CN102536626B - 分度液压马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分度液压马达，包括摆线转子副（40），以及主要由摆线转子副和凸轮输出轴（21）构成的轴配流机构，机械阀和电磁换向阀集合在壳体上，还包括采用分体式螺纹连接的机械阀阀芯（30）构成的凸轮分度机构，机械阀阀芯设在机械阀阀芯工作腔（90）内，凸轮（20）设在凸轮输出轴（21）上，凸轮分度机构和轴配流机构都集中封闭设在壳体内，凸轮输出轴一端伸出封盖外；电磁换向阀和机械阀组合控制凸轮分度机构的平稳运转和顺序切换。各功能机构集中在同一个产品中，结构紧凑，占用空间小，转动、减速和分度定位相结合，定位更加平稳，精确，操作更加简便。

Description

分度液压马达

技术领域

本发明涉及一种液压马达，尤其是涉及一种用于实现对旋转机构的定量、分度旋转的分度液压马达。

背景技术

现有技术中，液压分度装置通常由液压马达、机械传动机构、预分度机构、定位机构、锁紧机构及检测装置等独立模块组成；而其中的常规液压马达只可实现旋转驱动，对于分度定位系统多采用位移角度限位装置、控制主油路切断时间等方式完成。由此可见现有分度机构具有模块离散化、难以精确控制兼容性响应时间、结构复杂庞大、转位时间长、冲击噪音大、马达旋转惯性所带来的转动定位不平稳、实施成本高等缺陷。

发明内容

本发明为解决现有液压马达只可实现旋转驱动，而需要采用位移角度限位装置、控制主油路切断时间等方式完成液压分度装置，所导致的分度机构具有模块离散化、难以精确控制兼容性响应时间、结构复杂庞大、转位时间长、冲击噪音大、马达旋转惯性所带来的转动定位不平稳、实施成本高等缺陷现状而提供的一种能够实现转动、减速和分度定位相结合，定位更加平稳，操作更加简便，能将各功能机构集中在同一个产品中，结构紧凑，占用空间小的分度液压马达。

本发明为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种分度液压马达，包括摆线转子副，以及主要由摆线转子副和凸轮输出轴构成的轴配流机构、轴配流机构通过封盖和后侧板封闭设在壳体内，机械阀和电磁换向阀集合在壳体上，其特征在于：还包括采用分体式螺纹连接的机械阀阀芯构成的凸轮分度机构，机械阀阀芯设在机械阀阀芯工作腔内，凸轮设在凸轮输出轴上，凸轮分度机构和轴配流机构都集中封闭设在壳体内，凸轮输出轴一端伸出封盖外；电磁换向阀和机械阀组合控制凸轮分度机构的平稳运转和顺序切换；所述的凸轮分度机构包括机械阀阀芯、控制杆、圆柱定位销、支撑柱、滑块以及凸轮；机械阀阀芯一端由滑动轴承支撑，另一端通过滑块与控制杆连接，控制杆另一端通过圆柱定位销与凸轮连接，圆柱定位销在凸轮的外轮廓线上运行时沿着凸轮形状滚动，支撑柱设在定位销和滑块之间的位置处。当主回路压力发生变化时，可通过反向调整机械阀阀芯直径的尺寸来改变先导压力控制参数，有效消除和减小了因压力变化所带来的冲击，从而增加凸轮分度机构部件使用寿命的耐久性；马达减速时，机械阀阀芯沿着仿形凸轮机构减速曲线轨迹借助控制杆返回，有效的控制运转停止的平稳性；本发明装置将转动，减速和分度定位相结合，把所有机构集中在一个器件中；本发明的分度液压马达小而紧凑，并且在短时间可做到通过凸轮、机械阀阀芯、等组成的凸轮分度结构精确的平稳定位，控制和操作十分简单，从而大大提高了生产效率，在同等领域内处领先水平。提高实现运转、停止的精确平稳的分度定位，支撑和提高控制杆运转的平稳性，进而进一步达到提高凸轮分度结构精确的平稳定位。

