CN109322782A - 带有自动补偿功能的高水基乳化液马达 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，包括：壳体、以及沿轴向可转动地穿设于所述壳体中的输出轴；齿轮机构、至少一个配流盘和至少一个补偿板，所述齿轮机构、所述配流盘和所述补偿板均位于所述壳体中，并且均共轴套设于所述输出轴上；所述齿轮机构与所述输出轴固定连接，所述配流盘和所述补偿板均与所述壳体保持固定，所述补偿板位于所述配流盘和所述齿轮机构之间；所述配流盘上开设有配流孔，所述补偿板上开设有与所述配流孔对应的通流孔。采用本发明，能够提高高水基乳化液马达工作运行可靠，输出功率高，使用寿命长，可以满足易燃易爆等危险场合要求的需要。
Description
技术领域
本发明涉及乳化液马达技术领域，特别是涉及一种带有自动补偿功能的高水基乳化液马达。
背景技术
目前，煤矿、冶金、船舶、海洋工程、化工等行业有大量工作需要低速大扭矩的动力设备、工具来完成。在现有技术中，传统的液压马达通常是采用矿物油作传动工作介质，在高温明火场合、或其它易燃易爆环境中很难满足要求，存在很大的安全隐患。这主要由于矿物油是易燃液体，在高压、高温的条件下很容易发生燃烧。国内外研究表明，矿物油液压传动中高压漏油形成的细小微粒和空气混合，很容易引起火灾，在一定条件下还可能发生爆炸。例如在煤矿井下采煤工作面，要求液压设备、工具必须满足安全要求，杜绝产生火花及易燃易爆危险物。MT/T827-1999《煤矿机械液压系统通用技术条件》中明确规定“在煤矿井下有危险的场所，应使用难燃液为液压系统的工作介质”。因此，作为煤矿井下采煤工作面液压回转设备、工具的关键部件，液压马达可以采用乳化液或纯水作为传动介质。
然而，发明人在实现发明创造的过程中发现，现有乳化液马达的技术并不成熟，其结构本身存在很大的缺陷，使用寿命短，未能在行业上广泛应用。例如，乳化液马达经长时间运行后，有些部件之间很容易因长期摩擦造成轴向间隙过大，造成乳化液泄露，影响运行的安全性和可靠性，效率降低。因此，非常有必要研发新的乳化液马达技术，克服目前乳化液马达的缺陷，推动技术进步。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，旨在克服现有技术中安全性和可靠性低的缺陷，推进乳化液马达技术的进步。
本发明实施例所提供的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达包括：壳体、以及沿轴向可转动地穿设于所述壳体中的输出轴；齿轮机构、至少一个配流盘和至少一个补偿板，所述齿轮机构、所述配流盘和所述补偿板均位于所述壳体中，并且均共轴套设于所述输出轴上；所述齿轮机构与所述输出轴固定连接，所述配流盘和所述补偿板均与所述壳体保持固定，所述补偿板位于所述配流盘和所述齿轮机构之间；所述配流盘上开设有配流孔，所述补偿板上开设有与所述配流孔对应的通流孔；进入所述壳体的乳化液依次经过所述配流孔和所述通流孔进入所述齿轮机构中，驱动所述齿轮机构转动，从而带动所述输出轴转动；在所述乳化液的压力作用下，所述配流盘将所述补偿板推向所述齿轮机构，使所述补偿板抵在所述齿轮机构的端面。
进一步，包括两个所述配流盘，分别是前配流盘和后配流盘；还包括两个所述补偿板，分别是前补偿板和后补偿板；所述前配流盘和所述后配流盘分别位于所述齿轮机构沿轴向上的两端，所述前补偿板位于所述前配流盘和所述齿轮机构之间，所述后补偿板位于所述后配流盘和所述齿轮机构之间。
进一步，所述壳体上开设有前乳化液通道和后乳化液通道，所述前乳化液通道与所述前配流盘上的配流孔连通，所述后乳化液通道与所述后配流盘上的通流孔连通。
进一步，所述前配流盘上的配流孔个数与所述前补偿板上的通流孔个数相等，并且一一对齐；和/或，所述后配流盘上的配流孔个数与所述后补偿板上的通流孔个数相等，并且一一对齐。
进一步，所述前配流盘上的配流孔大小与所述前补偿板上的通流孔大小相等；和/或，所述后配流盘上的配流孔大小与所述后补偿板上的通流孔大小相等。
进一步，所述前配流盘上朝向所述前补偿板的一面设置有两道密封槽，所述两道密封槽中均设置有密封条，所述前配流盘上的配流孔均位于所述两道密封槽之间；和/或所述后配流盘上朝向所述后补偿板的一面设置有两道密封槽，所述两道密封槽中均设置有密封条，所述后配流盘上的配流孔均位于所述两道密封槽之间。
进一步，所述前配流盘的配流孔与所述后配流盘的配流孔均沿圆周分布排列，并且在轴向投影上处在同一圆周上。
