CN102213179B - 主动输出和从动状态可自行切换的柱塞式液压马达 - Google Patents

Abstract

一种主动输出和从动状态可自行切换的柱塞式液压马达，包括前盖板、后盖板、配流盘、定子、转子和转轴，转子上均布有多个柱塞孔，柱塞孔内安装有柱塞，柱塞顶端和滚子转动连接，柱塞孔顶端安装有挡圈，所述转子上柱塞孔的两边开有凹槽，转子的两边还均布有固定件，固定件上套有扭簧，扭簧的前端穿过凹槽，压在柱塞的顶面上。在自由轮状态下，通过扭簧将柱塞压住，可防止柱塞和滚子因离心力而脱离柱塞孔，因此不需要维持转子和定子之间的高压，减少了油路的负担，降低了马达从动时的阻力，降低了内损耗；而马达主动输出扭矩时，柱塞腔内的油压大于扭簧的预紧力十倍以上，因此对马达做功的影响很小，此类马达适合于经常切换动力源的场合。

Description

主动输出和从动状态可自行切换的柱塞式液压马达

技术领域

本发明涉及一种柱塞式液压马达，特别是一种主动输出和从动状态可自行切换的柱塞式液压马达。

背景技术

随液压系统的在机械制造等各行业的广泛应用，柱塞式液压马达因低速扭矩大效率高，作为动力输出装置经常被使用。但随着设计的需求，柱塞式液压马达不再是液压系统中唯一的动力源，常常还和电机、内燃机等其他动力装置或其他液压马达合并使用。如在轮船启动时，需要很大的扭矩力，可由多液压马达共同作用，而在平稳航行阶段，只需要一个或部分液压马达提供扭矩力即可。

另外，柱塞式液压马达启动时转矩大，适用于低速启动和运行，当系统需要高速转动时，可以使用电机、内燃机提供动力，而将柱塞式液压马达切换成从动状态，仅跟随其他动力源转动，自身不做功。

当柱塞式液压马达不提供动力而作为其他动力源的从动件转动时，此时称为自由轮状态。

在自由轮状态，为减少柱塞式马达的内摩擦阻力，降低发热和内损耗，要求柱塞缩回到柱塞孔的底部，柱塞顶部的滚子上的最高点应和转子外径一致，减少转动的阻力及对转子和定子之间压力油的扰动。

现有的柱塞式马达为达到该目的，需要在定子和转子之间保持高压油，对柱塞和滚子形成一定的压力，该压力通常称为背压。在背压作用下，将柱塞压回转子上的柱塞孔内。

这种方法会产生以下缺点：

1、在柱塞式液压马达处于自由轮状态时，仍需要保持外部的高压油供应，以维持背压，所以提供油路压力的设备必须一直处于工作状态。

2、柱塞马达的转子和定子之间由于存在高压，增大了转子作为从动时转动的阻力，浪费能量。

3、背压作用的可靠性不高。随马达转速提高，柱塞的离心力也逐渐增大，而提供的油压难以随转速增大做到精确调节，使柱塞不能稳定地保持在柱塞孔底部，造成柱塞前端的滚子露出柱塞孔，进而搅动转子和定子之间的压力油，形成扰流。由于定子内壁常为多作用的内曲线结构，压力油的扰流会进一步浪费能量。由于柱塞腔内部再有高压油，因此滚子伸出后和定子内壁的接触变得不可靠，当转速过高、离心力过大时甚至使会使滚子在扰流作用下，和定子内壁的内曲线结构发生不可预期的磕碰，影响液压马达的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种适合于自由轮状态工作的液压马达结构，主动从动工作状态自行切换，自由轮状态时，不依赖背压实现柱塞回缩到柱塞孔底部。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种主动输出和从动状态可自行切换的柱塞式液压马达，包括前盖板、后盖板、配流盘、定子、转子和转轴，转子上均布有多个柱塞孔，柱塞孔内安装有柱塞，柱塞顶端和滚子转动连接，柱塞孔顶端安装有挡圈，其特征在于，所述转子上柱塞孔的两边开有凹槽，转子的两边还均布有固定件，固定件上套有扭簧，扭簧的前端穿过凹槽，压在柱塞的顶面上。

