CN104405575A - 改进型液压马达及其装配测试方法 - Google Patents

改进型液压马达及其装配测试方法 Download PDF

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Abstract

改进型液压马达，其前端圆锥滚子轴承、后端圆锥滚子轴承与主动轴过盈配合安装，中间压环过盈配合安装于前端圆锥滚子轴承上；主动轴上设置的油槽径向通道延长至主动轴前端，促使主动轴产生离心力，提高液压能转化为机械能能效；中间压环和后端圆锥滚子轴承的外圈与马达壳体的内孔过盈配合，轴承压盖安装在马达壳体内，柱塞环收缩套装于柱塞，柱塞与中心连杆的球头端分别安装于主动轴内，圆柱弹簧安装于中心连杆内，防止中心连杆抱死，同时圆柱弹簧及沿主动轴轴向均布的柱塞一并装入缸体，配油盘与缸体球面配合，弹簧座设置在中心连杆端部；后端盖安装在马达壳体端部，且定位销插入配油盘内，冲洗阀紧固安装于后端盖端部，以实现自控降温。

Description

改进型液压马达及其装配测试方法
技术领域
本发明涉及液压系统执行技术领域，尤其涉及一种改进型液压马达及其装配测试方法。
背景技术
液压马达是液压系统中的执行元器件，用于动力传递驱动，将液压系统的液压能转化为机械能后以旋转的方式将动力输出驱动外部相关装置；而斜轴式液压马达，由于其体积小，重量轻，功率密度大，被广泛适用于各种液压系统中。近年来，随着液压技术不断向高压、大功率方向发展及人们对环境的日益重视，要求液压执行元件具有噪声低、污染小、运转平稳等特点。然而，目前所使用的液压马达，主动轴中油槽径向通道仅开至主动轴的中间部位，导致液压马达内的冲洗液压油在泵送至主动轴的中间部位即返回，而主动轴前端没有液压油输送，不利于液压马达的散热。在进行液压马达组件装配过程中，各个组件之间的装配间隙与尺寸也是同等的重要，装配间隙过大，在液压马达运行时产生的噪声异常大，不仅造成环境污染，而且也影响各个组件之间的传动性能；装备间隙过小，直接导致液压马达内部组件损坏，容易出现故障。
此外，传统的斜轴式液压马达为了防止中心连杆在运动过程中产生松动，在中心连杆的底部设有垫片，而垫片的间隙极难调整，尤其受到螺钉预紧力的影响较大，容易造成中心连杆抱死，进而导致马达损毁；液压马达在将液压能转化为机械能过程中液压油循环运动，产生了巨大的热量，热量若不及时散出，将导致液压马达温升过高，影响其使用寿命及工况特性，严重的甚至直接造成部件损坏，目前的降温冲洗方式是操作人员控制外接冲洗管对液压马达进行降温冲洗，不仅人工劳动强度大，而且降温不能适应工况的动态需要，与马达的运行工况不能成实时动态匹配。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种改进型液压马达及其装配测试方法，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
改进型液压马达，包括主动轴、马达壳体、中间压环、后端圆锥滚子轴承、压盘、柱塞、柱塞环、缸体、圆柱弹簧、弹簧座、配油盘、后端盖、冲洗阀、中心连杆及前端圆锥滚子轴承；其中，后端圆锥滚子轴承与主动轴过盈配合安装，其过盈量为0.012mm～0.041mm；中间压环过盈配合安装于前端圆锥滚子轴承上，过盈量为0.006mm～0.025mm；前端圆锥滚子轴承过渡配合安装于主动轴上，过渡配合值为-0.008mm～+0.007mm；且主动轴相对于中间压环与后端圆锥滚子轴承的外圈轴向游隙为0.012mm～0.04mm，主动轴上设置的油槽径向通道延长至主动轴前端；中间压环和后端圆锥滚子轴承的外圈与马达壳体的内孔过盈配合，其过盈量为0.009mm～0.053mm；轴承压盖安装在马达壳体内，并与马达壳体为间隙配合，间隙值为0.026mm～0.076mm；马达壳体上设置有散热孔和加工工艺孔