CN108266310A - 一种阀式配流径向柱塞乳化液马达 - Google Patents
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Abstract
本发明属于液压马达技术领域，具体是一种阀式配流径向柱塞乳化液马达。包括壳体，所述壳体内通过圆锥滚子轴承支撑转动安装有曲轴，曲轴内设置有配流通道h，曲轴上开有圆弧油槽o，所述的曲轴上固定安装有五星轮，壳体上安装有比例阀组件，五星轮端面上接触连接有柱塞组件，所述柱塞组件与所述五星轮之间有细微间隙，五星轮各端面处开有润滑通孔，润滑通孔与圆弧油槽o连通，缸套与波纹管柱塞腔之间开有润滑油道，所述的柱塞内部开有流道e、流道f和流道g，润滑油道通过流道e、流道f和流道g与曲轴上的配流通道h连通。本发明将矿物油和乳化液隔离，制造两条互不干涉的回路分别进行润滑和驱动，使得在液压马达中可以同时使用乳化液和矿物油。
Description
技术领域
本发明属于液压马达技术领域，具体是一种阀式配流径向柱塞乳化液马达。
背景技术
目前，煤矿井下开采工程使用的液压设备中，大多以矿物油作为工作及润滑介质，但矿物油由于污染性大，会污染井下水，违背了环保理念，而且矿物油有易燃特性，安全性差，对井下开采工作存在极大安全威胁。因此，矿物油的使用既不满足安全、高效开采要求，又不符合绿色开采理念。基于此，目前煤矿井下开采所用液压设备将矿物油介质换为乳化液，由于乳化液与矿物油相比，粘度小、流动性强，传统液压马达采用的轴配流和端面配流方式由于泄漏量大，不适用于乳化液，而且乳化液由于润滑性差，不能起到较好的润滑效果，在润滑功能上所需矿物油量远远小于传统整体全为矿物油的量，所以依旧采用矿物油作润滑介质，就需要一种新型配流方式的液压马达。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供一种阀式配流径向柱塞乳化液马达。
本发明采取以下技术方案：一种阀式配流径向柱塞乳化液马达，包括壳体，所述壳体内通过圆锥滚子轴承支撑转动安装有曲轴，并通过曲轴右端盖和曲轴左端盖密封，曲轴内设置有配流通道h，曲轴上开有圆弧油槽o，所述的曲轴上固定安装有五星轮，所述壳体内设置有内孔通道a、内孔通道b、内孔通道c和内孔通道d，壳体上安装有比例阀组件，五星轮端面上接触连接有柱塞组件，所述柱塞组件与所述五星轮之间有细微间隙，所述的柱塞组件包括轴向可伸缩缸、缸套和柱塞，缸套内设置有波纹管柱塞腔，轴向可伸缩缸安装在波纹管柱塞腔上部，波纹管柱塞腔底部与柱塞焊接，波纹管柱塞腔内部通过内孔通道d与比例阀组件工作口T连通，比例阀组件进液口P与内孔通道a、内孔通道b和内孔通道c连通；五星轮各端面处开有润滑通孔，润滑通孔与圆弧油槽o连通，缸套与波纹管柱塞腔之间开有润滑油道，所述的柱塞内部开有流道e、流道f和流道g，润滑油道通过流道e、流道f和流道g与曲轴上的配流通道h连通。
进一步的，曲轴端部设置有角度编码器。
所述曲轴一端设置有配流通道h，用于对五星轮内部以及柱塞组件内部所需矿物油进行配流。由于乳化液不能有效起到润滑作用，在本发明中依旧采用矿物油作润滑介质，并通过曲轴处配流通道h实现矿物油配流，以起到良好的润滑效果。
所述的比例阀组件，安装在壳体上，由主阀和先导阀组成，主阀采用一个两位三通电磁换向阀，先导阀为两个两位两通换向阀。工作吸液时，进液口P和工作口T连通，乳化液通过内环通道a-b-c流入，经进液口P进入阀体内部，通过比例控制，从工作口T进入轴向可伸缩缸内部腔体；工作排液时，工作口T与回液口O连通，乳化液流经流道d，流经工作口T及回液口O完成排液，从而完成整个工作过程。该比例控制阀组件，具有高速响应功能，其动作频率满足液压马达所用阀的动作频率，可通过控制乳化液流量大小，来控制液压马达转速。
