CN109538406B - 高性能多叶片液压马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能多叶片液压马达，包括壳体、转子、叶片、滑靴，壳体罩在转子外部，壳体呈半球形，壳体的端面向内延伸有一圈圆环K1，圆环K1过壳体的球心；所述转子上至少开有三个沿圆周方向均匀分布的滑槽，滑槽上滑动设置有叶片，叶片的外端头安装在滑靴上，滑靴与圆环K1侧面抵接；相邻两个叶片、转子表面、壳体内壁以及圆环K1侧壁之间形成一个容腔；转子的轴线和壳体的轴线不重合；通过高压油驱动腔室的容积发生周期性的变大和减小，从而带动转子转动，实现动力的输出。

Description

高性能多叶片液压马达

技术领域

本发明涉及多叶片马达，尤其涉及一种高性能多叶片液压马达。

背景技术

现有的叶片式液压马达结构均为一转子偏心置于油缸体内，叶片径向或与转子半径成一定角度置于转子内，工作时叶片在弹簧或油压的作用下甩出，与油缸体形成密封腔。这种形式叶片式液压马达由于叶片和油缸体之间是靠一条接触线密封，因此密封性能较差，输出扭矩较低，加上旋转时叶片与转子及油缸体间产生很大摩擦，致使叶片式液压马达整体磨损快，寿命短，效率低。另外，旋转时为了保证叶片能在转子内安全进出，转子必须有相当的直径，这样势必体积大，比功率低，虽然有双叶片式液压马达，但由于只有两片叶片，输出扭矩脉动较大，输出扭矩也欠大。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能实现比功率大，输出扭矩大，输出扭矩脉动又小，全部密封处又均为面密封，不易磨损，并且可以调速的高性能多叶片液压马达。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高性能多叶片液压马达，其特征在于，包括壳体、转子、叶片、配油块、滑靴和导向块，转子位于中心，壳体罩在转子外部，壳体呈半球形，壳体的端面向内延伸有一圈圆环K1，圆环K1过壳体的球心；所述转子上至少开有三个沿圆周方向均匀分布的滑槽，滑槽上滑动设置有叶片，叶片的外端头安装在滑靴上，滑靴与圆环K1侧面抵接；相邻两个叶片、转子表面、壳体内壁以及圆环K1侧壁之间形成一个容腔，转子上开有与容腔数量相同的油口，一个油口与一个容腔相连通，转子的一端连接有配油块；转子的轴线和壳体的轴线不重合；

当高压腔的高压油通过配油块进入容腔时，就会产生扭矩，推动转子转动，转子带动叶片一起转动，由于滑靴与圆环K1侧面抵接，滑靴绕着圆环K1的轴线转动，在转动过程中，容腔的体积逐渐变大，直到达到最大时，容腔与高压腔断开，转而通过配油块与低压腔相通，再继续旋转时，容腔容积逐渐变小，通过配油块向低压腔排油，直到达到最小；这就完成了一个循环。

进一步的，所述转子当中是两端平行截掉两个球冠的腰鼓形球台A2，球台A2上至少有三条槽B2，均分球台A2，槽B2的宽度与叶片的厚度相同，球台A2的一端是圆锥侧面C2；圆锥侧面C2上具有与槽B2数量相同的槽E2，槽E2均分圆锥侧面C2，槽E2即为滑槽；槽B2和槽E2的底部相连通；槽E2和槽F2的宽度与叶片的厚度相同，圆锥侧面C2上相邻两个槽E2之间有一个孔K2，与圆锥侧面C2相连的面是球面G2，球面G2的半径和球心均与壳体内球面A1的半径和球心相同，转子的一端面是圆环面I2，圆环面I2上均布有与孔K2相对应的孔L2，孔L2与与其对应的孔K2相连通，形成油口，供进油或排油之用。