，柱塞环收缩套装于柱塞，装配成形后的轴向间隙为0.04mm～0.07mm，径向窜动量为0.5mm～0.7mm，柱塞与中心连杆的球头端分别安装于主动轴内，并通过压盘限位，中心连杆内设置有安装工艺螺纹孔，圆柱弹簧安装于中心连杆内，同时圆柱弹簧及沿主动轴轴向均布的柱塞一并装入缸体，配油盘与缸体之间为球面配合，弹簧座设置在中心连杆的端部，用于调整圆柱弹簧的预压力，装配时将安装工艺螺栓穿过配油盘、缸体及弹簧座上设置的中间孔，且穿过圆柱弹簧，旋合于中心连杆内设置的安装工艺螺纹孔内，拉紧固定配油盘、缸体及柱塞以组成动力组件；此外，后端盖安装在马达壳体端部，并通过定位销固定，且定位销插入配油盘内，冲洗阀紧固安装于后端盖端部。
在本发明中，主动轴上设置有主动轴用挡圈，其用于对安装在主动轴上的后端圆锥滚子轴承和前端圆锥滚子轴承进行限位。
在本发明中，主动轴用挡圈和前端圆锥滚子轴承之间设置有轴向间隙调整垫片，用于调整轴向间隙。
在本发明中，轴承压盖上安装有压盖用O型圈，且压盖用O型圈位于马达壳体的内孔。
在本发明中，马达壳体内安装有壳体孔用挡圈，用于对轴承压盖进行轴向限位。
在本发明中，轴承压盖和中间压环之间安装有用于调整传动轴组件部分在马达壳体内轴向窜动量的轴向间隙调整垫片，且该窜动量为0.021mm～0.05mm。
在本发明中，轴承压盖内安装有骨架油封，且骨架油封套装于主动轴，用于动态旋转密封。
在本发明中，压盘和主动轴之间设置有连杆球头间隙调整垫片，用于调整中心连杆的球头相对于主动轴的轴向间隙。
在本发明中，主动轴上设置的油槽径向通道开至主动轴前端，液压马达内的液压油可泵送至主动轴前端，油槽径向通道在主动轴高速旋转带动下产生强大的离心作用，推动油槽径向通道内的液压油进一步流动起来；在液压油进一步流动起来时，也带走了液压马达内部产生的热量，有利于液压马达的散热。
在本发明中，主动轴及其相关支撑组件与动力组件在装入马达壳体时，首先固定主动轴及动力组件位置，而后再拆掉安装工艺螺栓，安装工艺螺栓在组装液压马达过程中起临时支撑固定作用，用于防止主动轴与动力组件因重力作用导致脱落及组装出现误差，进而影响液压马达组装及装机后的性能。
在本发明中，散热孔上安装有上端壳体螺塞，且上端壳体螺塞与马达壳体的紧固扭力矩为60±6N·m，通过散热孔进行水下充气实验，以检测液压马达产品合格率。
在本发明中，加工工艺孔上安装有下端壳体螺塞，且下端壳体螺塞与马达壳体的紧固扭力矩为60±6N·m，待马达壳体加工完毕后，通过下端壳体螺塞封堵，在液压马达需要散热或输出压力油，打开下端壳体螺塞即可。
液压马达组件装配过程中，各个组件之间按照上述的装配间隙与尺寸装配，不仅降低液压马达运行时产生的噪音，而且可保证各个组件的传动性能，降低日常维护费用，也延长了液压马达的使用寿命。
在本发明中，为防止中心连杆在运动过程中产生松动，将圆柱弹簧安装于中心连杆内，圆柱弹簧的预力可调，不会造成中心连杆抱死，产生油路泄露的问题，从而大大提高液压马达的液压能转化为机械能的效率。
在本发明中，冲洗阀通过冲洗阀螺钉紧固安装于后端盖端部，冲洗阀用于液压马达自控降温，以降低马达壳体内部高速运转产生的热量，不仅降低了人工劳动强度，而且降温均匀，减少液压马达因温度过高被损毁的问题。
在本发明中，当外部压力油经后端盖的左入口送入马达时，由后端盖内部的油道送至配油盘的配油口，并经缸体的油道输送至缸体柱塞驱动腔内，以驱动柱塞从而带动主动轴旋转将液压能转化为机械能，液压油的液压能转化为机械能后，油经缸体、配油盘及后端盖的油道流回右入口的系统回路，冲洗阀在左入口压力油的作用下将流向右入口的回油经冲洗阀和后端盖的流道，最后经配油盘、缸体、弹簧座和中心连杆输送给主动轴，主动轴上的径向通道在旋转时产生离心泵的效果，将输送过来的油进一步流动起来，从而起到冲洗散热的作用。
改进型液压马达装配测试方法，在整机组装完毕后，对改进型液压马达进行测试，其具体步骤如下：
