CN103016247A - 液压马达及具有该液压马达的行走驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压马达，包括由壳体、封盖和缸盖装配而成的缸体，缸体的一侧固定有通油盘，通油盘内设有配油结构，有曲轴通过轴承支承在缸体内，缸体内具有多个柱塞腔，每个柱塞腔内均设有柱塞；其特征在于：柱塞通过卡环周向限位在曲轴的偏心套上，柱塞的底面与偏心套外周面接触，所述柱塞腔内固定有球面座，球面座内设有球面缸体，球面缸体外周面与球面座内周壁之间为球形面接触，柱塞穿过球面缸体并能上下移动。柱塞通过套设其上的球面缸体与球面座球面接触，这一结构保证在曲轴转动的任何角度下，球面缸体会使柱塞的轴线与偏心套轴心自动对准，从而消除柱塞对柱塞腔的侧向压力，保证马达在高压作用下较高的承载能力和高速旋转工作可靠。

Description

液压马达及具有该液压马达的行走驱动装置

技术领域

本发明涉及一种液压马达，还涉及一种具有液压马达的行走驱动装置，其是一种壳转行走驱动装置，其主要用于轮式或履带式工程车辆，如挖掘机、卷扬机、推土机、装载机等。 

背景技术

曲轴式液压马达通常包括壳体、与壳体密封连接的缸盖和封盖、曲轴、通油盘、配油结构、柱塞，壳体内具有多个柱塞腔，通油盘固定在壳体的一侧，配油结构位于通油盘内，配油结构又分平面配油结构(配油盘配油)和轴配油结构(配油轴配油)，柱塞腔为奇数个，分别放射状地均匀分布在壳体的圆周上，柱塞腔内的柱塞与连杆上部的球头相球铰接连接，连杆底部的圆柱面与曲轴中的偏心套相接触，连杆的轴心位置具有轴向贯穿的油道，曲轴中的直轴通过轴承支承在壳体与封盖中，曲轴中直轴的一端通过双头键与配油盘相连，直轴的另一端则用来带动负载转动。使用时，当压力油由通油盘经配油盘或配油轴、壳体中的流道进入到柱塞体上方的壳体内腔时，压力油产生的液压力作用于柱塞体顶部，该液压力分解成沿着连杆中心线指向曲轴的曲拐中心的力和对柱塞腔内壁产生的侧向力，前者的切向力对曲轴的旋转中心产生扭矩，使曲轴绕其旋转中心旋转，实现将液压能转化为机械能，达到输出转速和扭矩的目的。 

如一专利号为ZL03231170.2(公告号为CN2622454Y)的中国实用新型专利《曲轴连杆式液压马达》，专利号为ZL200620105572.7(公告号为CN2924113Y)的中国实用新型专利《曲轴连杆式液压马达》，及专利号为ZL98224223.9(公告号为CN2336123Y)的中国实用新型专利《端面补偿配油曲轴连杆式液压马达》就披露了这样类似的液压马达结构。 

现有曲轴式液压马达的柱塞约束在柱塞腔内只能直上直下运动，柱塞周面与柱塞腔内周壁之间充分接触并设有密封圈形成油密封，柱塞与柱塞腔之间为滑动摩擦，由于液压马达在工作过程中，柱塞不是绝对的直上直下运动，会有一定的偏移，柱塞对柱塞腔侧壁存在较大的侧向压力，柱塞在运动过程中与柱塞腔之间的摩擦力较大，马达的可靠性较低，影响液压马达的机械效率、运转速度和容积效率。 

国内现有工程车如挖掘机、卷扬机、推土机、装载机等配有外露式行走减速驱动装置，行走驱动装置由液压马达带动，现有行走驱动装置大多不自带制动器，因而不具有制动功能，而是单独采用一个制动机构，制动器与行走驱动装置分开使用和安装，成本高、安装操作不方便，尤其在斜坡和恶劣条件下不能正常工作，制动容易失灵、事故频 率高。 