作为优选，所述的机械阀阀芯包括依次螺纹连接的第一分体式螺纹段阀芯、第二分体式螺纹段阀芯，其中第二分体式螺纹段阀芯通过滑动轴承支撑在机械阀阀芯工作腔内，第一分体式螺纹段阀芯前端与滑块连接，第一分体式螺纹段阀芯外周上均布有三角槽，且三角槽的长度与凸轮行程相等。对凸轮分度机构的维护更加方便，且更容易满足不同使用工况情况的需要，三角槽在减速过程中起到更好的节流效果，以致马达可实现更加平稳的减速制动。

作为优选，所述的第一分体式螺纹段阀芯包括与第二分体式螺纹段阀芯螺纹连接的第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段，与第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段连接且靠滑块侧的第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段；其中第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段的外周上均布有中部阀芯段三角槽，第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段的外周上均布有尾端阀芯段三角槽。更容易满足不同使用工况情况的需要，阀芯尾端阀芯段和中部阀芯段的三角槽可对应连通或封闭机械阀阀芯工作腔内对应位置的进、出油腔，在减速过程中起到更好的节流效果，以致马达可实现更加平稳、精准的减速制动。

作为优选，所述的第二分体式螺纹段阀芯的阀芯外周直径值根据支撑在阀芯外周处的滑动轴承的轴承壁厚确定。选择不同的第二分体式螺纹段阀芯的阀芯外周直径，可更容易满足不同使用工况情况的需要，

作为优选，所述的凸轮外轮廓包括凸轮分度槽和目标分度槽，凸轮分度槽和目标分度槽之间交叉分布连接有两条减速曲线和两条等速曲线，其中凸轮分度槽和目标分度槽的两端均分别连接有减速曲线。形成仿形凸轮机构减速曲线轨迹，进一步起到减速缓冲液压马达制动的平稳性作用。

作为优选，所述的中部阀芯段三角槽数量为4个，尾端阀芯段三角槽为4个。提高在减速过程中的节流效果，使马达达到更加平稳、精确的减速制动。

作为优选，所述的机械阀阀芯在第三分体式螺纹段阀芯的尾轴上套设有压缩弹簧，压缩弹簧设在机械阀阀芯工作腔的里端腔内。压缩弹簧在复位的作用情况下，可使机械阀阀芯向前移动，从而带动滑块推动控制杆，逆时针旋转，带动定位销在凸轮面上运行，达到使马达转速成比例下降等作用。

作为优选，所述的机械阀阀芯工作腔内以次序分布设有机械阀进油腔、马达进油腔、机械阀出油腔、马达回油控制腔、机械阀阀芯控制腔、机械阀阀芯复位腔,其中在机械阀阀芯处于初始位置时，第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段上的中部阀芯段三角槽对应于机械阀进油腔位置处，第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段上的尾端阀芯段三角槽对应于机械阀出油腔位置处。提高整个动作顺序中的机械阀油路状况的正常工作。马达运转后，机械阀阀芯从初始位置时，原处于封闭的油路随着凸轮的运转，带动中部阀芯段三角槽和尾端阀芯段三角槽所对应位置的变化移动而将封闭的油路连通，从而在减速过程中起到更好的节流效果。

作为优选，所述的机械阀阀芯的外周面上设有数段分割润油槽。起到进一不润滑机械阀阀芯的作用，从而提高机械罚阀芯的使用寿命，最终以达到提高整个分度液压马达的使用寿命的作用。