所述柱塞组件为自主设计的新型柱塞组件，每组柱塞组件均由轴向可伸缩缸、缸套、柱塞组成，柱塞焊接在轴向可伸缩缸底部，并安装在缸套内部，柱塞组件径向布置有五组，分别与所述五星轮五个端面相对应；本发明自主设计的新型柱塞组件，利用轴向可伸缩缸与缸套之间相互运动，实现轴向可伸缩缸内、外两个工作腔容积不断变化，完成吸液和排液，通过轴向可伸缩缸可将两个工作腔中介质隔离，使得在液压马达中可以同时使用乳化液和矿物油。工作过程中，乳化液介质进入轴向可伸缩缸内部，推动柱塞向下运动，此时伸缩缸外部工作腔密闭容积增大，将五星轮内部矿物油通过柱塞中流道g-f-e吸入外部工作腔，对柱塞和缸套之间摩擦副进行润滑，在轴向可伸缩缸内、外也可形成压力平衡。当柱塞向下运动到极限位置时，由于五星轮运动推动柱塞向上运动，此时，轴向可伸缩缸内部容积被压缩，乳化液介质经过流道d排液，轴向可伸缩缸外部密闭容积减小，矿物油从柱塞内部流道e-f-g压出，会在在柱塞底部与五星轮端面小间隙处形成高压油膜，避免在运动过程中两表面直接接触，减小磨损。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该阀式配流径向柱塞乳化液马达，改变了传统液压马达使用矿物油作工作介质的方式。设计的新型马达结构，使用比例阀控制乳化液流量的阀式配流方式改变了传统液压马达轴配流和端面配流的方式，并设计出新型柱塞组件结构，可以将矿物油和乳化液隔离，制造两条互不干涉的回路分别进行润滑和驱动，使得在液压马达中可以同时使用乳化液和矿物油，以矿物油作润滑介质，以乳化液作动力介质，既可以达到较好的润滑效果，又满足了安全高效开采要求以及绿色环保开采的理念，具有重量轻、结构简单等特点，能有效解决传统液压马达中存在的不足，增大马达适用性。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为部分结构剖面示意图；
图3为五星轮单元结构示意图；
图中，1-比例阀组件，2-轴向可伸缩缸，3-缸套，4-柱塞，5-压力环，6-马达右端盖，7-曲轴右端盖，8-温度传感器，9-五星轮，10-曲轴，11-曲轴左端盖，12-角度编码器，13-键，14-圆锥滚子轴承，15-马达左端盖，16-壳体，17-润滑通孔。
具体实施方式
为了清楚介绍本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施例进行完整、具体的描述。
如图1所示，一种阀式配流径向柱塞乳化液马达，包括壳体16，所述壳体16内通过圆锥滚子轴承14支撑转动安装有曲轴10，并通过曲轴右端盖7和曲轴左端盖11密封，曲轴8内设置有配流通道h，曲轴8上开有圆弧油槽o，所述的曲轴10上固定安装有五星轮9，所述壳体16内设置有内孔通道a、内孔通道b、内孔通道c和内孔通道d，壳体16上安装有比例阀组件1，五星轮9端面上接触连接有柱塞组件，所述柱塞组件与所述五星轮9之间有细微间隙，所述的柱塞组件包括轴向可伸缩缸2、缸套3和柱塞4，缸套10内设置有波纹管柱塞腔，轴向可伸缩缸2安装在波纹管柱塞腔上部，波纹管柱塞腔底部与柱塞4焊接，波纹管柱塞腔内部通过内孔通道d与比例阀组件1工作口T连通，比例阀组件1进液口P与内孔通道a、内孔通道b和内孔通道c连通；五星轮9各端面处开有润滑通孔，润滑通孔与圆弧油槽o连通，缸套3与波纹管柱塞腔之间开有润滑油道，所述的柱塞4内部开有流道e、流道f和流道g，润滑油道通过流道e、流道f和流道g与曲轴9上的配流通道h连通。曲轴10端部设置有角度编码器12。