进一步，所述齿轮机构包括相对转动的腔体壁和位于所述腔体壁内部的中心轮，所述中心轮与所述输出轴固定连接，所述前补偿板和所述后补偿板均通过销轴与所述腔体壁连接固定。
进一步，所述齿轮机构还包括多个行星轮，所述腔体壁的内侧设置有内齿圈，多个所述行星轮排列在所述腔体壁与所述中心轮中间，并且与所述内齿圈和所述中心轮均啮合连接。
进一步，所述内齿圈是非圆内齿圈，所述非圆内齿圈包括多个凸起弧形齿条、以及多个凹陷弧形齿条，所述多个凸起弧形齿条和所述多个凹陷弧形齿条交替布置一圈，形成所述非圆内齿圈。
进一步，所述壳体沿轴向的两端均通过压盖密封设置。
进一步，所述补偿板采用青铜合金或防腐耐高温工程塑料制成。
进一步，所述配流盘上朝向对应的所述补偿板的表面采用防腐耐磨热处理工艺处理。
采用本发明实施例所提供的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，在所述配流盘和所述齿轮机构之间安装了所述补偿板，用于补偿因长期摩擦产生的间隙，从而提高高水基乳化液马达工作运行可靠，输出功率高，使用寿命长，可以满足易燃易爆等危险场合要求的需要。具体地，经长期使用时，当所述齿轮机构和所述补偿板之间产生间隙时，在乳化液的压力作用下，所述配流盘将所述补偿板推向所述齿轮机构，使所述补偿板抵在所述齿轮机构的端面，从而补偿因长期摩擦产生的间隙，不会造成乳化液大量地泄露，保证了运行的安全性和可靠性，提高了效率，推动乳化液马达技术的进步。
附图说明
下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:
图1是本发明实施例所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达的结构示意图；
图2是图1中所述前配流盘朝向所述齿轮机构的端面示意图；
图3是图1中所述前补偿板朝向所述齿轮机构的端面示意图；
图4是图1中所述齿轮机构的结构示意图；
图5是图4中所述腔体壁的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
图1是本发明实施例所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达的结构示意图；图2是图1中所述前配流盘7朝向所述齿轮机构的端面示意图；图3是图1中所述前补偿板8朝向所述齿轮机构的端面示意图。结合图1-3所示，本发明实施例所提供的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达至少包括：壳体6、输出轴1、齿轮机构、至少一个配流盘和至少一个补偿板。其中，所述配流盘在具体实施例中包括前配流盘7和后配流盘14；所述补偿板在实施例中包括前补偿板8和后补偿板13；所述齿轮机构包括腔体壁23、行星轮11和中心轮12(所述齿轮机构在实施例中的具体结构将在下文中介绍)。
在具体实施例中，所述壳体6可以是近似圆柱体的结构，所述输出轴1沿轴向可转动地穿设于所述壳体6中的，即所述输出轴1的轴向与所述壳体6的轴向一致。所述输出轴1与所述壳体6之间可以进行相对转动，即所述输出轴1转动时并不带动所述壳体6转动。所述输出轴1的第一端(图1中的上端)伸出所述壳体6，用于连接待驱动部件；所述输出轴1的第二端(图1中的下端)通过后盖19封闭在所述壳体6中。
所述齿轮机构、所述配流盘和所述补偿板均位于所述壳体6中，并且均共轴套设于所述输出轴1上。所述齿轮机构与所述输出轴1固定连接，用于在乳化液的作用下驱动所述输出轴1转动；所述配流盘和所述补偿板均与所述壳体6保持固定，在所述输出轴1转动时，所述配流盘和所述补偿板不随所述输出轴1转动，而是与所述壳体6保持固定。所述补偿板位于所述配流盘和所述齿轮机构之间，所述配流盘上开设有配流孔20，所述补偿板上开设有与所述配流孔20对应的通流孔21，所述配流孔20与所述通流孔21一一对应地对齐设置。
在使用过程中，进入所述壳体6的乳化液依次经过所述配流孔20和所述通流孔21进入所述齿轮机构中，驱动所述齿轮机构转动，从而带动所述输出轴1转动；在所述乳化液的压力作用下，所述配流盘将所述补偿板推向所述齿轮机构，使所述补偿板抵在所述齿轮机构的端面。