进一步的，所述壳体呈半球形，有内球面A1和外球面B1，内球面A1和外球面B1都是两头平行截掉不同大小的球冠的腰鼓形球面，内球面A1的端面处向球心方向延伸有一圈圆环K1，圆环K1过内球面A1的球心；该圆环K1两边是两个平行的圆环平面C1和D1，圆环K1中间是内圆球面E1，其直径与球台A2的直径相等。

进一步的，壳体的外壁具有一凸圆环J1，凸圆环J1安放在导向块的导向槽内。

进一步的，所述叶片由前后两个平行平面A3、B3，上下两个柱面C3、D3，一个侧面及另一侧长圆柱面F3围合而成；其中，柱面C3的半径和圆心分别与壳体内球面A1的半径和圆心相同，柱面D3的半径和圆心分别与转子球面上槽B2槽底面的半径和圆心相同；长圆柱面F3铰接在滑靴上。

进一步的，所述配油块为一圆柱体，圆柱体的外圆柱面A4的直径与转子一端圆面I2的直径相等，圆柱体上开有两个腰形通孔B4和C4，一个腰形通孔与高压腔相通，另一个腰形通孔与低压腔相通。

进一步的，所述滑靴为长条形，由左右两个平行平面A5、B5，上球面C5、下球面D5，底面E5及另一边凹圆柱面F5围合而成；其中，外球面C5的半径和圆心与壳体内球面A1的半径和圆心相同，下球面D5的半径和圆心与转子球台面A2的半径和圆心相同，凹圆柱面F5与叶片长圆柱面F3的半径和圆心相同；底面E5与圆环K1的圆环平面C1或圆环平面D1抵接。

进一步的，所述转子的圆锥侧面C2上的孔K2也可以不开在转子的圆锥侧面C2上，而开在壳体内球面A1的圆环K1上，相应的，配油块也不位于转子一端，而是位于壳体圆环K1一端。

本发明具有的优点是：

1)所有密封处均为面密封；

2)体积小，扭矩大，效率高；

3)相比于传统的柱塞马达和叶片马达，本发明提供的叶片马达比功率大；

4)通过调节导向块的倾斜角度，也就是调节壳体内圆环K1的轴线与转子的轴线的夹角，便可调节马达的转速；

5)转子与壳体相对线速度很低，输出速度很高；

6)结构紧凑，加工相对容易；

7)成本较低，寿命长。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2a是本发明的壳体结构示意图；

图2b是图2a的kk剖面示意图；

图3a是转子结构示意图；

图3b是图3a的右视图；

图4a是本发明叶片结构示意图；

图4b是图4a的K向视图；

图5是本发明的配油块结构示意图；

图6a是本发明的滑靴示意图；

图6b是图6a的MM剖面示意图；

图7是本发明的叶片和滑靴结构示意图；

图中：1.壳体，2.转子，3.叶片，4.配油块，5.滑靴，6导向块。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有的实施方式。相反，它们仅是与如所附中权利要求书中所详述的，本发明的一些方面相一致的装置的例子。本说明书的各个实施例均采用递进的方式描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，本发明实施例提供一种高性能多叶片液压马达，包括壳体1、转子2、叶片3、配油块4、滑靴5，转子2位于中心，壳体1罩在转子2外部，壳体1呈半球形，壳体1的端面向内延伸有一圈圆环K1，圆环K1过壳体1的球心；所述转子2上至少开有三个沿圆周方向均匀分布的滑槽，滑槽上滑动设置有叶片3，叶片3的外端头安装在滑靴5上，滑靴5与圆环K1侧面抵接；相邻两个叶片3、转子2表面、壳体1内壁以及圆环K1侧壁之间形成一个容腔，转子2上开有与容腔数量相同的油口，一个油口与一个容腔相连通，转子2的一端连接有配油块4；转子2的轴线和壳体1的轴线不重合；