如一专利号为ZL200820023058.8(公告号为CN201218307Y)的中国实用新型专利《桥式吊车小行车用行星减速机》披露了这样一种没有制动部分的行走驱动装置。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能消除柱塞对缸体的侧向压力的液压马达，保证液压马达在高压作用下有较高的承载能力和高速旋转工作可靠。 

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种液压马达，包括由壳体、封盖和缸盖装配而成的缸体，缸体的一侧固定有通油盘，通油盘内设有配油结构，有曲轴通过轴承支承在缸体内，曲轴的一端与配油结构传动连接，曲轴的另一端则伸出缸体的另一侧作为输出端，缸体内具有多个在曲轴的偏心套的圆周方向上放射状均布的柱塞腔，每个柱塞腔内均设有柱塞；其特征在于：所述柱塞通过卡环周向限位在曲轴的偏心套上，柱塞的底面与偏心套外周面接触，所述柱塞腔内固定有球面座，球面座内设有球面缸体，该球面缸体外周面与球面座内周壁之间为球形面接触，所述柱塞穿过球面缸体并能上下移动。 

上述球面缸体的内周面与柱塞的外周面之间设有第一密封圈密封，所述球面座的外周面和柱塞腔内周壁之间设有第二密封圈密封。设置密封圈能防止柱塞腔中的高压油较大量泄向壳体内腔，减少高压油的泄露，提升机械效率。 

上述柱塞具有开口朝上的凹腔，柱塞的底面与偏心套周面之间形成储油空间，所述凹腔的底部开有连通凹腔和储油空间的阻尼通道，柱塞底面与偏心套外周面之间为球面接触或圆弧面接触。这样柱塞腔内的液压油有部分会通过阻尼通道进入到位于柱塞的底面与偏心套周面之间的储油空间，这部分液压油会流向柱塞和偏心套之间有润滑作用，建立静压平衡油膜，防止柱塞和偏心套之间产生金属接触磨损；另外设置阻尼孔能保证高压油经阻尼孔阻尼后不会快速进入连杆的底面与偏心套的接合面处，柱塞不会被液压油抬起，确保液压马达平稳工作。 

上述配油结构为平面配油结构，包括配油盘和配油侧板，所述配油侧板和通油盘通过螺栓与壳体侧面固定，同时配油侧板设于通油盘和壳体侧面之间，所述曲轴的一端通过传动轴与配油盘相连，以使曲轴的旋转能带动配油盘旋转，通油盘上的油道通过配油盘和配油侧板上的流道与各柱塞腔选择连通。 

上述通油盘内还设有辅助配油盘及波形弹簧，所述波形弹簧作用于辅助配油盘和配油盘，以使配油盘保持压紧配油侧板趋势。通过波形弹簧的作用，使配油盘保持压紧配油侧板趋势，有利于液压马达容积效率的提高和较好的耐热变形。采用端面补偿配油结构，减少配流变面的漏损，使马达在低速下工作也能保持较高的容积效率和机械效率， 有利于提高马达的低速稳定性和制动性。同时波形弹簧及辅助配油盘的作用，对配流表面的磨损和热变形有自动补偿作用，在提高容积率的同时，也为马达的高速旋转有防止热卡死作用，大大提高配油盘的工作寿命。 