采用本发明实施例所提供的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，在所述配流盘和所述齿轮机构之间安装了所述补偿板，用于补偿因长期摩擦产生的间隙，从而提高高水基乳化液马达工作运行可靠，输出功率高，使用寿命长，可以满足易燃易爆等危险场合要求的需要。具体地，经长期使用时，当所述齿轮机构和所述补偿板之间产生间隙时，在乳化液的压力作用下，所述配流盘将所述补偿板推向所述齿轮机构，使所述补偿板抵在所述齿轮机构的端面，从而补偿因长期摩擦产生的间隙，不会造成乳化液大量地泄露，保证了运行的安全性和可靠性，提高了效率，推动乳化液马达技术的进步。
优选地，在所述壳体6内设置两个所述配流盘，分别是前配流盘7和后配流盘14；还设置两个所述补偿板，分别是前补偿板8和后补偿板13。所述前配流盘7和所述后配流盘14分别位于所述齿轮机构沿轴向上的两端，所述前补偿板8位于所述前配流盘7和所述齿轮机构之间，所述后补偿板13位于所述后配流盘14和所述齿轮机构之间。所述壳体6上开设有前乳化液通道24和后乳化液通道25，所述前乳化液通道24与所述前配流盘7上的配流孔20连通，所述后乳化液通道25与所述后配流盘14上的通流孔21连通。
乳化液的流动路径可以有两种情况：一是从所述前乳化液通道24进入所述壳体6，依次经过所述前配流盘7上的配流孔20、所述前补偿板8上的通流孔21，进入所述齿轮机构中，驱动所述齿轮机构运行，从而驱动所述输出轴1转动，乳化液流出所述齿轮机构后，依次经过所述后补偿板13上的通流孔21、所述后配流盘14上的配流孔20，最后从所述后乳化液通道25流出所述壳体6；二是乳化液从所述后乳化液通道25进入所述壳体6，依次经过所述后配流盘14上的配流孔20、所述后补偿板13上的通流孔21，进入所述齿轮机构中，驱动所述齿轮机构运行，从而驱动所述输出轴1转动，乳化液流出所述齿轮机构后，依次经过所述前补偿板8上的通流孔21、所述前配流盘7上的配流孔20，最后从所述前乳化液通道24流出所述壳体6。这种设计一方面保证了所述齿轮机构的两端均能够实现补偿，保证密封；另一方面能够满足各种不同工况的需求，适应范围更广。
优选地，所述前配流盘7上的配流孔20个数与所述前补偿板8上的通流孔21个数相等，并且一一对齐；和/或，所述后配流盘14上的配流孔20个数与所述后补偿板13上的通流孔21个数相等，并且一一对齐。所述前配流盘7上的配流孔20大小与所述前补偿板8上的通流孔21大小相等；和/或，所述后配流盘14上的配流孔20大小与所述后补偿板13上的通流孔21大小相等。这种设计能够保证乳化液通畅地流动，从而保证运行的稳定性。
在具体实施例中，本发明所提供的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达包括前轴承压盖2、后盖19、壳体6，所述壳体6内装有输出轴1，所述齿轮机构通过联轴器柱销18固定安装在输出轴1上。所述的齿轮机构前端固定安装有前配流盘7和前隔板5，后端固定安装有后配流盘14和后隔板15，壳体6前端与前轴承压盖2通过螺钉连接固定，前轴承压盖2内安装有前轴承4。为了防止外界杂物进入乳化液马达内损坏前轴承4，在前轴承压盖2内装有旋转密封3，壳体6后端与螺母套16通过螺母连接，同时与后盖19通过螺钉连接固定，螺母套16内安装有后轴承17。为了防止外界杂物侵入乳化液马达体内，损坏后轴承17，后盖19上装有O型密封圈。所述齿轮机构在高压流体作用下，带动输出轴1旋转运动，将液压能转换成旋转机械能。所述齿轮机构和前配流盘7之间固定安装有前补偿板8，其通流孔21的个数、位置和直径大小和前配流盘7的配流孔20一致；所述非圆行星齿轮机构和后配流盘14之间固定安装有后补偿板13，其通流孔21的个数、位置和直径大小和后配流盘14的配流孔20一致。
优选地，所述前配流盘7上朝向所述前补偿板8的一面设置有两道密封槽22，所述两道密封槽22中均设置有密封条，所述前配流盘7上的配流孔20均位于所述两道密封槽22之间；和/或所述后配流盘14上朝向所述后补偿板13的一面设置有两道密封槽22，所述两道密封槽22中均设置有密封条，所述后配流盘14上的配流孔20均位于所述两道密封槽22之间。所述前配流盘7的配流孔20与所述后配流盘14的配流孔20均沿圆周分布排列，并且在轴向投影上处在同一圆周上。优选地，任意相邻的两个配流孔20与配流盘中心所形成的圆心角是30°，任意相邻的两个通流孔21与补偿板中心所形成的圆形角是30°。