当高压腔的高压油通过配油块4进入容腔时，就会产生扭矩，推动转子2转动，转子2带动叶片3一起转动，由于滑靴5与圆环K1侧面抵接，滑靴5绕着圆环K1的轴线转动，在转动过程中，容腔的体积逐渐变大，直到达到最大时，容腔与高压腔断开，转而通过配油块4与低压腔相通，再继续旋转时，容腔容积逐渐变小，通过配油块4向低压腔排油，直到达到最小；这就完成了一个循环。

需要说明的是，所述叶片3的数量至少是3个，滑槽以及滑靴的数量均与叶片3的数量相同，以下以叶片3的数量为9个为例，来进一步阐述本发明的具体方案，本领域技术人员根据以下的描述，也能毫无疑义的获得叶片3的数量为其他的实施例。

图2a和图2b为本发明的壳体1的形状结构示意图。所述壳体(1)呈半球形，有内球面A1和外球面B1，内球面A1和外球面B1都是两头平行截掉不同大小的球冠的腰鼓形球面，内球面A1的端面处向球心方向延伸有一圈圆环K1，圆环K1过内球面A1的球心；该圆环K1两边是两个平行的圆环平面C1和D1，圆环K1中间是内圆球面E1，其直径与球台A2的直径相等；优选的所述外球面B1的中部向外凸出一圈圆环J1，在实际运转过程中，壳体1可以静止不动，为了减少壳体1和转子2的相对转速，凸圆环J1安放在导向块6的导向槽内，凸圆环J1可以通过外力驱动转动也可不给外力驱动。外球面B1的中部向外凸出一圈圆环J1，好似圆环K1向外的延伸部分。需要说明的是，圆环K1以及圆环J1构成大圆环，大圆环也可与壳体1分开，单独成为一斜盘，原壳体1左右两半紧贴固定在该斜盘上。

图3a和图3b所示为本发明的转子2的形状结构示意图。所述转子(2)当中是两端平行截掉两个球冠的腰鼓形球台A2，球台A2上有九条槽B2，均分球台A2，如同地球仪上的经线，槽B2的宽度与叶片(3)的厚度相同，球台A2的一端是圆锥侧面C2；圆锥侧面C2上具有与槽B2数量相同的槽E2，槽E2均分圆锥侧面C2，槽E2即为滑槽；槽B2和槽E2的底部相连通；槽E2和槽F2的宽度与叶片(3)的厚度相同，圆锥侧面C2上相邻两个槽E2之间有一个孔K2，与圆锥侧面C2相连的面是球面G2，球面G2的半径和球心均与壳体(1)内球面A1的半径和球心相同，转子(2)的一端面是圆环面I2，圆环面I2上均布有与孔K2相对应的孔L2，孔L2与与其对应的孔K2相连通，形成油口，供进油或排油之用。当然孔L2、孔K2的形状均可以是圆形、矩形或梯形等。需要说明的是，所述转子2的圆锥侧面C2上的孔K2也可以不开在转子2的圆锥侧面C2上，而开在壳体1内球面A1的圆环K1上，相应的，配油块4也不位于转子2一端，而是位于壳体1圆环K1一端。

图4a和图4b为本发明的叶片3的形状结构示意图。所述叶片3共有相同的9片，所述叶片3由前后两个平行平面A3、B3，上下两个柱面C3、D3，一个侧面及另一侧长圆柱面F3围合而成；其中，柱面C3的半径和圆心分别与壳体1内球面A1的半径和圆心相同，柱面D3的半径和圆心分别与转子2球面上槽B2槽底面的半径和圆心相同；长圆柱面F3铰接在滑靴5上，如图7所示。需要说明的是，所述转子2球台面A2上也可以没有槽B2，槽E2和槽F2相互独立；柱面D3与球台A2表面抵接，柱面D3的半径和圆心分别与转子2球台A2的半径和圆心相同。

图5为本发明的配油块4的形状结构示意图。所述配油块4为一圆柱体，圆柱体的外圆柱面A4的直径与转子2一端圆面I2的直径相等，圆柱体上开有两个腰形通孔B4和C4，一个腰形通孔与高压腔相通，另一个腰形通孔与低压腔相通。