1)外观目测，检查整机外部无任何划伤、刮痕、磕碰和毛刺翻边；
2)将步骤1)中检测完毕的整机，放入蒸馏水中做第一次水下充气实验，首先打开散热孔处安装的上端壳体螺塞，而后通过散热孔充入0.3MPa～0.6MPa的压力气体，并将整机沉于蒸馏水中3～5分钟，观察整机无任何气泡产生为合格产品；
3)对步骤2)中检测合格的整机进行性能测试，要求整机输出的液压油最低清洁度等级为NAS 1638.9级或ISO/DIS 4406.18/15级，在1800rpm、35MPa下的容积效率不低于95％，起动效率不低于84％；额定工况下实验一千小时，加冲击十万次，运行加超载10小时，且可靠性及耐久实验完成后的容积效率下降值不大于4％，内腔清洁度不大于90mg为合格产品；
4)将步骤3)中检测合格的整机再次放入蒸馏水中，进行第二次水下充气实验；打开散热孔处安装的上端壳体螺塞，通过散热孔充入0.5MPa～2MPa的压力气体，将整机沉于蒸馏水中3～5分钟，观察整机无任何气泡产生为合格产品；
5)对步骤4)中检测合格的整机进行防蚀处理后入库和出厂。
在本发明中，对整机进行性能测试前后分别做水下充气实验，以便辨析确认整机存在缺陷的原因，及时剔除次品，进而提高整机出厂质量。
有益效果：本发明中主动轴上设置的油槽径向通道开至主动轴前端，促使主动轴高速旋转带动油槽径向通道产生强大的离心作用，以推动油槽径向通道内的液压油流动，提高散热效率；提高液压马达液压能转化为机械能的能效；液压马达各个组件之间按照既定装配间隙与尺寸装配，不仅降低液压马达运行时产生的噪音，而且可保证各个组件的传动性能，降低日常维护费用；同时将圆柱弹簧安装于中心连杆内，预压力可调，防止中心连杆抱死，且能够有效防止泄露，大大提高液压马达的能量转化效率；且通过冲洗阀自控降温，以降低马达壳体内部高速运转产生的热量，有效降低了人工劳动强度，而且降温均匀，适应液压马达的动态工况特性，以减少液压马达因温度过高被损毁的问题。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的正视图。
图2为本发明的较佳实施例的剖视图。
图3为本发明的较佳实施例的左视图。
图4为图2中C-C处剖视图。
图5为图2中D-D处剖视图。
图6为图2中U处剖视图。
图7为本发明的较佳实施例的原理图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1～图7的改进型液压马达，包括主动轴1、主动轴用挡圈2、马达壳体3、壳体孔用挡圈4、轴承压盖5、压盖用O型圈6、轴向间隙调整垫片一7、中间压环8、后端圆锥滚子轴承9、压盘10、柱塞11、连杆球头间隙调整垫片12、上端壳体螺塞13、柱塞环14、缸体15、圆柱弹簧16、弹簧座17、配油盘18、壳体密封O型圈19、后端盖螺钉一20、后端盖21、后端盖螺钉二22、冲洗阀23、定位销24、中心连杆25、冲洗阀螺钉26、标牌27、前端圆锥滚子轴承28、轴向间隙调整垫片二29、骨架油封30、内六角花形盘头螺钉31、下端壳体螺塞32、安装工艺螺纹孔33、散热孔T1、加工工艺孔T2、左入口A及右入口B。
在本实施例中，后端圆锥滚子轴承9通过过盈配合的方式与主动轴1配合安装，其过盈量为0.012mm～0.041mm；中间压环8过盈配合安装于前端圆锥滚子轴承28上，其过盈量为0.006mm～0.025mm；前端圆锥滚子轴承28过渡配合安装于主动轴1上，过渡配合值为-0.008mm～+0.007mm；后端圆锥滚子轴承9和前端圆锥滚子轴承28通过安装在主动轴1上的主动轴用挡圈2限位，并通过安装于主动轴用挡圈2和前端圆锥滚子轴承28之间的轴向间隙调整垫片二29调整轴向间隙，且主动轴1相对于中间压环8及后端圆锥滚子轴承9的外圈轴向游隙为0.012mm～0.04mm；中间压环8和后端圆锥滚子轴承9的外圈与马达壳体3的内孔为过盈配合，其过盈量为0.009mm～0.053mm；压盖用O型圈6安装于轴承压盖5上，并位于马达壳体3的内孔，且轴承压盖5与马达壳体3为间隙配合，其间隙值为0.026mm～0.076mm；安装于马达壳体3内的轴承压盖5通过安装于马达壳体3内的壳体孔用挡圈4轴向限位，且在轴承压盖5和中间压环8之间安装有轴向间隙调整垫片一7，用于调整传动轴组件部分在马达壳体3内的轴向窜动量，且该窜动量为0.021mm～0.05mm。
