CN104033329A - 径向滚柱高速变量油马达 - Google Patents

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Abstract

一种径向滚柱高速变量油马达，包括前盖、中间壳体、后盖由端盖螺钉固定，前盖内大轴承和后盖内小轴承支承一个转子，转子包括输出轴、两个小转缸体、大转缸体、支承轴，每个小转缸流道与两个小转缸体的凹槽相通，每个大转缸流道与大转缸体凹槽相通，小转缸体凹槽内放置短滚柱，大转缸体的凹槽内放置长滚柱，滚柱接触的三个定子，中间是长定子，两侧各一个短定子，中间壳体径向两端各有三个油缸，大控制缸两侧各一个小回程缸，大回程缸两侧各一个小控制缸，控制缸活塞的直径都大于回程缸内活塞的直径，各回程缸油口接高压工作油，各控制缸油口分别与阀控回路接通，高压工作油经阀控回路调节控制各缸压力，驱动各定子移动，从而改变滚柱行程，实现变量。

Description

径向滚柱高速变量油马达
技术领域
本发明涉及一种液压机械换能元件，具体地说是一种与现有的柱塞式，齿轮及球塞式油马达不同，具有高转速、高效率、变排量性能，即可工作在马达状态，也可工作在泵状态，尤其工作在高速小排量状态，效率高于现有变量油马达的新型径向滚柱高速变量油马达。
背景技术
在液压技术领域，现有的变量油马达是以轴向柱塞泵工作在马达状态来实现，轴向柱塞泵变量是通过改变变量斜盘的倾角来实现，为了避免柱塞缸体倾翻力过大，通常设计斜盘平面与柱塞运动平面夹角在18度左右，当夹角小于5度时，滑靴与斜盘平面组成的滑动摩擦副将自锁，由于摩擦角占工作角的比例较大，低效率区域大，能量损耗及发热量大，由于受耐磨材料在高正压力下最高线速度限制，现有变量油马达最大功率在200Kw左右。
发明内容
本发明之目的是弥补上述油马达的不足，向社会公开一种变摩擦副为滚动副、工作效率高、转速高、可变量、最大功率超过1000Kw的新型径向滚柱高速油马达。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案：
一种径向滚柱高速变量油马达，包括前盖、中间壳体后盖由端盖螺钉固定，组成油马达壳体，前盖内大轴承和后盖内小轴承支承一个转子；其特征在于：转子一端面与前盖之间是大配流盘接触，静压密封圈密封大配流盘与前盖的结合面，转子另一端面与后盖之间是小配流盘，小配流盘静压密封圈密封小配流盘与后盖的结合面。
所述的转子包括输出轴、两个衬板、两个小转缸体、两个隔板、大转缸体、支承轴，由定位套定位，紧固螺钉固定。
转子中设置小转缸流道、大转缸流道，每个小转缸流道与两个小转缸体的凹槽相通，每个大转缸流道与大转缸体凹槽相通，小转缸体凹槽内放置短滚柱，大转缸体的凹槽内放置长滚柱，所有滚柱径向及两端面间隙配合，所有滚柱工作时可与定子内圈接触滚动。
所述的滚柱接触的三个定子，中间是长定子，两侧各一个短定子，右挡块、左挡块限制定子移位，长定子与两个大缸球垫接触，两个大缸球垫的球面分别与大控制缸活塞、大回程缸内活塞接触，短定子与两个小缸球垫接触，两个小缸球垫的球面分别与小回程缸活塞、小控制缸内活塞接触，大控制缸内弹簧由大控制缸盖预压并用螺钉固定，小控制缸内弹簧由小控制缸端部的缸盖预压并用螺钉固定，大回程缸内弹簧由大回程缸端部的缸盖预压并用螺钉固定，小回程缸内弹簧由小回程缸端部的缸盖预压并用螺钉固定。
所述的中间壳体径向两端各有三个油缸，大控制缸两侧各一个小回程缸，大回程缸两侧各一个小控制缸，大控制缸活塞的直径大于大回程缸内活塞的直径，小回程缸活塞的直径小于小控制缸内活塞的直径，大控制缸内弹簧的刚度低于另一侧大回程缸内弹簧的刚度，小控制缸内弹簧的刚度低于另一侧小回程缸内弹簧的刚度，保证非工作状态各定子移向控制缸一侧。
所述的大回程缸油口及小回程缸油口接通油马达高压工作油，大控制缸油口及小控制缸油口分别与阀控回路接通，高压工作油经阀控回路调节控制各缸压力，改变控制缸内活塞推力，驱动定子移动，从而改变滚柱行程，实现变量。
本发明与现有技术相比的优点是：
径向滚柱高速变量油马达采用滚柱替代柱塞及滑靴，以滚动副替换滑动副，大副降低摩擦系数，减小工作死区，又因本发明采用了转子正径向液压力平衡技术，从图3中看出，当高压油进入，受径向液压力，互相抵消，提高轴承寿命，减小体积和重量，最大功率提高到1000Kw以上，在全液压风力发电机及履带式车辆等领域具有重要意义。
附图说明
图1是本发明实施例的轴向总剖视示意图。
