)中空液压摆动马达转轴大直径中空，马达工作腔的端面密封面周向长度大，小泄漏、低摩擦的密封设计困难。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种大直径中空液压摆动马达，能够增强转轴的抗变形能力，减少泄漏，降低摩擦干扰力矩，并且中空直径能够达到550mm以上。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：包括：中空转子、马达壳体组件、两个端盖、密封件和底座，其中：中空转子设置于马达壳体组件内部，两个端盖分别固定在马达壳体组件的两侧，四个密封件分别设置于两个端盖与马达壳体组件的配合面以及两个端盖与中空转子的配合面，底座与马达壳体固定连接。

所述的中空转子与所述摆动马达的轴承内圈的配合间隙在0.008mm之内。

所述的中空转子包括：两个动叶片、两个组合密封组件、中空转轴和密封件，其中：第一动叶片和第二动叶片分别焊接在中空转轴的两个轴肩之间，两个密封件分别设置于对应的动叶片的顶端，两个组合密封组件设置于中空转轴上。

所述的组合密封组件包括：两组O型密封圈、L型填料和环套，其中：两组O型密封圈位于L型填料上，L型填料的一侧与轴承座配合，另一侧与中空转轴配合，环套位于两组O型密封圈的中间。

所述的中空转轴的中间为中空贯通腔，中空转轴的轴壁外侧加工有两道凸起的轴肩，所述的组合密封组件设置于轴肩的顶端。

所述的马达壳体组件包括：两个定叶片、缸体、两个轴承座、四个密封件和两个止推轴承，其中：定叶片和轴承座分别固定设置于缸体上，两个密封件分别设置于对应的两个定叶片的密封槽内，另两个密封件分别设置于轴承座与缸体的配合面，两个止推轴承分别设置于对应的两个轴承座的中心。

所述的轴承座与所述摆动马达的轴承外圈的配合间隙在0.008mm之内。

所述的定叶片上设有口字型密封槽，它位于定叶片与马达壳体和转轴接触面的中间位置，内置第七密封件和第八密封件。

所述的缸体上分别设有三个油道，其中：第一油道和第二油道位于缸体顶端且对称分布在第一定叶片两边，第三油道在缸体内且对应于所述组合密封组件中心线。

所述的缸体上设有油路孔，该油路孔具体位于缸体和轴承座内且入口位于缸体顶端中心位置，出口位于止推轴承和中空转子轴肩之间的间隙。

本发明的有益效果是：(1)转轴采取车轮式的结构，凸起的轴肩有效加强了转子的径向刚度，增强了油压作用下转子的抗变形能力；由于轴肩的加强作用，相对直筒式结构转轴的壁厚可以减薄，从而减小转轴对其轴线的转动惯量；另外，轴肩承担了工作腔内油液的轴向作用力，大大减轻了轴承座与缸体紧固件的负担；动叶片通过焊接固定在中空轴上，降低了大直径中空转子的制造难度；(2)高压油作用于一组组合密封件同时实现两垂直面的密封要求，组合密封件由普通O型密封圈和L型填料组成。该密封结构有效减少了泄漏，同时降低了摩擦干扰力矩，使动静摩擦力尽量接近；(3)本发明转轴和密封结构的特殊设计可以使中空直径达到550mm以上。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的局部放大图。

图3是本发明的中空转轴结构示意图。

图4是本发明所述组合密封组件结构示意图。

图5是本发明的定叶片结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1和图2所示，本实施例包括：中空转子10、马达壳体组件3、左端盖15、右端盖27、第一密封件17、第二密封件26、第三密封件14、第四密封件28、第一止推轴承16、第二止推轴承24、和底座13，其中：马达壳体组件3内安装有中空转子10，左端盖15、右端盖27分别用螺钉固定在马达壳体组件3的左轴承座18、右轴承座25上，左端盖15、右端盖27与左轴承座18、右轴承座25配合面安装第一密封件17、第二密封件26，左端盖15、右端盖27与中空转子10配合处安装第三密封件14、第四密封件28，左轴承座18、右轴承座25中心放置第一止推轴承16、第二止推轴承24，底座13通过螺钉与马达壳体组件3连接。

如图1、图2和图3所示，所述的中空转子10包括：第一动叶片6、第二动叶片8、中空转轴29、第五密封件7、第六密封件9，其中：第一动叶片6、第二动叶片8焊接在中空转轴29的两个凸起的轴肩32之间，第五密封件7、第六密封件9设置于动叶片6和8顶端的密封槽内。

如图3所示，所述的中空转轴29的中间为中空贯通腔，中空转轴29的轴壁外侧加工有两道凸起的轴肩32。

如图1和图2所示，所述的马达壳体组件3包括：第一定叶片4、第二定叶片11、缸体20、左轴承座18、右轴承座25、第七密封件5、第八密封件12、第九密封件19、第十密封件23，第一组合密封组件30和第二组合密封组件31，其中：第一定叶片4、第二定叶片11用螺钉固定在缸体20上，第七密封件5、第八密封件12设置于定叶片4和11的密封槽内。左轴承座18、右轴承座25用螺钉固定在缸体20上，左轴承座18、右轴承座25与缸体配合面内有第九密封件19、第十密封件23，缸体20与转子轴肩32配合面有第一组合密封组件30和第二组合密封组件31。

如图5所示，所述的定叶片4和11上设有口字型密封槽36。

如图1和图2所示，所述的缸体20包括：第一油道1、第二油道2、第三油道21，其中：第一油道1和第二油道2位于马达缸体20顶端，对称分布在第一定叶片4两边，第三油道在缸体20内，位于组合密封组件30的中心线上。