一种具有前述液压马达的行走驱动装置，包括支架、轮盘和齿圈，轮盘和齿圈固定在一起并通过轴承支承在支架的外周面上，齿圈外端设有封盖封闭，支架内还设有能绕自身轴线旋转的花键套，所述齿圈内设有三级行星传动组，三级行星传动组中的一级太阳轮的轮轴插入花键套内并与花键套花键连接，一级太阳轮与一级行星轮啮合，一级行星轮同时与齿圈啮合，一级行星架上的输出内齿圈与同轴安装在一级太阳轮的轮轴上的二级太阳轮花键连接，二级太阳轮与二级行星轮啮合，二级行星轮同时与齿圈啮合，二级行星架上的输出内齿圈与同轴安装在一级太阳轮的轮轴上的三级太阳轮花键连接，三级太阳轮与三级行星轮啮合，三级行星轮同时与齿圈啮合，三级行星架与支架固定；其特征在于：所述缸体位于支架内，缸体中的壳体通过螺栓与支架的外侧面固定，曲轴中作为输出端的部分伸入花键套内并通过健槽结构与花键套相连，以使曲轴的旋转能带动花键套旋转；花键套的外周套设有彼此间隔叠加设置的多片动摩擦片和静摩擦片，动摩擦片与支架内孔相对固定，静摩擦片与花键套固定能随花键套旋转，所述支架内还设有具有轴向阶梯通孔的活塞，所述动摩擦片和静摩擦片位于三级行星架和活塞之间，活塞的外周与支架内壁之间形成液密封，活塞的外端加工有多个安装孔，各安装孔内设有使活塞保持压紧摩擦片趋势的弹簧，所述活塞的外阶面与支架内孔的内挡肩之间形成油腔，所述支架上加工有与所述油腔相通的油孔。 

该行走驱动装置将液压马达置于支架内，使整体结构更为小巧，另外行走驱动装置中增设有制动部分，在停车状态下，活塞在弹簧作用下将各动摩擦片和静摩擦片压紧在一起，阻止花键套相对支架绕自身轴线旋转，实现制动；本制动结构设计合理，供各摩擦片的安装空间大，实现增加摩擦片的数量使制动扭矩增大，增强了行走机械在坡度斜面上驻车稳定性，从而使行走机械的工作载重吨位得到提高；由于制动扭矩增大，为增大输入功率提供了条件，从而实现了更大的轮盘输出转矩，在卷扬机上的应用，使卷扬拉力重量大大提高，并且制动驻车可靠。 

上述弹簧的外端由圆盘压住，圆盘的外部通过设于支架内孔中的孔用挡圈限位。该限位方式结构简单且安装方便。 

上述三级行星架外端面上固定有垫片，所述最里端的静摩擦片能与该垫片接触，所述最外端的动摩擦片能与活塞的里端面接触。 

上述三级行星传动组中相邻的两个太阳轮之间设有挡块。设置挡块可相邻两级之间的太阳轮因窜动直接接触，确保三级行星传动组传动的稳定性。 

上述三级行星传动组中各行星轮的前后两端设有行星挡圈。设置行星挡圈可防止行星轮在工作过程中轴向窜动，确保三级行星传动组传动的稳定性。 

与现有技术相比，本发明的优点在于：柱塞通过套设其上的球面缸体与球面座球面铰链接触，这一结构保证在曲轴转动的任何角度下，球面缸体会使柱塞的轴线与偏心套轴心自动对准，从而消除柱塞对柱塞腔的侧向压力，保证马达在高压作用下较高的承载能力和高速旋转工作可靠；另外柱塞与偏心套接触面之间从原来的滑动摩擦变为静压滚动摩擦，大大降低柱塞摩擦热量，提高马达的工作效率和马达工作的可靠性，同时也使马达运转速度提高，增大传递功率。 

附图说明

图1为本发明液压马达实施例的结构剖视图； 

图2为本发明行走驱动装置实施例的结构剖视图。 

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。 

如图1所示，为本发明液压马达的一个优选实施例。 

一种液压马达，包括由壳体16、封盖17和缸盖18装配而成的缸体，缸体的一侧固定有通油盘19，通油盘19具有进油通道和出油通道，通油盘19内设有配油结构，有曲轴20通过轴承21支承在缸体内，曲轴20的一端与配油结构传动连接，曲轴20的另一端伸出缸体的另一侧作为输出端，缸体内具有多个在曲轴的偏心套21的圆周方向上放射状均布的柱塞腔22，偏心套21套设在曲轴的偏心部位上，每个柱塞腔22内均设有柱塞23。以上为液压马达的常规结构。 

