CN108612620B - 一种用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构，包括后盖、蝶形弹簧、浮动分隔件、配油盘、配油板、传动轴等，在蝶形弹簧弹力作用下，浮动分隔件与配油盘、配油盘与配油板、配油板与壳体三个接触面始终存在初始压紧力，保证可靠密封及磨损补偿；其中，浮动分隔件为中心处开设有喇叭状的通油孔的一体式结构；配油盘呈圆锥状结构；浮动分隔件与配油盘一起将后盖内腔分隔出通油容腔A和通油容腔B。本发明的配油机构与现有技术相比，具有体积小，重量轻，通油能力大，高效的优点。

Description

一种用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构

技术领域

本发明涉及一种液压马达配油机构，特别是一种用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构。

背景技术

径向柱塞液压马达因其具有功率密度大、排量大、低速稳定性好的优点而得到广泛应用，但又因其具有效率低的缺点，浪费能源；所以，应该在进一步挖掘其功率密度大的优点的同时提高其效率。

其中，配油机构是影响径向柱塞液压马达效率的关键部件，上世纪七十年代末美国专利号US4181067公开了一种径向柱塞液压马达配油机构，使用了该配油机构的径向柱塞液压马达取得良好的市场效果，九十年代末本世纪初国内通过合资或其它方式使用该发明技术。图1-图4分别是上述美国专利的结构示意图，其具体结构是：包括后盖1、分体式结构的浮动分隔件3、圆柱体结构的配油盘4、配油板5、壳体11、传动轴6和螺旋弹簧15；其中，螺旋弹簧15提供浮动分隔件3、配油盘4、配油板5和壳体11之间密封的预紧力及实现磨损补偿功能；浮动分隔件3和配油盘4一起将后盖1内腔分隔出通油容腔A 102、通油容腔B 103和通油容腔C 104，通油容腔A 102与通油容腔B 103以一进一出的效果配合工作，具体情况视液压马达的旋转方向而定。

工作原理为：当通油容腔B 103进油时，液压油从后盖1上的进油口到达通油容腔B103，再依次经过浮动分隔件3的流道、配油盘4的流道、配油板5的流道、壳体11的流道最终到达马达油缸活塞容腔以推动曲轴(曲轴未画出)旋转，曲轴与传动轴6同步绕x轴带动配油盘4一起旋转；做功完毕，液压油依次经过壳体11的流道、配油板5的流道、配油盘4的流道和浮动分隔件3的中间流道进入通油容腔A 102，最后由后盖1上的出油口排出。当通油容腔A102进油时，路径刚好相反。由其工作原理可知，通油容腔C 104不起功能性作用，白白占用了空间；此外，分体式结构的浮动分隔件3、圆柱体结构的配油盘4和螺旋弹簧15的体积都偏大，相关流道细长、阻力大，这些因素一起使得该发明技术具有体积大、结构笨重的缺点。

此外，上述浮动分隔件3中的流道由多个小孔305和一个中心通孔306组成，配油盘4中的两流道分别由五个油孔组成；由流体力学知识可知，同等通流面积条件下，孔的数目越多，水力直径越大，流道越长，则流体阻力越大，通油能力越小，效率越低；比如三个组成的油孔与一个/>油孔通油面积相当，但一个/>的油孔的通油能力大于由三个/>组成的油孔的通油能力。

综上所述，美国专利号US4181067公开的一种径向柱塞液压马达配油机构具有体积庞大、结构笨重、通油能力小、效率低的缺点。查该发明的改进方案可知，有对其噪音和耐磨性进行了改进的资料，如：中国专利ZL2008200465757的实施例二、及中国专利CN202832957U，但未查到有对其体积庞大、结构笨重、通油能力小的缺点进行改进的资料。