骨架油封30安装于轴承压盖5内且套装于主动轴1上，用于动态旋转密封，上端壳体螺塞13安装于散热孔T1，下端壳体螺塞32安装于加工工艺孔T2，且与马达壳体3的紧固扭力矩均为60±6N·m。
柱塞环14收缩套装于柱塞11上，且装配成形后的轴向间隙为0.04mm～0.07mm，径向窜动量为0.5mm～0.7mm，柱塞11与中心连杆25的球头端分别安装于主动轴1内，并通过由内六角花形盘头螺钉31紧固安装于主动轴1上的压盘10限位，且在压盘10和主动轴1之间设置有连杆球头间隙调整垫片12，用于调整中心连杆25的球头相对于主动轴1的轴向间隙。
圆柱弹簧16安装于中心连杆25内，将圆柱弹簧16及沿主动轴1轴向均布的柱塞11一并装入缸体15对应的孔内，且配油盘18与缸体15之间采用球面配合，弹簧座17用于调整圆柱弹簧16的预压力，装配时将安装工艺螺栓穿过配油盘18、缸体15、弹簧座17上设置的中间孔，并穿过圆柱弹簧16，旋合于中心连杆25内设置的安装工艺螺纹孔33内，拉紧固定配油盘18、缸体15及柱塞11组成的动力组件，主动轴1及其相关支撑组件在装入马达壳体3时，同时连同该动力组件装入马达壳体3内，在固定好主动轴1及调整好动力组件位置后，拆掉安装工艺螺栓，后端盖21上安装有定位销24，在后端盖21安装在马达壳体3端部时，定位销24插入配油盘18内对其固定限位，而后端盖21通过后端盖螺钉一20和后端盖螺钉二22紧固安装于马达壳体3上，冲洗阀23通过冲洗阀螺钉26紧固安装于后端盖21端部。
当外部压力油经后端盖21的左入口A送入马达时，由后端盖21内部的油道送至配油盘18的配油口，并经缸体15的油道输送至缸体柱塞驱动腔内，驱动柱塞11从而带动主动轴1旋转将液压能转化为机械能，液压油的液压能转化为机械能后，油经缸体15、配油盘18及后端盖21的油道流回及右入口B的系统回路，冲洗阀23在左入口A压力油的作用下将流向右入口B的回油经冲洗阀23和后端盖21的流道，并经配油盘18、缸体15、弹簧座17和中心连杆25的中间输送给主动轴1，主动轴1上的径向通道在旋转时产生离心泵的效果，将输送过来的油进一步流动起来，从而起到冲洗散热的作用。
改进型液压马达装配测试方法，在整机组装完毕后，对改进型液压马达进行测试，其具体步骤如下：
1)外观目测，检查整机外部无任何划伤、刮痕、磕碰和毛刺翻边；
2)将步骤1)中检测完毕的整机，放入蒸馏水中做第一次水下充气实验，首先打开散热孔T1处安装的上端壳体螺塞13，而后通过散热孔T1接入0.5MPa的压力气体，并将整机沉于蒸馏水中3分钟，观察整机无任何气泡产生为合格产品；
3)对步骤2)中检测合格的整机进行性能测试，要求整机输出的液压油最低清洁度等级为NAS 1638.9级或ISO/DIS 4406.18/15级，在1800rpm、35MPa下的容积效率不低于95％，起动效率不低于84％；额定工况下实验一千小时，加冲击十万次，运行加超载10小时，且可靠性及耐久实验完成后的容积效率下降值不大于4％，内腔清洁度不大于90mg为合格产品；
4)将步骤3)中检测合格的整机再次放入蒸馏水中，进行第二次水下充气实验；打开散热孔T1处安装的上端壳体螺塞13，通过散热孔T1接入0.5MPa的压力气体，将整机沉于蒸馏水中3分钟，观察整机无任何气泡产生为合格产品；
5)对步骤4)中检测合格的整机进行防蚀处理后入库和出厂。