在具体实施例中，所述前配流盘7后端面设置两道密封槽22，放置所述密封条，优选为密封圈，将前配流盘7上的配流孔20封闭在这两道密封槽22之内，通过前配流盘7上配流孔20的流体径向流动被两道密封圈密封，只能流入前补偿板8上的通流孔21；所述后配流盘14的前端面设置两道密封槽22，放置所述密封条，优选为密封圈，将后配流盘14上的配流孔20封闭在这两道密封槽22之内，通过后补偿板13上的通流孔21流体径向流动被两道密封圈密封，只能流入后配流盘14的配流孔20。采用这种设计，一方面保证了密封性，另一方面进一步保证了乳化液的流动路径，使设备运行更加稳定，提高了运行效率。
需要说明的是，在图1-3所示的实施例中，仅仅示出了前配流盘7和前补偿板8的端面结构，所述后配流盘14的端面结构与所述前配流盘7相同，所述后补偿板13的端面结构与所述后补偿板8的端面结构相同。
图4是图1中所述齿轮机构的结构示意图；图5是图4中所述腔体壁23的结构示意图。结合图1-5所示，所述齿轮机构是非圆行星齿轮机构，具体包括相对转动的腔体壁23和位于所述腔体壁23内部的中心轮12，所述中心轮12与所述输出轴1固定连接，所述前补偿板8和所述后补偿板13均通过销轴与所述腔体壁23连接固定。所述齿轮机构还包括多个行星轮11，所述腔体壁23的内侧设置有内齿圈10，多个所述行星轮11排列在所述腔体壁23与所述中心轮12中间，并且与所述内齿圈10和所述中心轮12均啮合连接。所述内齿圈10是非圆内齿圈10，所述非圆内齿圈10包括多个凸起弧形齿条101、以及多个凹陷弧形齿条102，所述多个凸起弧形齿条101和所述多个凹陷弧形齿条102交替布置一圈，形成所述非圆内齿圈10。所述凸起弧形齿条101是朝向所述中心轮12的方向凸起的弧形齿结构，同理，所述凹陷弧形齿条102是朝远离所述中心轮12的方向凹陷的弧形齿结构。
采用这种非圆行星齿轮机构，能够实现精确的变速比传动，并且受力均匀，体积小，传动扭矩大。该非圆行星齿轮机构可以应用在诸多有特殊运动和力要求的场合，例如：低速大扭矩马达、非圆齿轮无极变速装置、非圆齿轮系列分割器以及蔬菜苗取苗机构等一系列非圆齿轮传动装置。
在具体实施例中，所述前补偿板8、后补偿板13与非圆行星齿轮机构通过圆柱定位销9联接固定，圆柱定位销9个数优选地采用3个或6个，且均匀分布。
优选地，前配流盘7和后配流盘14的密封槽22中密封圈可以是弹性密封圈。在前配流盘7和后配流盘14的密封槽22中弹性密封圈作用下，使前补偿板8和后补偿板13的各端面压向非圆行星齿轮机构的前、后端面，补偿磨损的轴向间隙，有利于保证前补偿板8与非圆行星齿轮机构前侧面之间合理的轴向间隙和后补偿板13与非圆行星齿轮机构后侧面之间合理的轴向间隙，降低泄露量，提高马达容积效率，延长了高水基乳化液马达的使用寿命。这种设计能够有效地克服因前补偿板8侧面与非圆行星齿轮机构前端面、后补偿板13侧面与非圆行星齿轮后端面存在着磨损所造成轴向间隙过大，避免乳化液大量地泄露，提高效率。更进一步，乳化液马达工作过程中，在前、后配流盘14上密封槽22中的弹性密封圈作用下，前补偿板8、后补偿板13会进一步自动补偿与非圆行星齿轮机构端面磨损的间隙，更有利于提高高水基乳化液马达使用寿命。
优选地，所述前补偿板8和后补偿板13可以采用青铜合金材料或具有防腐耐高温的工程塑料制成，具有一定防腐耐磨性能，从而进一步提升运行的稳定性和工作效率。
优选地，所述前配流盘7的后端面的表面和后配流盘14的前端面的表面采用防腐耐磨热处理工艺处理，表面硬度可以达到HRC51-63(洛氏硬度标准)，同时前配流盘7和后配流盘14的配流孔20可以经过防腐处理，防止在乳化液马达工作过程中被锈蚀，引起马达故障，降低乳化液马达工作可靠性。
采用本发明实施例所提供的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，在所述配流盘和所述齿轮机构之间安装了所述补偿板，用于补偿因长期摩擦产生的间隙，从而提高高水基乳化液马达工作运行可靠，输出功率高，使用寿命长，可以满足易燃易爆等危险场合要求的需要。具体地，经长期使用时，当所述齿轮机构和所述补偿板之间产生间隙时，在乳化液的压力作用下，所述配流盘将所述补偿板推向所述齿轮机构，使所述补偿板抵在所述齿轮机构的端面，从而补偿因长期摩擦产生的间隙，不会造成乳化液大量地泄露，保证了运行的安全性和可靠性，提高了效率，推动乳化液马达技术的进步。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (13)
1.一种带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，包括：
壳体、以及沿轴向可转动地穿设于所述壳体中的输出轴；