因此，需要对现有的配油机构做进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构，其具有体积小、结构更紧凑、通油能力强和效率高的优点，解决了现有技术存在的缺陷和问题。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构，包括后盖、及分别设置于后盖内腔的浮动分隔件、配油盘和配油板；后盖和配油板分别连接于壳体上；一体式结构的浮动分隔件的小端插入后盖的内孔中，且彼此间隙配合，配合面上设置有密封件；浮动分隔件通过第一定位销周向固定在后盖上，但浮动分隔件轴向可自由移动；浮动分隔件与后盖之间设置有蝶形弹簧，蝶形弹簧有一初始压缩量，在蝶形弹簧的作用下，浮动分隔件与配油盘、配油盘与配油板、配油板与壳体三个接触面始终存在初始压紧力，一方面保证各接触面的密封，另一方面实现各接触面磨损的自动补偿功能，即上述三个接触面任何一个发生磨损，在蝶形弹簧的弹力作用下都能始终保持良好接触，而不泄漏；所述壳体内设置有传动轴，该传动轴一端贯穿至壳体外且与配油盘传动连接、另一端与壳体内的曲轴传动连接；传动轴上套设有导套，该导套外侧位于配油盘与配油板之间；工作时，在曲轴的带动下，传动轴与配油盘同步绕轴线x旋转，依次将液压油配送至壳体内各个活塞组件上，同时将各个活塞组件的回油依次排出；其特征在于：所述浮动分隔件为一体式结构，该一体式结构的浮动分隔件与配油盘共同将后盖内腔分隔出通油容腔A和通油容腔B。

进一步地，所述浮动分隔件中心处开设有喇叭状的通油孔，该通油孔与浮动分隔件同轴设置、且设置一个，通油孔的大端与配油盘相对应；由背景技术中流体力学原理分析可知，本喇叭状的通油孔通油能力大、效率高。

进一步地，所述浮动分隔件的大端通过一根以上第一定位销周向固定在后盖上，第一定位销引导浮动分隔件沿轴线x做轴向往复移动；所述第一定位销两端分别插设于后盖上和浮动分隔件上。

进一步地，所述配油盘为圆锥体结构，有效减少了体积，缩短了流道长度，提高了配油效率；配油盘上设有第一通油道和第二通油道，第一通油道从配油盘的锥面通向大端面，第二通油道从配油盘的小端面通向大端面；所述第一通油道由两个以上第一油孔组成；所述第二通油道由两个以上第二油孔组成，两个以上的第二油孔相互连通。

进一步地，所述配油板与壳体之间的接触面光滑、且相互贴合，配油板和/或壳体的接触面上不开设密封沟槽，且不设置密封件，配油板与壳体之间的接触面依靠机械接触进行密封，少量泄漏通过传动轴与壳体之间的间隙排到壳体内，这样可以将配油板设计成很薄，进一步减少体积，缩短流道长度，提高配油效率。

进一步地，所述后盖内腔由内孔、通油容腔A和通油容腔B组成，内孔设置于通油容腔A与通油容腔B之间，配油盘转动在通油容腔B中；由于后盖只需要铸造通油容腔A和通油容腔B两个腔室、及加工内孔和第一密封槽，因此工艺简单，体积小，结构紧凑。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、一体式结构的浮动分隔件和配油盘共同将后盖内腔分隔出通油容腔A和通油容腔B，消除了现有技术中无用的第三容腔(背景技术中所述的通油容腔C)，因此可缩小后盖的体积，进而大大缩小了配油机构的整体体积；

2、一体式结构的浮动分隔件代替了现有技术分体式结构的浮动分隔件，使结构更紧凑，且节省了多个组装工序，使组装效率提高，组装难度降低；另外，加工生产简化，制造成本降低；

3、一体式结构的浮动分隔件中心位置仅设置一个大的喇叭状的通油孔，该通油孔的通油能力大，效率高；

4、配油盘为圆锥体结构设置，其体积缩小、流道变短，因此，结构紧凑，通油效率高；

5、使用蝶形弹簧代替现有技术的螺旋弹簧，结构更为紧凑；

6、配油板与壳体之间不再设置相关的密封件进行密封，而是通过彼此的机械接触进行密封，这样可以把配油板做得更薄，流道进一步缩短，因此结构更紧凑，通油效率更高。

附图说明

图1为现有配油机构的剖视图；

图2为现有配油机构中浮动分隔件的结构示意图；

图3为现有配油机构中配油盘的结构示意图；

图4为现有配油机构中后盖的截面图；

图5为本发明一实施例中配油机构组装状态的剖面图；

图6为本发明一实施例中配油机构与马达主体连接的示意图；

图7为本发明一实施例中分隔件的结构示意图；

图8为本发明一实施例中配油盘的正投影图；

图9为图8中D-D方向的截面图；

图10为本发明一实施例中配油盘与现有配油盘的外形体积对比图；

图11为本发明一实施例中后盖的截面图；

图12为本发明一实施例中配油机构与现有配油机构的整体外形体积对比图。

图中：1、后盖；2、蝶形弹簧；3、浮动分隔件；4、配油盘；5、配油板；6、传动轴；7、导套；8、连接螺钉；9、密封件；10、第一定位销；11、壳体；12、曲轴；13、活塞组件；14、第二定位销；15、螺旋弹簧；101、内孔；102、通油容腔A；103、通油容腔B；104、通油容腔C；105、第一密封槽；1101、壳体油道；301、小端；302、通油孔；303、大端；304、第二密封槽；305、小孔；306、中心通孔；401、第一油孔；402、第二油孔；403、锥面；404、大端面；405、小端面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是这样实现的：