柱塞23通过卡环24周向限位在曲轴的偏心套21上，柱塞23的底面与偏心套21外周面接触，柱塞23底面与偏心套21外周面之间为球面接触或圆弧面接触，柱塞腔22内固定有球面座25，球面座25的外周面和柱塞腔22内周壁之间设有第二密封圈28密封，球面座25内设有球面缸体26，球面缸体26的内周面与柱塞23的外周面之间设有第一密封圈27密封，该球面缸体26外周面与球面座25内周壁之间为球形面接触，柱塞23穿过球面缸体26并能上下移动。 

柱塞23具有开口朝上的凹腔231，柱塞23的底面与偏心套25周面之间形成储油空间29，凹腔231的底部开有连通凹腔231和储油空间29的阻尼通道232。 

配油结构为平面配油结构，包括配油盘30和配油侧板31，配油盘30和配油侧板31上的流道设计根据柱塞缸个数的多少设定，其为液压马达配油结构的常规设计，配油侧板31和通油盘19通过螺栓32与壳体16侧面固定，同时配油侧板31设于通油盘19和壳体16侧面之间，曲轴20的一端通过传动轴33与配油盘30相连，以使曲轴20的旋转能带动配油盘30旋转，通油盘19上的油道通过配油盘30和配油侧板31上的流道与各 柱塞腔22选择连通。 

通油盘19内还设有辅助配油盘34及波形弹簧35，波形弹簧35作用于辅助配油盘34和配油盘30，以使配油盘30保持压紧配油侧板31趋势。 

柱塞通过套设其上的球面缸体与球面座球面接触，这一结构保证在曲轴转动的任何角度下，球面缸体会使柱塞的轴线与偏心套轴心自动对准，从而消除柱塞对柱塞腔的侧向压力，保证马达在高压作用下较高的承载能力和高速旋转工作可靠；另外柱塞与偏心套接触面之间从原来的滑动摩擦变为静压滚动摩擦，大大降低柱塞摩擦热量，提高马达的工作效率和马达工作的可靠性，同时也使马达运转速度提高，增大传递功率。 

如图2所示，为行走驱动装置的一个优选实施例。 

一种具有前述液压马达的行走驱动装置，包括有支架1、轮盘2和齿圈3，轮盘2和齿圈3固定在一起并通过轴承10支承在支架1的外周面上，齿圈3外端设有封盖31封闭，支架1内还设有能绕自身轴线旋转的花键套4，该花键套4可由液压马达或电机驱动旋转。缸体位于支架1内，缸体中的壳体16通过螺栓36与支架1的外侧面固定，曲轴20中作为输出端的部分伸入花键套4内并通过健槽结构与花键套4相连，以使曲轴20的旋转能带动花键套4旋转。 

齿圈3内设有三级行星传动组，三级行星传动组中的一级太阳轮5a的轮轴插入花键套4内并与花键套4花键连接，一级太阳轮5a与一级行星轮9a啮合，一级行星轮9a同时与齿圈3啮合，一级行星架6a上的输出内齿圈与同轴安装在一级太阳轮5a的轮轴上的二级太阳轮5b花键连接，二级太阳轮5b与二级行星轮9b啮合，二级行星轮9b同时与齿圈3啮合，二级行星架6b上的输出内齿圈与同轴安装在一级太阳轮5a的轮轴上的三级太阳轮5c花键连接，三级太阳轮5c与三级行星轮9c啮合，三级行星轮9c同时与齿圈3啮合，三级行星架6c与支架1固定。 

三级行星传动组中相邻的两个太阳轮之间设有挡块14。三级行星传动组中各行星轮的前后两端设有行星挡圈15。 

花键套4的外周套设有彼此间隔叠加设置的多片动摩擦片7a和静摩擦片7b，动摩擦片7a与支架1内孔相对固定，静摩擦片7b与花键套4固定能随花键套4旋转，支架1内还设有具有轴向阶梯通孔的活塞8，动摩擦片7a和静摩擦片7b位于三级行星架6c和活塞8之间，三级行星架6c外端面上固定有垫片13，最里端的静摩擦片7b能与该垫片13接触，最外端的动摩擦片7a能与活塞8的里端面接触。 