图2是图1的上视剖视示意图。
图3是图1拆卸前盖，输出轴，衬板后的左视示意图，虚线所示为另一层定子、滚柱的工作位置，其定子圆心与所示实践层定子圆心对称转子中心。
具体实施方式
附图中的各附标记名称是：
输出轴1、油封2、大轴承3、前盖4、静压密封圈5、大配流盘6、右挡块7、端盖螺钉8、短滚柱9、短定子10、小缸球垫11、中间壳体12、小回程缸活塞13、小回程缸14、小回程缸油口15、小回程缸盖16、大控制缸盖17、大控制缸油口18、大控制缸19、大控制缸活塞20、大缸球垫21、长定子22，长滚柱23、左档块24、小转缸流道25、小配流盘静压密封圈26、小配流盘27、后盖28、小轴承29、支承轴30、紧固螺钉31、衬板32、定位套33、隔板34、大回程缸35、大回程缸油口36、大转缸体(37)、小控制缸油口38、小控制缸39、螺钉40、小转缸体41、大转缸流道42、大转缸体进油口43、大转缸体出油口44、小转缸体出油口45、小转缸体进油口46、转子47。
一种径向滚柱高速变量油马达，包括前盖4、中间壳体12后盖28由端盖螺钉8固定，组成油马达壳体，前盖4内大轴承3和后盖28内小轴承29支承一个转子47；其特征在于：转子47一端面与前盖4之间是大配流盘6接触，静压密封圈5密封大配流盘6与前盖4的结合面，转子47另一端面与后盖28之间是小配流盘27，小配流盘静压密封圈26密封小配流盘27与后盖28的结合面。
所述的转子47包括输出轴1、两个衬板32、两个转小缸体41、两个隔板34、大转缸体37、支承轴30，由定位套33定位，紧固螺钉31固定。
转子47中设置小转缸流道25、大转缸流道42，每个小转缸流道25与两个小转缸体41的凹槽相通，每个大转缸流道42与大转缸体37凹槽相通，小转缸体41凹槽内放置短滚柱9，大转缸体37的凹槽内放置长滚柱23，所有滚柱径向及两端面间隙配合，所有滚柱工作时可与定子内圈接触滚动。
所述的滚柱接触的三个定子，中间是长定子22，两侧各一个短定子10，右挡块7、左挡块24限制定子移位，长定子22与两个大缸球垫21接触，两个大缸球垫21的球面分别与大控制缸活塞20、大回程缸35内活塞接触，短定子10与两个小缸球垫11接触，两个小缸球垫11的球面分别与小回程缸活塞13、小控制缸39内活塞接触，大控制缸19内弹簧由大控制缸盖17预压并用螺钉40固定，小控制缸39内弹簧由小控制缸39端部的缸盖预压并用螺钉40固定，大回程缸35内弹簧由大回程缸35端部的缸盖预压并用螺钉40固定，小回程缸14内弹簧由小回程缸14端部的缸盖预压并用螺钉40固定。
所述的中间壳体12径向两端各有三个油缸，大控制缸19两侧各一个小回程缸14，大回程缸35两侧各一个小控制缸39，大控制缸活塞20的直径大于大回程缸35内活塞的直径，小回程缸活塞13的直径小于小控制缸39内活塞的直径，大控制缸19内弹簧的刚度低于另一侧大回程缸35内弹簧的刚度，小控制缸39内弹簧的刚度低于另一侧小回程缸14内弹簧的刚度，保证非工作状态各定子移向控制缸一侧。
所述的大回程缸油口36及小回程缸油口15接通油马达高压工作油，大控制缸油口18及小控制缸油口38分别与阀控回路接通，高压工作油经阀控回路调节控制各缸压力，改变控制缸内活塞推力，驱动定子移动，从而改变滚柱行程，实现变量。
以上径向滚柱高速变量油马达是一种新型液压机械换能元件，适合工作在马达和泵工况。
马达工作原理，图3所示，高压工作油进入大转缸体进油口，通过双点划线所示配流盘左侧半圆腰型孔，经大转缸流道进入左侧大转缸体凹槽，左侧虚线所示滚柱受径向液压力作用贴紧虚线所示定子，并沿定子内表面向顺时针带动转子滚动。同样另一路高压工作油进入小转缸体进油口，通过小配流盘经虚线所示小转缸流道，进入右侧小转缸体凹槽，右侧实线所示滚柱受径向液压力作用贴紧实线所示定子，并沿定子内表面向顺时针带动转子滚动。调整控制缸压力，改变控制缸活塞推力，可改变定子偏心量，从而改变滚柱行程，实现变量。
泵工作原理，图3所示，外力作用转子顺时针旋转，右侧实线所示滚柱受离心力作用沿径向向外运动，吸入低压油，左侧实线所示滚柱沿定子内表面滚动，同时向转子圆心运动，将左侧实线所示小转缸体凹槽内液压油经虚线所示小转缸流道挤出。同样左侧虚线所示滚柱受离心力作用沿径向向外运动，吸入低压油，右侧虚线所示滚柱沿定子内表面滚动，同时向转子圆心运动，将右侧大转缸体凹槽内液压油经实线所示大转缸流道挤出。调整控制缸压力，改变控制缸活塞推力，可改变定子偏心量，从而改变滚柱行程，实现变量。