本发明的有益效果是：通过切换电磁换向阀的ON-OFF信号，同时由先导压力控制机械阀阀芯移动；机械阀阀芯采用分体式螺纹连接结构，可通过改变机械阀阀芯的第二分体式螺纹段阀芯的阀芯外周直径值的尺寸来改变先导压力控制参数，减小因压力变化对凸轮分度机构带来的冲击，以满足不同使用工况的需要；在马达减速时，机械阀阀芯沿着仿形凸轮机构减速曲线轨迹借助控制杆返回，有效的控制运转停止的精确性及平稳性；利用三角槽可对应连通或封闭机械阀阀芯工作腔内对应位置的进、出油腔，在减速过程中起到更好的节流效果，以致马达可实现更加平稳、精准的分度、减速制动。该发明装置将转动，减速和分度定位相结合，把所有机构集中在一个器件中，本发明申请的分度液压马达小而紧凑，并且在短时间可做到精确的平稳定位，控制和操作十分简单，从而大大提高了生产效率，在同等领域内处领先水平。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

图1是本发明分度液压马达的优选实施方式的结构示意图。

图2是图1中A-A向的截面图中机械阀阀芯处于初始位置时的结构示意图。

图3是图1中A-A向的截面图中机械阀阀芯向机械阀阀芯复位腔移动时的结构示意图。

图4是本发明分度液压马达中的滑块结构示意图。

图5是本发明分度液压马达液压原理图。

图6是本发明分度液压马达中的机械阀阀芯结构示意图。

图7是图2中的凸轮端面结构示意图。

图8是本发明分度液压马达的整个动作顺序表。

其中附图2、图3中：P为机械阀进油腔， B为马达进油腔，T为机械阀出油腔，M为马达回油控制腔，PL为机械阀阀芯控制腔，PR为机械阀阀芯复位腔。

具体实施方式

图1、图2、图3所示的实施例中，一种分度液压马达，包括摆线转子副40，以及主要由摆线转子副40和凸轮输出轴21构成的轴配流机构、轴配流机构通过封盖11和后侧板12封闭安装在壳体10内，电磁换向阀包括第一电磁换向阀60和第二电磁换向阀70，机械阀80（见图1、图5）和第一电磁换向阀60、第二电磁换向阀70均集合安装在壳体10上，还包括采用分体式螺纹连接的机械阀阀芯30构成的凸轮分度机构，机械阀阀芯30安装在机械阀阀芯工作腔90内，凸轮20集成在凸轮输出轴21上，封盖11通过轴承13将凸轮输出轴21压装在壳体10内，轴承13嵌装在封盖11和凸轮输出轴21上，提高凸轮输出轴21的工作稳定性和可靠性，结构紧凑，占用空间小；凸轮分度机构和轴配流机构都集中封闭安装在壳体10内，凸轮输出轴21一端伸出封盖11外；第一电磁换向阀60、第二电磁换向阀70和机械阀80组合控制凸轮分度机构的平稳运转和顺序切换。凸轮分度机构包括机械阀阀芯30、控制杆35、圆柱定位销37、支撑柱36、滑块38以及凸轮20，机械阀80的机械阀阀芯30一端由滑动轴承39支撑，支撑柱36安装在定位销37和滑块38之间的位置处，支撑和提高控制杆运转的平稳性，进而进一步达到提高凸轮分度结构精确的平稳定位；机械阀阀芯30的前端通过滑块38与控制杆35连接，滑块38上开有内螺纹通道382，机械阀阀芯30的前端外螺纹301与内螺纹通道382（见图4）连接后，再通过螺母383（见图2、图3）实现机械阀阀芯30与滑块38之间的紧固连接，以此达到通过滑块38的移动带动机械阀阀芯30的移动变化；滑块38上安装有柱形滑柱381，控制杆35与滑块38连接的一端开有U形槽351，控制杆35通过U形槽351卡装在柱形滑柱381上，从而实现滑块38与控制杆35的连接（见图2）；控制杆35另一端通过圆柱定位销37与凸轮20连接，圆柱定位销37在凸轮面上运行时沿着凸轮形状滚动。机械阀阀芯30包括依次螺纹连接的第一分体式螺纹段阀芯、第二分体式螺纹段阀芯33，其中第二分体式螺纹段阀芯33通过滑动轴承39支撑在机械阀阀芯工作腔90内，第一分体式螺纹段阀芯前端通过外螺纹与滑块38的内螺纹通道382连接固定，第一分体式螺纹段阀芯外周上均布有三角槽，且三角槽的长度与凸轮行程相等。