活塞8外周壁与支架1内孔壁之间设有密封圈密封，活塞8的外端加工有多个安装孔81，各安装孔81内设有使活塞8保持压紧摩擦片趋势的弹簧82，弹簧82的外端由圆盘84压住，圆盘84的外部通过设于支架1内孔中的孔用挡圈12限位。活塞8的外阶面与支架1内孔的内挡肩之间形成油腔83，支架1上加工有与所述油腔83相通的油孔11。 

传动过程：液压马达带动花键套4旋转，花键套4带动一级太阳轮5a旋转，一级太阳轮5a带动一级行星轮9a旋转，一级行星轮9a将传递扭矩至齿圈3，同时一级行星轮9a又驱动一级行星架6a旋转，一级行星架6a通过其上的输出内齿圈带动二级太阳轮5b旋转，二级太阳轮5b带动二级行星轮9b旋转，二级行星轮9b将传递扭矩至齿圈3，同时二级行星轮9b又驱动二级行星架6b旋转，二级行星架6b通过其上的输出内齿圈带动三级太阳轮5c旋转，三级太阳轮5c带动三级行星轮9c旋转，三级行星轮9c同时将传递扭矩至齿圈3和三级行星架6c，由于三级行星架6c与支架1固定，根据行星传动原理，此时齿圈3运转。 

制动过程：在停车状态下，活塞8在弹簧82作用下将各动摩擦片7a和静摩擦片7b压紧在一起，阻止花键套4相对支架1绕自身轴线旋转，实现制动；解除时，液压油通过油孔11进入油腔83，将活塞8前推，各摩擦片失去压力，多片动摩擦片7a和静摩擦片7b之间松动，花键套4可自由旋转。 

本制动结构设计合理，供各摩擦片的安装空间大，实现增加摩擦片的数量使制动扭矩增大，增强了行走机械在坡度斜面上驻车稳定性，从而使行走机械的工作载重吨位得到提高；由于制动扭矩增大，为增大输入功率提供了条件，从而实现了更大的轮盘输出转矩，在卷扬机上的应用，使卷扬拉力重量大大提高，并且制动驻车可靠。 

Claims (10)

1.一种液压马达，包括由壳体(16)、封盖(17)和缸盖(18)装配而成的缸体，缸体的一侧固定有通油盘(19)，通油盘(19)内设有配油结构，有曲轴(20)通过轴承(21)支承在缸体内，曲轴(20)的一端与配油结构传动连接，曲轴(20)的另一端伸出缸体的另一侧作为输出端，缸体内具有多个在曲轴的偏心套(21)的圆周方向上放射状均布的柱塞腔(22)，每个柱塞腔(22)内均设有柱塞(23)；其特征在于：所述柱塞(23)通过卡环(24)周向限位在曲轴的偏心套(21)上，柱塞(23)的底面与偏心套(21)外周面接触，所述柱塞腔(22)内固定有球面座(25)，球面座(25)内设有球面缸体(26)，该球面缸体(26)外周面与球面座(25)内周壁之间为球形面接触，所述柱塞(23)穿过球面缸体(26)并能上下移动。

2.根据权利要求1所述的液压马达，其特征在于：所述球面缸体(26)的内周面与柱塞(23)的外周面之间设有第一密封圈(27)密封，所述球面座(25)的外周面和柱塞腔(22)内周壁之间设有第二密封圈(28)密封。

3.根据权利要求1所述的液压马达，其特征在于：所述柱塞(23)具有开口朝上的凹腔(231)，柱塞(23)的底面与偏心套(25)周面之间形成储油空间(29)，所述凹腔(231)的底部开有连通凹腔(231)和储油空间(29)的阻尼通道(232)，柱塞(23)底面与偏心套(21)外周面之间为球面接触或圆弧面接触。

