CN105822493A - 一种摆缸式液压马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双速摆缸式液压马达，该液压马达包括：壳盖、壳体、通油盘、配油盘、双头键、轴承、曲轴，该通油盘固接于壳体一侧，配油盘设于通油盘上，配油盘与曲轴的一端连接，曲轴与双头键过盈配合，双头键上开设有孔A、孔B、孔C，双头键和壳盖之间设置有轴承，轴承内圈的内壁上开设有环形槽A和环形槽B，轴承外圈设置有环形台阶，轴承一侧连接碟形弹簧，曲轴的外周设置有轴承套，曲轴与轴承套中间设置有处于上下位置的活塞孔A、活塞孔B，活塞孔A与孔A相通，活塞孔B与孔B相通。本发明通过在轴承上设置环形槽，使得不同位置的活塞孔进油，实现轴承套在曲轴中间的运动，以此来改变偏心，改变转速。

Description

一种摆缸式液压马达

技术领域

本发明涉及一种液压马达，更具体地，涉及一种摆缸式液压马达。

背景技术

摆缸式液压马达是径向柱塞马达中的一种。摆缸和活塞的轴线始终通过曲轴轴承套的中心，因而摆缸与活塞无侧向力，高压油从通油盘的进油口进入与曲轴一起旋转的配油盘，并经壳盖流道和摆缸耳环处进入活塞上部再经节流小孔进入活塞下部平衡腔，此时通高压油的活塞在油压力作用下，通过球面轴承套和滚柱把力传递到偏心轴上，曲轴在偏心力矩作用下转动，随着高压油进入，活塞向轴心方向移动直到下死点至，活塞腔通过配油盘开始与回油口接通，此时活塞在曲轴的推动下被推离轴心方向移动，活塞腔容积减小，低压油经摆缸耳环处通道，壳体流道，配油盘，通油盘排到回油口，各活塞依此接通高压和低压，各通高压的活塞对输出轴中心所产生的驱动力矩同向相加，就使液压马达输出轴获得连续而稳定回转扭矩。

摆缸式液压马达具有体积小，扭矩大，低速稳定性能强，效率高，使用寿命长等优点，被广泛应用于轻工机械、工程机械、矿山机械、起重运输机械、船舶甲板机械和农用机械等的液压系统中。但是它有一个缺点，那就是低速。

无论是工程机械中的起重设备还是船舶行业中起锚设备，最理想的是在提升重物时需要低速大扭矩马达驱动来保证起升过程中的动力和安全性，而下放过程中又需要高速小扭矩马达驱动来节省能源和时间。因此将两者合二为一，设计一种多功能摆缸式液压马达，在提升重物时用低速大扭矩，在下放过程中用高速小扭矩。在液压系统流量一定的情况下，通过公式：马达的转速＝系统流量/马达排量得知马达转速的快慢取决于马达的排量大小，排量越小，转速越快，排量越大，转速越慢，而马达的排量＝3.14*柱塞半径的平方*2*曲轴偏心*柱塞的个数，从而得出：当曲轴偏心越大，马达排量越大，曲轴偏心越小，马达排量越小。当系统流量一定时，马达的转速随排量的变化而变化。

发明内容

为解决现有技术中摆缸式液压马达低速的问题，本发明提供了一种通过改变曲轴的偏心来实现双速功能的摆缸式液压马达。

本发明提供了一种摆缸式液压马达，该液压马达包括：壳盖、壳体、通油盘、配油盘、双头键、轴承、曲轴，该通油盘固接于壳体一侧，配油盘设于通油盘上，配油盘与曲轴的一端连接，曲轴与双头键过盈配合，双头键上开设有孔A、孔B、孔C，双头键和壳盖之间设置有轴承，轴承内圈的内壁上开设有环形槽A和环形槽B，轴承外圈设置有环形台阶，轴承一侧连接碟形弹簧，曲轴的外周设置有轴承套，曲轴与轴承套中间设置有处于上下位置的活塞孔A、活塞孔B，活塞孔A、活塞孔B的内部分别安装有活塞A、活塞B，活塞孔A与孔A相通，活塞孔B与孔B相通，孔A、孔B通过环形槽A与孔C相通。