所述固定件由垫板、压板和芯杆组成，芯杆的一端大于扭簧的半径，另一端伸入垫板和压板配合形成的圆孔内，通过螺钉将压板、芯杆、垫板固定在转子的侧壁上。

所述扭簧的预紧力，大于最高设计转速时柱塞和滚子的离心力，并小于马达做功时液压油对柱塞孔底部产生的压力。

与现有技术相比，本发明的优点在于：液压马达中，通过扭簧将柱塞压住，在自由轮状态下，可防止柱塞和滚子因离心力而脱离柱塞孔，因此不需要维持转子和定子之间的高压，减少了油路的负担，降低了马达从动时的阻力，降低了内损耗。而在马达主动输出扭矩时，柱塞腔内的油压大于扭簧的预紧力十倍以上，因此增加的扭簧机构对马达做功的影响很小，此类马达适合于经常切换动力源的场合。

附图说明

图1、本使用新型的剖视图

图2、转子和定子部分的剖视图

图3、转子和定子部分的立体图

图4、转子的立体图

图5、图3中T形固定件部分的放大图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。

一种柱塞式液压马达，如图1所示，包括前盖板2、后盖板6、配流盘5、定子4、转子3和转轴1。后盖板、配流盘、定子通过螺栓固定连接，转子固定在上转轴上，转轴通过轴承和前盖板、后盖板转动连接，然后前盖板、定子、配流盘和后盖板用螺栓固定。

如图2、图3、图4所示，转子3上均布有8个柱塞孔31，柱塞孔31内安装有柱塞7，柱塞7的顶部和滚子8转动连接。柱塞孔31上还安装有挡圈11，用来降低滚子8转动时的晃动。

柱塞孔31两旁还开有槽32，转子两侧面分别均布有8个固定件9。如图5所示，固定件9由压板91、芯杆92和垫板93组成，其中芯杆一端有一台阶，将扭簧10套在芯杆上，芯杆的另一端装入垫板和压板之间预留的孔内，再用螺丝将压板、垫板固定在转子的侧壁上。扭簧10的一端穿过转子上的槽32，伸入柱塞孔31内，并压在柱塞7的顶面上。

由上述结构可知，当没有油压作用时，扭簧10将柱塞7和滚子8始终压在柱塞孔底部。使滚子8不会伸出柱塞孔31外。扭簧10的预紧力足以克服柱塞和滚子在最高设计速转动时产生的离心力。在液压马达跟随电机或其他马达等其他动力装置从动时，即自由轮状态，不需要提供定子和转子之间的油压，降低了油路要求，并降低了液压马达的内阻力。

而液压马达主动输出时，高压油通过配油盘5进入柱塞孔31的底部，推动柱塞7和滚子8伸出柱塞孔31，滚子和定子的内曲线面接触，在内曲线面的角度下分解出轴向分力和切向分力，切向分力推动转子旋转。此时，液压油对柱塞孔31底部产生的压力大于扭簧的预紧力十倍以上，远大于扭簧的施加在柱塞顶面的压力，扭簧的存在不会影响柱塞和滚子运动。实现了从动输出向主动输出状态的自行切换。

因此，本发明适用于多马达串联驱动转轴，并且马达之间经常切换工作的场合。也适用于由液压马达提供启动和低速运行，而用电机等其他动力源进行高速转动的场合。

相比现有使用背压技术实现自由轮的液压马达，本发明的可靠性更好，能耗更低，寿命更长，作为从动时，可完全关闭外部供油系统，节能环保。

Claims (3)

1.一种主动输出和从动状态可自行切换的柱塞式液压马达，包括前盖板（2）、后盖板（6）、配流盘（5）、定子（4）、转子（3）和转轴（1），转子上均布有多个柱塞孔（31），柱塞孔内安装有柱塞（7），柱塞顶端和滚子（8）转动连接，柱塞孔顶端安装有挡圈（11），其特征在于：所述转子上柱塞孔（31）的两边开有凹槽（32），转子的两边还均布有固定件（9），固定件上套有扭簧（10），扭簧的前端穿过凹槽（32），压在柱塞（7）的顶面上。

2.根据权利要求1所述的柱塞式液压马达，其特征在于：所述固定件（9）由垫板（93）、压板（91）和芯杆（92）组成，芯杆的一端大于扭簧（10）的半径，另一端伸入垫板和压板配合形成的圆孔内，通过螺钉将压板、芯杆、垫板固定在转子（3）的侧壁上。

3.根据权利要求1所述的柱塞式液压马达，其特征在于：所述扭簧（10）的预紧力，大于最高设计转速时柱塞（7）和滚子（8）的离心力，并小于马达做功时高压油在柱塞孔（31）底部产生的压力。

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