4.根据权利要求1所述的液压马达，其特征在于：所述配油结构为平面配油结构，包括配油盘(30)和配油侧板(31)，所述配油侧板(31)和通油盘(19)通过螺栓(32)与壳体(16)侧面固定，同时配油侧板(31)设于通油盘(19)和壳体(16)侧面之间，所述曲轴(20)的一端通过传动轴(33)与配油盘(30)相连，以使曲轴(20)的旋转能带动配油盘(30)旋转，通油盘(19)上的油道通过配油盘(30)和配油侧板(31)上的流道与各柱塞腔(22)选择连通。

5.根据权利要求4所述的液压马达，其特征在于：所述通油盘(19)内还设有辅助配油盘(34)及波形弹簧(35)，所述波形弹簧(35)作用于辅助配油盘(34)和配油盘(30)，以使配油盘(30)保持压紧配油侧板(31)趋势。

6.一种具有前述任一权利要求所述液压马达的行走驱动装置，包括支架(1)、轮盘(2)和齿圈(3)，轮盘(2)和齿圈(3)固定在一起并通过轴承(10)支承在支架(1)的外周面上，齿圈(3)外端设有封盖(31)封闭，支架(1)内还设有能绕自身轴线旋转的花键套(4)，所述齿圈(3)内设有三级行星传动组，三级行星传动组中的一级太阳轮(5a)的轮轴插入花键套(4)内并与花键套(4)花键连接，一级太阳轮(5a)与一级行星轮(9a)啮合，一级行星轮(9a)同时与齿圈(3)啮合，一级行星架(6a)上的输出内齿圈与同轴安装在一级太阳轮(5a)的轮轴上的二级太阳轮(5b)花键连接，二级太阳轮(5b)与二级行星轮(9b)啮合，二级行星轮(9b)同时与齿圈(3)啮合，二级行星架(6b)上的输出内齿圈与同轴安装在一级太阳轮(5a)的轮轴上的三级太阳轮(5c)花键连接，三级太阳轮(5c)与三级行星轮(9c)啮合，三级行星轮(9c)同时与齿圈(3)啮合，三级行星架(6c)与支架(1)固定；其特征在于：

所述缸体位于支架(1)内，缸体中的壳体(16)通过螺栓(36)与支架(1)的外侧面固定，曲轴(20)中作为输出端的部分伸入所述花键套(4)内并通过健槽结构与花键套(4)相连，以使曲轴(20)的旋转能带动花键套(4)旋转；

所述花键套(4)的外周套设有彼此间隔叠加设置的多片动摩擦片(7a)和静摩擦片(7b)，动摩擦片(7a)与支架(1)内孔相对固定，静摩擦片(7b)与花键套(4)固定能随花键套(4)旋转，所述支架(1)内还设有具有轴向阶梯通孔的活塞(8)，所述动摩擦片(7a)和静摩擦片(7b)位于三级行星架(6c)和活塞(8)之间，活塞(8)的外周与支架(1)内壁之间形成液密封，活塞(8)的外端加工有多个安装孔(81)，各安装孔(81)内设有使活塞(8)保持压紧摩擦片趋势的弹簧(82)，所述活塞(8)的外阶面与支架(1)内孔的内挡肩之间形成油腔(83)，所述支架(1)上加工有与所述油腔(83)相通的油孔(11)。

7.根据权利要求6所述的行走驱动装置，其特征在于：所述弹簧(82)的外端由圆盘(84)压住，圆盘(84)的外部通过设于支架(1)内孔中的孔用挡圈(12)限位。

8.根据权利要求6所述的行走驱动装置，其特征在于：所述三级行星架(6c)外端面上固定有垫片(13)，所述最里端的静摩擦片(7b)能与该垫片(13)接触，所述最外端的动摩擦片(7a)能与活塞(8)的里端面接触。

9.根据权利要求6所述的行走驱动装置，其特征在于：所述三级行星传动组中相邻的两个太阳轮之间设有挡块(14)。

10.根据权利要求6所述的行走驱动装置，其特征在于：所述三级行星传动组中各行星轮的前后两端设有行星挡圈(15)。

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