如图1、3所示，比例阀组件安装在壳体上，由主阀和先导阀组成，通过控制乳化液流量来控制马达转速。该比例阀组件主阀采用一个两位三通电磁换向阀，先导阀为两个两位两通换向阀。工作吸液时，进液口P和工作口T连通，乳化液通过内环通道a-b-c流入，经进液口P进入阀体内部，从工作口T进入轴向可伸缩缸内部腔体，本发明使用的新型柱塞组件，利用轴向可伸缩缸与缸套之间相互运动，实现轴向可伸缩缸内、外两个工作腔容积不断变化，完成吸液和排液，通过轴向可伸缩缸可将两个工作腔中介质隔离，使得在液压马达中可以同时使用乳化液和矿物油，当乳化液流入轴向可伸缩缸体内部时，推动柱塞向下运动，此时伸缩缸外部工作腔密闭容积增大，五星轮内部存在经曲轴上配流通道h-i流入的矿物油，从而将五星轮内部矿物油通过柱塞中流道g-f-e吸入外部工作腔，对柱塞和缸套之间摩擦副进行润滑，在轴向可伸缩缸内、外也可形成压力平衡，柱塞向下运动从而将动力传递给五星轮，图2中五星轮内部部分剖视图，在五星轮内部设置有压力环槽，由于五星轮做平面运动，使得作用力始终经过五星轮形心O1，而曲轴的旋转中心为O2，实现作用力偏离旋转中心。由于设计有径向分布的五组柱塞组件，当所有柱塞组件均做往复运动时，产生的合力指向五星轮形心O1，而曲轴回转中心位于O2，会产生对回转中心的力矩，从而驱动五星轮动作，进而驱动曲轴回转，实现动力的输出。
当柱塞向下运动到极限位置时，由于五星轮运动推动柱塞向上运动，轴向可伸缩缸内部容积被压缩，此时比例阀组件工作口T与回液口O连通，乳化液经流道d，流经工作口T及回液口O完成排液，轴向可伸缩缸外部密闭容积减小，矿物油从柱塞内部流道e-f-g压出，在柱塞底部与五星轮端面小间隙处形成高压油膜，用来润滑摩擦副，避免在运动过程中两表面直接接触，减小磨损。
以上即为该阀式配流径向柱塞乳化液马达具体实施方式。
Claims (2)
1.一种阀式配流径向柱塞乳化液马达，其特征在于：包括壳体（16），所述壳体（16）内通过圆锥滚子轴承（14）支撑转动安装有曲轴（10），并通过曲轴右端盖（7）和曲轴左端盖（11）密封，曲轴（8）内设置有配流通道h，曲轴（8）上开有圆弧油槽o，所述的曲轴（10）上固定安装有五星轮（9），所述壳体（16）内设置有内孔通道a、内孔通道b、内孔通道c和内孔通道d，壳体（16）上安装有比例阀组件（1），五星轮（9）端面上接触连接有柱塞组件，所述柱塞组件与所述五星轮（9）之间有细微间隙，所述的柱塞组件包括轴向可伸缩缸（2）、缸套（3）和柱塞（4），缸套（10）内设置有波纹管柱塞腔，轴向可伸缩缸（2）安装在波纹管柱塞腔上部，波纹管柱塞腔底部与柱塞（4）焊接，波纹管柱塞腔内部通过内孔通道d与比例阀组件（1）工作口T连通，比例阀组件（1）进液口P与内孔通道a、内孔通道b和内孔通道c连通；五星轮（9）各端面处开有润滑通孔（17），润滑通孔（17）与圆弧油槽o连通，缸套（3）与波纹管柱塞腔之间开有润滑油道，所述的柱塞（4）内部开有流道e、流道f和流道g，润滑油道通过流道e、流道f和流道g与曲轴（9）上的配流通道h连通。
2.根据权利要求1所述的阀式配流径向柱塞乳化液马达，其特征在于：所述的曲轴（10）端部设置有角度编码器（12）。
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