其中优选的第一分体式螺纹段阀芯包括与第二分体式螺纹段阀芯33螺纹连接的第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段32，与第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段32连接且靠滑块38侧的第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段31；第二分体式螺纹段阀芯33的前端头外螺纹332与第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段32的内螺纹323螺纹连接；其中第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段31的外周上均布有4个中部阀芯段三角槽311，4个中部阀芯段三角槽311相互成90度分布在第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段31的同一外周截断面位置上（见图6），第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段32的外周上均布4个有尾端阀芯段三角槽321，4个中部阀芯段三角槽321相互成90度分布在第一分体式螺纹段阀芯芯尾端阀芯段32的同一外周截断面位置上。优选的选择中部阀芯段三角槽311的长度大于尾端阀芯段三角槽321的长度（见图6），达到更好的节流效果；更优选的选择将中部阀芯段三角槽311的长度与减速曲线24的凸轮行程相等，尾端阀芯段三角槽321的长度与减速曲线的后半部分凸轮行程相等，更精确的定位、减速、分度。配合机械阀阀腔90内的进、出油腔达到更好的节流效果，提高使马达达到更加平稳、精确的减速制动效果。第二分体式螺纹段阀芯33的阀芯外周直径值D（见图6）根据支撑在阀芯外周处的滑动轴承39的轴承壁厚确定，调整选择不同的滑动轴承39的轴承壁厚可以变换得到不同的第二分体式螺纹段阀芯33的阀芯外周直径值D，以达到满足不同使用工况的需要，有效消除和减小了因压力变化所带来的冲击，从而增加凸轮分度机构部件使用寿命的耐久性。凸轮20 外轮廓包括凸轮分度槽22和目标分度槽23，凸轮分度槽22和目标分度槽23之间交叉分布连接有两条减速曲线24和两条等速曲线25，其中凸轮分度槽22和目标分度槽23的两端均分别连接有减速曲线24，形成仿形凸轮机构减速曲线轨迹，进一步起到减速缓冲液压马达制动的平稳性作用。其中两条减速曲线24的端头与凸轮中心201的连线所形成的夹角E为80度，且以凸轮分度槽22和目标分度槽23的中心连线对称分布；两条等速曲线25两端头与凸轮20中心之间所形成的夹角F为100度。摆线转定子副40通过内花键与传动轴41的一端外花键啮合，传动轴41的另一端与凸轮输出轴21衔接。械阀阀芯30在第二分体式螺纹段阀芯33的尾轴333上套装有压缩弹簧34（见图2、图3），压缩弹簧34设在机械阀阀芯工作腔90的里端腔内；压缩弹簧在复位的作用情况下，可使机械阀阀芯向初始位置移动，从而带动滑块推动控制杆，逆时针旋转，带动定位销在凸轮面上运行，达到使马达转速成比例下降等作用。机械阀阀芯工作腔90内开有数个环状油槽91作为机械阀的进、出油腔，优选的在机械阀阀芯工作腔90（见图2、图3）内以次序分布开有机械阀进油腔P、马达进油腔B、机械阀出油腔T、马达回油控制腔M、机械阀阀芯控制腔PL、机械阀阀芯复位腔PR；其中在机械阀阀芯30处于初始位置时（见图2），第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段31上的中部阀芯段三角槽311对应于机械阀进油腔P位置处，第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段31上的尾端阀芯段三角槽321对应于机械阀出油腔T位置处。机械阀阀芯30的外周面上开有数段分割润油槽，各分体机械阀阀芯的润油槽数量不相同；其中第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段32上开有6段分割润油槽322，第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段31上设有1段分割润油槽312，第二分体式螺纹段阀芯33上开有3段分割润油槽331，为机械阀阀芯提供储油润滑作用，增强机械阀阀芯的使用寿命。