参见图5-图12，用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构P2，包括后盖1、及分别设置于后盖1内腔的浮动分隔件3、配油盘4和配油板5；后盖1和配油板5分别连接于壳体11一端面；一体式结构的浮动分隔件3的小端301插入后盖1的内孔101中，且彼此间隙配合，配合面上设置有密封件9，且保证浮动分隔件3外壁与内孔101内壁之间密封性，浮动分隔件3外壁设有用于装配密封件9的第二密封槽304；浮动分隔件3通过第一定位销10周向固定在后盖1上，但浮动分隔件3轴向可自由移动；浮动分隔件3与后盖1之间设置有蝶形弹簧2，蝶形弹簧2有一初始压缩量，在蝶形弹簧2的作用下，浮动分隔件3与配油盘4、配油盘4与配油板5、配油板5与壳体11三个接触面始终存在初始压紧力，一方面保证各接触面的密封，另一方面实现各接触面磨损的自动补偿功能，即上述三个接触面任何一个发生磨损，在蝶形弹簧2的弹力作用下都能始终保持良好接触；配油板5通过第二定位销14定位固定在壳体11的端面上，拆卸时，轴向移动配油板5或壳体11可使彼此拆卸分离；壳体11内设置有传动轴6，该传动轴6一端贯穿至壳体11外且与配油盘4传动连接、另一端与壳体11内的曲轴12传动连接；传动轴6上套设有导套7，该导套7外侧位于配油盘4与配油板5之间；工作时，在曲轴12的带动下，传动轴6与配油盘4同步绕轴线x旋转，依次将液压油配送至壳体内各个活塞组件13上，同时将各个活塞组件13的回油依次排出；浮动分隔件3为一体式结构，该一体式结构的浮动分隔件3与配油盘4共同将后盖1内腔分隔出通油容腔A 102和通油容腔B 103。

如图1和图2所示，现有配油机构中的浮动分隔件3上的油道由外围环形分布的一系列小孔305和中心通孔306组成，虽然外围的一系列小孔305通油面积之和跟中心通孔306通油面积相当，但小孔305的数目较多，会导致水力直径大，所以通油能力小、效率低。如图5和图7所示，本结构中的浮动分隔件3中心处开设有喇叭状的通油孔302，该通油孔302与浮动分隔件3同轴设置、且设置一个，通油孔302的大端与配油盘4相对应，且连通配油盘4上的第二油孔402，油液从通油孔302直接进入第二油孔402，经过活塞组件13后返回配油盘4第一油孔401，最终从后盖1内的通油容腔B 103排出；由背景技术中流体力学原理分析可知，本喇叭状的通油孔302通油能力大、效率高。

浮动分隔件3的大端303通过两根第一定位销10周向固定在后盖1上，第一定位销10引导浮动分隔件3沿轴线x做轴向往复移动；第一定位销10两端分别插设于后盖1上和浮动分隔件3上。

如图1和图3所示，现有配油机构中的配油盘4为一圆柱状零件，其两组通油道(第一通油道和第二通油道)都是从配油盘4一端面贯穿至另一端面，且每组通油道分别由五个油孔构成，所以流道水力直径大、流道长、体积大、效率低。如图5、图8和图9，本配油机构中的配油盘4为圆锥体结构，有效减少了体积，缩短了流道长度，提高了配油效率；配油盘4内开设有第一通油道和第二通油道，第一通油道从配油盘4的锥面403通向大端面404，第二通油道从配油盘4的小端面405通向大端面404；第一通油道由三个第一油孔401组成；第二通油道由三个第二油孔402组成。与现有技术相比，本配油盘4的通流面积更大，水力直径更小，流道更短，体积更小；如图10所示，本结构的配油盘4与现有技术的配油盘4(虚线形状为现有技术的配油盘4外形)相比较，外形体积更小。