优选的，配油盘通过通油管A与孔C相通，壳盖的上端连接通油管B(20)，通油管B末端连通环形台阶。

优选的，配油盘上设置有第一油腔、第二油腔、梭阀孔，第一油腔、第二油腔对称设置，梭阀孔内安装梭阀，梭阀两端分别连通第一油腔和第二油腔。

优选的，第一油腔与第二油腔的两端分别连通有小槽，第二油腔的外侧连有槽。

优选的，第一油腔与第二油腔两端小槽的深度、宽度、长度均一致。

优选的，壳体中配置有柱塞，柱塞与轴承套之间设置有铜垫，铜垫面向轴承套一侧涂有耐磨耐高温材料涂层。

优选的，垫涂层表面设置有王字槽。

优选的，所述曲轴与轴承套中间还设置有活塞孔C，活塞孔B、活塞孔C均位于活塞孔B的下部，活塞孔C内部安装有活塞C。

优选的，活塞B和活塞C的内部分别安装有弹簧1、弹簧2。

优选的，所述曲轴上还设置有通孔A、通孔B、通孔C、通孔D、通孔E、通孔F，孔A通过通孔A、通孔C、通孔E与活塞孔A相通，孔B通过通孔B、通孔D、通孔F与活塞孔B相通。

本发明的有益效果为：1)本发明的液压马达通过在轴承上设置环形槽，使得不同位置的活塞孔进油，实现轴承套在曲轴中间的运动，以此来改变偏心，从而改变转速；2)本发明配油盘上增设有槽，能够大幅度降低配油盘底面的磨损，提高马达使用寿命；3)本发明在铜垫上涂有耐磨耐高温材料涂层，能够减少柱塞和轴承套它们之间的摩擦，铜垫涂层上开有王字槽，使铜垫和轴承套之间形成油膜，减少摩擦，并且能相应增加该摩擦副之间的泄漏，带走热量，降低马达温度，提高了马达的使用寿命。

附图说明

图1为本发明摆缸式液压马达在进油口K不进油时的主视图；

图2为本发明摆缸式液压马达在进油口K进油时的主视图；

图3为本发明摆缸式液压马达活塞的结构示意图；

图4为本发明摆缸式液压马达轴承的结构示意图；

图5为本发明摆缸式液压马达轴承在双头键的运动示意图一；

图6为本发明摆缸式液压马达轴承在双头键的运动示意图二；

图7为本发明摆缸式液压马达曲轴的主视图；

图8为本发明摆缸式液压马达曲轴的左视图；

图9为本发明摆缸式液压马达配油盘的主视图；

图10为本发明摆缸式液压马达配油盘的剖视图；

图11为本发明摆缸式液压马达铜垫的结构示意图；

图中，

1、壳盖；1a、进油口K；2、壳体；3、通油盘；4、配油盘；5、双头键；5a、孔A；5b、孔B；5c、孔C；6、轴承；6a、环形槽A；6b、环形槽B；7、曲轴；7a、通孔A；7b、通孔B；7c、通孔C；7d、通孔D；7e、通孔E；7f、通孔F；7g、通孔G；7h、通孔H；8、轴承套；9、环形台阶；10、碟形弹簧；11、活塞孔A；12、活塞孔B；13、活塞孔C；14、活塞A；15、活塞B；16、活塞C；17、弹簧1；18、弹簧2；19、通油管A；20、通油管B；21、第一油腔；22、第二油腔；23、梭阀孔；24、小槽；25、槽；26、柱塞；27、铜垫；27a、王字槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的结构进行详细解释说明。

如图1、图2所示，本发明的摆缸式液压马达，该液压马达包括：壳盖1、壳体2、通油盘3、配油盘4、双头键5、轴承6、曲轴7，该通油盘3固接于壳体2一侧，配油盘4设于通油盘3上，配油盘4与曲轴7的一端连接，曲轴7与双头键5过盈配合，双头键5上开设有孔A5a、孔B5b、孔C5c，双头键5和壳盖1之间设置有轴承6，轴承6内圈的内壁上开设有环形槽A6a和环形槽B6b，轴承6外圈设置有环形台阶9，轴承6一侧连接碟形弹簧10，曲轴7的外周设置有轴承套8，曲轴7与轴承套8中间设置有处于上下位置的活塞孔A11、活塞孔B12，活塞孔A11内安装有活塞A14，活塞孔B12内安装有活塞B15。为了增加力度，还设置有活塞孔C13，活塞孔B12、活塞孔C13均位于活塞孔A的下部，活塞孔C13内安装活塞C16。活塞孔A11与孔A5a相通，活塞孔B12、活塞孔C13均与孔B5b相通。孔A5a、孔B5b分别通过环形槽A6a与孔C5c相通。