齿轮机构、至少一个配流盘和至少一个补偿板，所述齿轮机构、所述配流盘和所述补偿板均位于所述壳体中，并且均共轴套设于所述输出轴上；所述齿轮机构与所述输出轴固定连接，所述配流盘和所述补偿板均与所述壳体保持固定，所述补偿板位于所述配流盘和所述齿轮机构之间；所述配流盘上开设有配流孔，所述补偿板上开设有与所述配流孔对应的通流孔；
进入所述壳体的乳化液依次经过所述配流孔和所述通流孔进入所述齿轮机构中，驱动所述齿轮机构转动，从而带动所述输出轴转动；在所述乳化液的压力作用下，所述配流盘将所述补偿板推向所述齿轮机构，使所述补偿板抵在所述齿轮机构的端面。
2.根据权利要求1所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，包括两个所述配流盘，分别是前配流盘和后配流盘；还包括两个所述补偿板，分别是前补偿板和后补偿板；
所述前配流盘和所述后配流盘分别位于所述齿轮机构沿轴向上的两端，所述前补偿板位于所述前配流盘和所述齿轮机构之间，所述后补偿板位于所述后配流盘和所述齿轮机构之间。
3.根据权利要求2所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，所述壳体上开设有前乳化液通道和后乳化液通道，所述前乳化液通道与所述前配流盘上的配流孔连通，所述后乳化液通道与所述后配流盘上的通流孔连通。
4.根据权利要求2所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，所述前配流盘上的配流孔个数与所述前补偿板上的通流孔个数相等，并且一一对齐；和/或，所述后配流盘上的配流孔个数与所述后补偿板上的通流孔个数相等，并且一一对齐。
5.根据权利要求4所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，所述前配流盘上的配流孔大小与所述前补偿板上的通流孔大小相等；和/或，所述后配流盘上的配流孔大小与所述后补偿板上的通流孔大小相等。
6.根据权利要求5所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，所述前配流盘上朝向所述前补偿板的一面设置有两道密封槽，所述两道密封槽中均设置有密封条，所述前配流盘上的配流孔均位于所述两道密封槽之间；和/或所述后配流盘上朝向所述后补偿板的一面设置有两道密封槽，所述两道密封槽中均设置有密封条，所述后配流盘上的配流孔均位于所述两道密封槽之间。
7.根据权利要求6所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，所述前配流盘的配流孔与所述后配流盘的配流孔均沿圆周分布排列，并且在轴向投影上处在同一圆周上。
8.根据权利要求2所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，所述齿轮机构包括相对转动的腔体壁和位于所述腔体壁内部的中心轮，所述中心轮与所述输出轴固定连接，所述前补偿板和所述后补偿板均通过销轴与所述腔体壁连接固定。
9.根据权利要求8所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，所述齿轮机构还包括多个行星轮，所述腔体壁的内侧设置有内齿圈，多个所述行星轮排列在所述腔体壁与所述中心轮中间，并且与所述内齿圈和所述中心轮均啮合连接。
10.根据权利要求9中所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，所述内齿圈是非圆内齿圈，所述非圆内齿圈包括多个凸起弧形齿条、以及多个凹陷弧形齿条，所述多个凸起弧形齿条和所述多个凹陷弧形齿条交替布置一圈，形成所述非圆内齿圈。
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，所述壳体沿轴向的两端均通过压盖密封设置。
12.根据权利要求1-10中任意一项所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，所述补偿板采用青铜合金或防腐耐高温工程塑料制成。
13.根据权利要求1-10中任意一项所述的带有自动补偿功能的高水基乳化液马达，其特征在于，所述配流盘上朝向对应的所述补偿板的表面采用防腐耐磨热处理工艺处理。
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