如图5和图6所述，配油板5与壳体11之间的接触面光滑、且相互贴合，配油板5和壳体11的接触面上均不开设密封沟槽，且不设置密封件，配油板5与壳体11之间的接触面依靠机械接触进行密封；工作时，蝶形弹簧2及液压油压力将配油板5压紧在壳体11上，少量泄漏通过传动轴6与壳体11之间的间隙排到壳体11内(最后由壳体排出)；这样可以将配油板5设计成很薄，进一步减少体积，缩短流道长度，提高配油效率。

如图4所示，现有配油机构中的后盖1需要铸造出三个容腔，分别是通油容腔A102、通油容腔B 103和容腔C 104，特别是通油容腔B 103拔模困难，且有多个台阶结构需要加工，整体外形呈现圆柱状，所以工艺复杂，体积大，结构笨重。如图11所述，后盖1内腔由内孔101、通油容腔A 102和通油容腔B 103组成，内孔101设置于通油容腔A 102与通油容腔B103之间，配油盘4转动在通油容腔B 103中；由于后盖1只需要铸造通油容腔A 102和通油容腔B 103两个腔室、及加工内孔101和第一密封槽105，因此工艺简单，体积小，结构紧凑。如图12所示，本用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构P2与现有技术的配油机构P1(虚线形状为现有技术的配油机构P1外形)相比较，具有结构紧凑，效率高的优点。

如图1所示，现有配油机构中的弹性件采用螺旋弹簧15，其体积较大，占用了后盖1内腔大量空间。如图5所示，本配油机构中的弹性件采用蝶形弹簧2，体积显著缩小，有效的节省后盖1内腔空间。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构，包括后盖(1)、及分别设置于后盖(1)内腔的浮动分隔件(3)、配油盘(4)和配油板(5)；后盖(1)和配油板(5)分别连接于壳体(11)上；所述浮动分隔件(3)的小端(301)插入后盖(1)的内孔(101)中，且彼此间隙配合，浮动分隔件(3)与后盖(1)之间设置有蝶形弹簧(2)，在蝶形弹簧(2)的作用下，浮动分隔件(3)与配油盘(4)、配油盘(4)与配油板(5)、配油板(5)与壳体(11)三个接触面始终存在初始压紧力，一方面保证各接触面的密封，另一方面实现各接触面磨损的自动补偿功能；所述壳体(11)内设置有传动轴(6)，该传动轴(6)一端贯穿至壳体(11)外且与配油盘(4)传动连接、另一端与壳体(11)内的曲轴(12)传动连接；工作时，在曲轴(12)的带动下，传动轴(6)与配油盘(4)同步绕轴线x旋转，依次将液压油配送至壳体(11)内各个活塞组件(13)上，同时将各个活塞组件(13)的回油依次排出；其特征在于：所述浮动分隔件(3)为一体式结构，该一体式结构的浮动分隔件(3)与配油盘(4)共同将后盖(1)内腔分隔出通油容腔A(102)和通油容腔B(103)。

2.根据权利要求1所述用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构，其特征在于：所述浮动分隔件(3)中心处开设有喇叭状的通油孔(302)，该通油孔(302)与浮动分隔件(3)同轴设置、且设置一个，通油孔(302)的大端与配油盘(4)相对应。

3.根据权利要求2所述用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构，其特征在于：所述浮动分隔件(3)的大端(303)通过一根以上第一定位销(10)周向固定在后盖(1)上，第一定位销(10)引导浮动分隔件(3)沿轴线x做轴向往复移动；所述第一定位销(10)两端分别插设于后盖(1)上和浮动分隔件(3)上。

4.根据权利要求1所述用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构，其特征在于：所述配油盘(4)为圆锥体结构，配油盘(4)上设有第一通油道和第二通油道，第一通油道从配油盘(4)的锥面(403)通向大端面(404)，第二通油道从配油盘(4)的小端面(405)通向大端面(404)；所述第一通油道由两个以上第一油孔(401)组成；所述第二通油道由两个以上第二油孔(402)组成。

5.根据权利要求1所述用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构，其特征在于：所述配油板(5)与壳体(11)之间的接触面光滑、且相互贴合，配油板(5)和/或壳体(11)的接触面上不开设密封沟槽，且不设置密封件，配油板(5)与壳体(11)之间的接触面依靠机械接触进行密封。

6.根据权利要求1所述用于径向柱塞液压马达的紧凑型高效配油机构，其特征在于：所述后盖(1)内腔由内孔(101)、通油容腔A(102)和通油容腔B(103)组成，内孔(101)设置于通油容腔A(102)与通油容腔B(103)之间，配油盘(4)转动在通油容腔B(103)中。