在双头键5和壳盖1之间设置的轴承6能大幅减少双头键5所受径向载荷，在轴承6内圈的内壁上开的环形槽A6a和环形槽B6b有一定宽度且有一定距离，在环形槽B6b处打四个小孔。轴承6在双头键5上可轴向来回移动，当轴承6运动到最左侧时，孔C5c通过环形槽A6a与孔A5a相通，活塞孔A11通油，孔B5b在轴承6之外，使活塞孔B12和活塞孔C13里的油回到马达腔体里；当轴承6运动到最右侧时，孔C5c通过环形槽A6a与孔B5b相通，活塞孔B12和活塞孔C13通油，孔A5a与环形槽B6b相通，使活塞孔A11里的油回到马达腔体里。

其中，配油盘4通过通油管A19与孔C5c相通，壳盖1的上端连接通油管B20，通油管B20末端连通环形台阶9。

通油盘3进油时，高压油流经配油盘4，一路油通过壳盖1的流道经摆缸耳轴推动柱塞26使马达正常运转，一路油通过通油管A19和配油盘4到达孔C5c，当进油口K1a不进油时，碟形弹簧10推动轴承6向左运动顶住壳盖1，通过环形槽A6a使孔A5a和孔C5c相通，活塞孔A11进油，高压油推动活塞A14使轴承套8向上运动，增大偏心，马达排量变大，转速减慢；当进油口K1a进油时，高压油冲击轴承6的环形台阶9处产生的力大于碟形弹簧10的反推力，推动轴承6向右运动，通过环形槽A6a使孔B5b和孔C5c相通，活塞孔B12、活塞孔C13进油，高压油推动活塞B15、活塞C16使轴承套8向下运动，偏心减小，排量变小，转速增快；孔A5a与环形槽B6b相通，使活塞孔A11里的油回到马达腔体里。通过轴承6的左右运动，从而带动环形槽的移动，使得不同部位的活塞向上运动，从而改变偏心，使得转速改变。

优选的，配油盘4上设置有第一油腔21、第二油腔22、梭阀孔23，第一油腔21、第二油腔22对称设置，梭阀孔23两端分别连通第一油腔21和第二油腔22，梭阀孔23内安装梭阀，梭阀孔23与第一油腔21的连通处位于梭阀孔23与第二油腔22连通处的外侧。第一油腔21与第二油腔22的两端分别连通有小槽24，第二油腔22的外侧连有槽25。

本发明的配油盘4通过梭阀孔23，梭阀孔23内安装梭阀，梭阀有两个进油通道、一个出油通道；但只有一个进油通道进油，两个进油通道不相通。因此，无论第一油腔或第二油腔哪个油腔进油还是回油，都能实现向通油管A19持续供油。通油管A19又与孔C5c相通；孔C5c与孔A5a或孔B5b相通，从而改变偏心，转速改变，从而实现双速马达的变速。

配油盘4随输出轴同步运转，当高压油从通油管A19进入时，所产生的力全部作用于配油盘4上，在高转速和压力下，对于配油盘4底面的磨损相当严重。由于中心的油槽所产生的油膜中心位置和整个配油盘4的中心位置未重合，以至于配油盘4底面的静压平衡受力不均，并且第一油腔21和第二油腔22的摩擦面积太大且无油槽。因此，在配油盘4上重新加槽，第二油腔22外侧设置的槽25弥补中心油槽所产生的受力不均。第一油腔21和第二油腔22两端均设置有小槽24，其深度宽度长度均保持一致，且以配油盘4中心两两对称，保证受力平衡，从而在高压高转速下大幅度降低配油盘4底面的磨损，从而提高马达使用寿命。

优选的，壳体2中配置有柱塞26，柱塞26的中心与活塞A14的中心在同一条中心线上，活塞B15和活塞C16运动产生的力达到平衡，以使得液压马达更稳定地运转。柱塞26与轴承套8之间设置有铜垫27，铜垫27面向轴承套8一侧涂有耐磨耐高温材料涂层。优选的，铜垫27涂层表面设置有王字槽27a。

其中，铜垫27是一种FB090青铜在表面喷涂上一层CuSn₈P_0.3的耐磨耐高温材料，铜垫27在柱塞26和轴承套8之间起到过渡摩擦的作用，涂有CuSn₈P_0.3材料的一面与轴承套8表面贴合形成一对摩擦副，由于要实现多动能摆缸式液压马达的高速高压性能，耐磨涂层尚且无法满足轴承套8不受磨损。因此在铜垫27涂层表面再开一个王字槽27a，使铜垫27和轴承套8之间形成油膜，减少摩擦，并且能相应增加该摩擦副之间的泄漏，带走热量，降低马达温度，从而提高马达的使用寿命。