分度液压马达的主要动作顺序：当分度液压马达处于初始状态，第一电磁换向阀60和第二电磁换向阀70的两电磁换向阀60a、60b、70a、70b为OFF（见图5），机械阀阀芯30处于初始位置（见图2），定位销在凸轮分度槽22内，马达不运转；当电磁换向阀60b为ON，60a、70a、70b不变， 机械阀阀芯复位腔PR（见图2）变为低压腔，PL腔仍为高压腔位，高压油克服压缩弹簧34的作用力推动机械阀阀芯30并带动滑块38向PR腔移动，控制杆35在滑块38的作用下，以支撑柱36为支点，顺时针旋转，使定位销37离开凸轮分度槽22（见图3），此时高压油经机械阀80的P口通B口， M口通T口，而马达因第二电磁换向阀70处于中位，仍不运转；当电磁换向阀70a或70b为ON， 60b为ON保持不变，高压油经第二电磁换向阀70通到配油机构和转定子副，马达开始顺时针或逆时针运转；当马达接收到减速信号时，第一电磁换向阀60a切换为ON，60b变为OFF，第二电磁换向阀70a或70b不变，PR腔又变为高压腔，机械阀阀芯30在压缩弹簧34的作用下开始向初始位置移动，控制杆35在滑块38的作用下，以支撑柱36为支点，逆时针旋转，定位销37作用在凸轮面上，与此同时机械阀阀芯30将P腔与B腔、M腔与T腔断开，仅通过机械阀阀芯30上开的中部阀芯段三角槽311、尾端阀芯段三角槽321来连通油腔，在两段三角槽节流效果的作用下，马达转速下降，此时靠凸轮的旋转带动控制杆35绕支撑柱36逆时针旋转，机械阀阀芯30在控制杆35、滑块38的作用下继续向初始位置匀速移动，当定位销37进入凸轮的减速曲线时，机械阀阀芯在控制杆35、滑块38的作用下开始减速移动，中部阀芯段三角槽311、尾端阀芯段三角槽321的开口面积随着机械阀阀芯的移动成比例的减小，在节流效果的作用下，马达转速也成比例下降，且定位销37减速并慢慢靠近目标分度槽23；此时电磁换向阀60a为OFF，60b、60a或60b不变（见图5），当定位销37进入目标分度槽23，定位销37将凸轮输出轴21卡紧使马达停止运转，与此同时中部阀芯段三角槽311、尾端阀芯段三角槽321也完全闭合，机械阀阀芯30处于初始位置，此时电磁换向阀70a或70b为OFF，整个系统又回到初始状态。