Claims (6)

1.一种径向滚柱高速变量油马达，包括前盖(4)、中间壳体(12)后盖(28)由端盖螺钉(8)固定，组成油马达壳体，前盖(4)内大轴承(3)和后盖(28)内小轴承(29)支承一个转子(47)；其特征在于：转子(47)一端面与前盖(4)之间是大配流盘(6)接触，静压密封圈(5)密封大配流盘(6)与前盖(4)的结合面，转子(47)另一端面与后盖(28)之间是小配流盘(27)，小配流盘静压密封圈(26)密封小配流盘(27)与后盖(28)的结合面。
2.根据权利要求1所述的径向滚柱高速变量油马达，其特征在于：转子(47)包括输出轴(1)、两个衬板(32)、两个小转缸体(41)、两个隔板(34)、大转缸体(37)、支承轴(30)，由定位套(33)定位，紧固螺钉(31)固定。
3.根据权利要求2所述的径向滚柱高速变量油马达，其特征在于：转子(47)中设置小转缸流道(25)、大转缸流道(42)，每个小转缸流道(25)与两个小转缸体(41)的凹槽相通，每个大转缸流道(42)与大转缸体(37)凹槽相通，小转缸体(41)凹槽内放置短滚柱(9)，大转缸体(37)的凹槽内放置长滚柱(23)，所有滚柱径向及两端面间隙配合，所有滚柱工作时可与定子内圈接触滚动。
4.根据权利要求3所述的径向滚柱高速变量油马达，其特征在于：滚柱接触的三个定子，中间是长定子(22)，两侧各一个短定子(10)，右挡块(7)、左挡块(24)限制定子移位，长定子(22)与两个大缸球垫(21)接触，两个大缸球垫(21)的球面分别与大控制缸活塞(20)、大回程缸(35)内活塞接触，短定子(10)与两个小缸球垫(11)接触，两个小缸球垫(11)的球面分别与小回程缸活塞(13)、小控制缸(39)内活塞接触，大控制缸(19)内弹簧由大控制缸盖(17)预压并用螺钉(40)固定，小控制缸(39)内弹簧由小控制缸(39)端部的缸盖预压并用螺钉(40)固定，大回程缸(35)内弹簧由大回程缸(35)端部的缸盖预压并用螺钉(40)固定，小回程缸(14)内弹簧由小回程缸(14)端部的缸盖预压并用螺钉(40)固定。
5.根据权利要求4所述的径向滚柱高速变量油马达，其特征在于：中间壳体(12)径向两端各有三个油缸，大控制缸(19)两侧各一个小回程缸(14)，大回程缸(35)两侧各一个小控制缸(39)，大控制缸活塞(20)的直径大于大回程缸(35)内活塞的直径，小回程缸活塞(13)的直径小于小控制缸(39)内活塞的直径，大控制缸(19)内弹簧的刚度低于另一侧大回程缸(35)内弹簧的刚度，小控制缸(39)内弹簧的刚度低于另一侧小回程缸(14)内弹簧的刚度，保证非工作状态各定子移向控制缸一侧。
6.根据权利要求5所述的径向滚柱高速变量油马达，其特征在于：大回程缸油口(36)及小回程缸油口(15)接通油马达高压工作油，大控制缸油口(18)及小控制缸油口(38)分别与阀控回路接通，高压工作油经阀控回路调节控制各缸压力，改变控制缸内活塞推力，驱动定子移动，从而改变滚柱行程，实现变量。
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