在本实施例中，对整机进行性能测试前后分别做水下充气实验，以便辨析确认整机存在缺陷的原因，及时剔除次品，进而提高整机出厂质量。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.改进型液压马达，包括主动轴、马达壳体、中间压环、后端圆锥滚子轴承、压盘、柱塞、柱塞环、缸体、圆柱弹簧、弹簧座、配油盘、后端盖、冲洗阀、中心连杆及前端圆锥滚子轴承；其特征在于，后端圆锥滚子轴承与主动轴过盈配合安装，过盈量为0.012mm～0.041mm；中间压环过盈配合安装于前端圆锥滚子轴承上，过盈量为0.006mm～0.025mm；前端圆锥滚子轴承过渡配合安装于主动轴上，过渡配合值为-0.008mm～+0.007mm；且主动轴相对于中间压环与后端圆锥滚子轴承的外圈轴向游隙为0.012mm～0.04mm，主动轴上设置的油槽径向通道延长至主动轴前端；中间压环和后端圆锥滚子轴承的外圈与马达壳体的内孔过盈配合，过盈量为0.009mm～0.053mm；轴承压盖安装在马达壳体内，并与马达壳体为间隙配合，间隙值为0.026mm～0.076mm；马达壳体上设置有散热孔和加工工艺孔，柱塞环收缩套装于柱塞，柱塞与中心连杆的球头端分别安装于主动轴内，并通过压盘限位，中心连杆内设置有安装工艺螺纹孔，圆柱弹簧安装于中心连杆内，同时圆柱弹簧及沿主动轴轴向均布的柱塞一并装入缸体，配油盘与缸体之间为球面配合，弹簧座设置在中心连杆的端部；此外，后端盖安装在马达壳体端部，并通过定位销固定，且定位销插入配油盘内，冲洗阀紧固安装于后端盖端部。
2.根据权利要求1所述的改进型液压马达，其特征在于，主动轴上设置有主动轴用挡圈。
3.根据权利要求1所述的改进型液压马达，其特征在于，主动轴用挡圈和前端圆锥滚子轴承之间设置有轴向间隙调整垫片。
4.根据权利要求1所述的改进型液压马达，其特征在于，轴承压盖上安装有压盖用O型圈，且压盖用O型圈位于马达壳体的内孔。
5.根据权利要求1所述的改进型液压马达，其特征在于，马达壳体内安装有壳体孔用挡圈。
6.根据权利要求1所述的改进型液压马达，其特征在于，轴承压盖和中间压环之间安装有用于调整传动轴组件部分在马达壳体内轴向窜动量的轴向间隙调整垫片，且该窜动量为0.021mm～0.05mm。
7.根据权利要求1所述的改进型液压马达，其特征在于，轴承压盖内安装有骨架油封，且骨架油封套装于主动轴。
8.根据权利要求1所述的改进型液压马达，其特征在于，压盘和主动轴之间设置有连杆球头间隙调整垫片。
9.根据权利要求1所述的改进型液压马达，其特征在于，冲洗阀通过冲洗阀螺钉紧固安装于后端盖端部。
10.改进型液压马达装配测试方法，在整机组装完毕后，对改进型液压马达进行测试，其特征在于，具体步骤如下：
1)外观目测，检查整机外部无任何划伤、刮痕、磕碰和毛刺翻边；
2)将步骤1)中检测完毕的整机，放入蒸馏水中做第一次水下充气实验，首先打开散热孔处安装的上端壳体螺塞，而后通过散热孔充入0.3MPa～0.6MPa的压力气体，并将整机沉于蒸馏水中3～5分钟，观察整机无任何气泡产生为合格产品；
3)对步骤2)中检测合格的整机进行性能测试，要求整机输出的液压油最低清洁度等级为NAS 1638.9级或ISO/DIS 4406.18/15级，在1800rpm、35MPa下的容积效率不低于95％，起动效率不低于84％；额定工况下实验一千小时，加冲击十万次，运行加超载10小时，且可靠性及耐久实验完成后的容积效率下降值不大于4％，内腔清洁度不大于90mg为合格产品；
4)将步骤3)中检测合格的整机再次放入蒸馏水中，进行第二次水下充气实验；打开散热孔处安装的上端壳体螺塞，通过散热孔充入0.5MPa～2MPa的压力气体，将整机沉于蒸馏水中3～5分钟，观察整机无任何气泡产生为合格产品。
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