附图8中可直观的反应出整个动作顺序（0→1→2→3→4→0）。

其中的B→T、M→T、P→B指相通。

本发明不限于上述具体实施方式，还可以具有其他结构的实施方式，例如： 压缩弹簧34还可以是采用其他复位弹性部件，均属于本实用新型的保护范围内。

尽管本文较多地使用了壳体、机械阀阀芯工作腔、电磁换向阀、机械阀、第一分体式螺纹段阀芯、第二分体式螺纹段阀芯、滑动轴承、控制杆、支撑柱、圆柱定位销、滑块、第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段、第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段、中部阀芯段三角槽、尾端阀芯段三角槽、阀芯外周直径值、机械阀进油腔、马达进油腔、机械阀出油腔、马达回油控制腔、机械阀阀芯控制腔、机械阀阀芯复位腔等术语；但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种分度液压马达，包括摆线转子副（40），以及主要由摆线转子副（40）和凸轮输出轴（21）构成的轴配流机构、轴配流机构通过封盖（11）和后侧板（12）封闭设在壳体（10）内，机械阀和电磁换向阀集合在壳体（10）上，其特征在于：还包括采用分体式螺纹连接的机械阀阀芯（30）构成的凸轮分度机构，机械阀阀芯（30）设在机械阀阀芯工作腔（90）内，凸轮（20）设在凸轮输出轴（21）上，凸轮分度机构和轴配流机构都集中封闭设在壳体（10）内，凸轮输出轴（21）一端伸出封盖（11）外；电磁换向阀和机械阀组合控制凸轮分度机构的平稳运转和顺序切换，所述的凸轮分度机构包括机械阀阀芯(30)、控制杆（35）、圆柱定位销(37)、支撑柱(36)、滑块(38)以及凸轮(20) ；机械阀阀芯（30）一端由滑动轴承（39）支撑，另一端通过滑块（38）与控制杆（35）连接，控制杆（35）另一端通过圆柱定位销（37）与凸轮(20)连接，圆柱定位销（37）在凸轮的外轮廓线上运行时沿着凸轮形状滚动，支撑柱（36）设在定位销(37)和滑块（38）之间的位置处。

2.按照权利要求1所述的分度液压马达，其特征在于：所述的机械阀阀芯(30)包括依次螺纹连接的第一分体式螺纹段阀芯、第二分体式螺纹段阀芯（33），其中第二分体式螺纹段阀芯（33）通过滑动轴承（39）支撑在机械阀阀芯工作腔（90）内，第一分体式螺纹段阀芯前端与滑块(38)连接，第一分体式螺纹段阀芯外周上均布有三角槽，且三角槽的长度与凸轮行程相等。

3.按照权利要求2所述的分度液压马达，其特征在于：所述的第一分体式螺纹段阀芯包括与第二分体式螺纹段阀芯（33）螺纹连接的第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段（32），与第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段（32）连接且靠滑块(38)侧的第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段（31）；其中第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段（31）的外周上均布有中部阀芯段三角槽（311），第一分体式螺纹段阀芯尾端阀芯段（32）的外周上均布有尾端阀芯段三角槽（321）。

4.按照权利要求2或3所述的分度液压马达，其特征在于：所述的第二分体式螺纹段阀芯（33）的阀芯外周直径值（D）根据支撑在阀芯外周处的滑动轴承(39)的轴承壁厚确定。

5.按照权利要求1所述的分度液压马达，其特征在于：所述的凸轮(20) 外轮廓包括凸轮分度槽（22）和目标分度槽（23），凸轮分度槽（22）和目标分度槽（23）之间交叉分布连接有两条减速曲线（24）和两条等速曲线（25），其中凸轮分度槽（22）和目标分度槽（23）的两端均分别连接有减速曲线（24）。

6.按照权利要求3所述的分度液压马达，其特征在于：所述的中部阀芯段三角槽（311）数量为4个，尾端阀芯段三角槽（321）为4个。

7.按照权利要求1或3所述的分度液压马达，其特征在于：所述的机械阀阀芯(30)在第三分体式螺纹段阀芯（33）的尾轴上套设有压缩弹簧（34），压缩弹簧（34）设在机械阀阀芯工作腔（90）的里端腔内。

8.按照权利要求1所述的分度液压马达，其特征在于：所述的机械阀阀芯工作腔（90）内以次序分布设有机械阀进油腔（P）、马达进油腔(B)、机械阀出油腔(T)、马达回油控制腔(M)、机械阀阀芯控制腔（PL）、机械阀阀芯复位腔（PR）,其中在机械阀阀芯（30）处于初始位置时，第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段（31）上的中部阀芯段三角槽（311）对应于机械阀进油腔（P）位置处，第一分体式螺纹段阀芯中部阀芯段（31）上的尾端阀芯段三角槽（321）对应于机械阀出油腔(T) 位置处。

9.按照权利要求1或2或8所述的分度液压马达，其特征在于：所述的机械阀阀芯(30)的外周面上设有数段分割润油槽。