优选的，活塞B15和活塞C16的内部分别安装有弹簧117、弹簧218。这样设置的目的是当进油口K1a不进油时，活塞B15和活塞C16恢复到原来状态时，弹簧117、弹簧218起到缓冲的作用。

优选的，所述曲轴上还设置有通孔A7a、通孔B7b、通孔C7c、通孔D7d、通孔E7e、通孔F7f，孔A5a通过通孔A7a、通孔C7c、通孔E7e与活塞孔A相通，孔B5b通过通孔B7b、通孔D7d、通孔F7f与活塞孔B相通。

通油盘3上设置有进油口，配油盘4中的梭阀有与进油口相连通的进油通道，进油通道与孔C5c连通。如图5、图6所示，曲轴7还设置有通孔A7a、通孔B7b、通孔C7c、通孔D7d、通孔E7e、通孔F7f。孔A5a通过通孔A7d与通孔C7c、通孔G7g相通(通孔C7c与通孔G7g是一体打开的，通孔G7g用堵头堵住)，通孔C7c通过通孔E7e与活塞孔A11相通；最终实现了孔A7a和活塞孔A11的相通；孔B7b通过通孔B7b与通孔D7d、通孔H7h相通(通孔D7d与通孔H7h是一体打开的，通孔H7h用堵头堵住)，通孔D7d通过通孔F7f与活塞孔B、活塞孔C相通，最终实现孔B7b与活塞孔B12、活塞孔C13的相通。通孔A7a、通孔B7b、通孔C7c、通孔D7d、通孔E7e、通孔F7f均为过渡孔。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摆缸式液压马达，其特征在于，该液压马达包括：壳盖(1)、壳体(2)、通油盘(3)、配油盘(4)、双头键(5)、轴承(6)、曲轴(7)，该通油盘固接于壳体一侧，配油盘设于通油盘上，配油盘与曲轴的一端连接，曲轴与双头键过盈配合，双头键上开设有孔A(5a)、孔B(5b)、孔C(5c)，双头键和壳盖之间设置有轴承，轴承内圈的内壁上开设有环形槽A(6a)和环形槽B(6b)，轴承外圈设置有环形台阶(9)，轴承一侧连接碟形弹簧(10)，曲轴的外周设置有轴承套(8)，曲轴与轴承套中间设置有处于上下位置的活塞孔A(11)、活塞孔B(12)，活塞孔A内安装活塞A(14)、活塞孔B内安装活塞B(15)，活塞孔A与孔A相通，活塞孔B与孔B相通，孔A、孔B分别通过环形槽A与孔C相通。

2.根据权利要求1所述的摆缸式液压马达，其特征在于，配油盘通过通油管A(19)与孔C相通，壳盖的上端连接通油管B(20)，通油管B末端连通环形台阶。

3.根据权利要求1所述的摆缸式液压马达，其特征在于，配油盘上设置有第一油腔(21)、第二油腔(22)、梭阀孔(23)，第一油腔、第二油腔对称设置，梭阀孔内安装梭阀，梭阀两端分别连通第一油腔和第二油腔。

4.根据权利要求3所述的摆缸式液压马达，其特征在于，第一油腔与第二油腔的两端分别连通有小槽(24)，第二油腔的外侧连有槽(25)。

5.根据权利要求4所述的摆缸式液压马达，其特征在于，第一油腔与第二油腔两端小槽的深度、宽度、长度均一致。

6.根据权利要求1所述的摆缸式液压马达，其特征在于，壳体中配置有柱塞(26)，柱塞与轴承套之间设置有铜垫(27)，铜垫面向轴承套一侧涂有耐磨耐高温材料涂层。

7.根据权利要求6所述的摆缸式液压马达，其特征在于，铜垫的涂层面上设置有王字槽(27a)。

8.根据权利要求1所述的摆缸式液压马达，其特征在于，所述曲轴与轴承套中间还设置有活塞孔C(13)，活塞孔B、活塞孔C均位于活塞孔A的下部，活塞孔C内安装有活塞C(16)。

9.根据权利要求8所述的摆缸式液压马达，其特征在于：活塞B和活塞C的内部分别安装有弹簧1(17)、弹簧2(18)。

10.根据权利要求1所述的摆缸式液压马达，其特征在于，所述曲轴上还设置有通孔A(7a)、通孔B(7b)、通孔C(7c)、通孔D(7d)、通孔E(7e)、通孔F(7f)，孔A通过通孔A、通孔C、通孔E与活塞孔A相通，孔B通过通孔B、通孔D、通孔F与活塞孔B相通。