如图2所示，所述的缸体20上设有油路孔22。

如图4所示，所述的车式组合密封组件30和31包括：普通O型密封圈33、L型填料34和环套35，其中：普通O型密封圈33放置在L型填料34上，L型填料34一面与轴承座18和25配合，一面与中空转子10配合，环套35位于两组组合密封组件30和31中间。

如图1和图2所示，中空转子10的中空转轴29采用车轮式结构，即中空转轴29的轴壁外侧加工有两道凸起的轴肩32，由轴肩32、轴肩32之间的轴壁、焊接在轴肩32之间的动叶片6和8、缸体20的内壁以及缸体20上的定叶片4和11构成马达的四个工作油腔，即两个A腔、两个B腔，油液经过第一油道1、第二油道2出入马达的油腔A和B。

如图1、图2和图4所示，缸体20与中空转子10的轴肩32之间的两处密封通过采用组合密封组件30和31来实现系统可靠密封性，挤压组合密封组件30和31的液压油由位于阀块内的梭阀来控制，液压油从马达的高压腔A腔或B腔，通过第三油道21，经过环套35分流形成对称的压力油腔a和b，作用于车式组合密封件30和31，组合密封组件30和31阻止工作腔油液经缸体20与中空转子10的轴肩32处的缝隙沿轴向和径向外泄，完成周向密封和轴向密封。

左端盖15、右端盖27与左轴承座18、右轴承座25配合面安装第一密封件17、第二密封件26，能够防止油液经两者安装间隙向外泄漏。

左端盖15、右端盖27与中空转子10配合处安装第三密封件14、第四密封件28，能够防止油液经左端盖15、右端盖27与中空转轴29之间的间隙形成外泄露。

左轴承座18、右轴承座25的中心放置第一止推轴承16、第二止推轴承24，能够支撑中空转子10，止推轴承16和24的预紧力由端盖15和27提供。

油路孔22与马达的回油路相通，为止推轴承16和24提供润滑油，同时带走摩擦产生的热量。

动叶片6和8与缸体20之间配合面有第五密封件7、第六密封件9，能够阻止A、B腔内油液通过两者的间隙流动。

定叶片4和11设置有口字型密封槽36，密封槽内有第七密封件5和第八密封件12，能够阻止油液通过定叶片与缸体20之间的缝隙、定叶片与两轴肩32内侧面间的间隙、定叶片与中空转子10之间的间隙流动。

左轴承座18、右轴承座25座与缸体20配合面内有第九密封件19、第十密封件23，能够阻止油液通过两者间隙外泄至马达壳体组件3外。

Claims

1.一种大直径中空液压摆动马达，包括：中空转子、马达壳体组件、两个端盖、密封件和底座，其特征在于：中空转子设置于马达壳体组件内部，两个端盖分别固定在马达壳体组件的两侧，四个密封件分别设置于两个端盖与马达壳体组件的配合面以及两个端盖与中空转子的配合面，底座与马达壳体固定连接。

2.根据权利要求1所述的大直径中空液压摆动马达，其特征是，所述的中空转子与所述摆动马达的轴承内圈的配合间隙在0.008mm之内。

3.根据权利要求1所述的大直径中空液压摆动马达，其特征是，所述的中空转子包括：两个动叶片、两个组合密封组件、中空转轴和密封件，其中：第一动叶片和第二动叶片分别焊接在中空转轴的两个轴肩之间，两个密封件分别设置于对应的动叶片的顶端，两个组合密封组件设置于中空转轴上。

4.根据权利要求3所述的大直径中空液压摆动马达，其特征是，所述的组合密封组件包括：两组O型密封圈、L型填料和环套，其中：两组O型密封圈位于L型填料上，L型填料的一侧与轴承座配合，另一侧与中空转轴配合，环套位于两组O型密封圈的中间。

5.根据权利要求3所述的大直径中空液压摆动马达，其特征是，所述的中空转轴的中间为中空贯通腔，中空转轴的轴壁外侧加工有两道凸起的轴肩，所述的组合密封组件设置于轴肩的顶端。

6.根据权利要求1所述的大直径中空液压摆动马达，其特征是，所述的马达壳体组件包括：两个定叶片、缸体、两个轴承座、四个密封件和两个止推轴承，其中：定叶片和轴承座分别固定设置于缸体上，两个密封件分别设置于对应的两个定叶片的密封槽内，另两个密封件分别设置于轴承座与缸体的配合面，两个止推轴承分别设置于对应的两个轴承座的中心。

7.根据权利要求6所述的大直径中空液压摆动马达，其特征是，所述的轴承座与所述摆动马达的轴承外圈的配合间隙在0.008mm之内。

8.根据权利要求6所述的大直径中空液压摆动马达，其特征是，所述的定叶片上设有口字型密封槽，它位于定叶片与马达壳体和转轴接触面的中间位置，内置第七密封件和第八密封件。

9.根据权利要求6所述的大直径中空液压摆动马达，其特征是，所述的缸体上分别设有三个油道，其中：第一油道和第二油道位于缸体顶端且对称分布在第一定叶片两边，第三油道在缸体内且对应于所述组合密封组件中心线。

10.根据权利要求6或9所述的大直径中空液压摆动马达，其特征是，所述的缸体上设有油路孔，该油路孔具体位于缸体和轴承座内且入口位于缸体顶端中心位置，出口位于止推轴承和中空转子轴肩之间的间隙。