图6a和图6b为本发明的滑靴5的形状结构示意图。所述滑靴5为长条形，共有相同的18片，由左右两个平行平面A5、B5，上球面C5、下球面D5，底面E5及另一边凹圆柱面F5围合而成；其中，外球面C5的半径和圆心与壳体1内球面A1的半径和圆心相同，下球面D5的半径和圆心与转子2球台面A2的半径和圆心相同，凹圆柱面F5与叶片3长圆柱面F3的半径和圆心相同；底面E5与圆环K1的圆环平面C1或圆环平面D1抵接。

其余未做说明的技术，均为本领域技术人员悉知的技术方案，这里不再赘述。

本发明的运行工作原理如下：

如图1所示，相邻两个叶片3、转子2表面、壳体1内壁以及圆环K1侧壁之间形成一个封闭容腔，一共有9个容腔；

如图1所示，在最上端，壳体1圆环K1位于最左边，这时该容腔容积最大。而在最下端，壳体1圆环K1位于最右边，这时该容腔容积最小。所有的9个容腔都与马达的右侧的配油块4相通，有的通过配油块4与高压腔相通，有的通过配油块4与低压腔相通。当马达的一个容腔位于最下端时，该腔室的容积最小。这时，容腔开始通过右侧的配油块4与高压腔相通，而与低压腔断开，当高压油通过配油块4进入该容腔时，就会产生扭矩，推动转子2转动，转子2带动叶片3一起转动，由于滑靴5与圆环K1侧面抵接，滑靴5绕着圆环K1的轴线转动，使马达旋转；在转动过程中，容腔的体积发生周期性变化，当转子2在由最下端旋到最上端的过程中，该容腔始终与高压腔相通，由于该容腔容积不断增大，高压油持续不断进入该容腔，不断产生扭矩，使马达不断旋转。当该容腔转到最上端时，容积达到最大。这时，容腔与高压腔断开，转而通过配油块4与低压腔相通，再继续旋转时，该容腔容积逐渐变小，就会通过配油块4向低压腔排油。当转子4在该容腔由最上端旋到最下端的过程中，该容腔始终与低压腔相通，由于该容腔容积不断减小，所以不断向低压腔排油，直到该容腔又回到最下端。这就完成了一个循环。所有九个容腔都有相同的过程，于是马达就会周而复始，不断地旋转。

如果调节导向块6的倾斜角度，也就是调节壳体1内圆环K1的轴线与转子2的轴线的夹角，便可调节马达的转速。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本方面进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本方面作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高性能多叶片液压马达，其特征在于，包括壳体(1)、转子(2)、叶片(3)、配油块(4)、滑靴(5)等，转子(2)位于中心，壳体(1)罩在转子(2)外部，壳体(1)呈半球形，壳体(1)的端面向内延伸有一圈圆环K1，圆环K1过壳体(1)的球心；所述转子(2)上至少开有三个沿圆周方向均匀分布的滑槽，滑槽上滑动设置有叶片(3)，叶片(3)的外端头安装在滑靴(5)上，滑靴(5)与圆环K1侧面抵接；相邻两个叶片(3)、转子(2)表面、壳体(1)内壁以及圆环K1侧壁之间形成一个容腔，转子(2)上开有与容腔数量相同的油口，一个油口与一个容腔相连通，转子(2)的一端连接有配油块(4)；转子(2)的轴线和壳体(1)的轴线不重合；

当高压腔的高压油通过配油块(4)进入容腔时，就会产生扭矩，推动转子(2)转动，转子(2)带动叶片(3)一起转动，由于滑靴(5)与圆环K1侧面抵接，滑靴(5)绕着圆环K1的轴线转动，在转动过程中，容腔的体积逐渐变大，直到达到最大时，容腔与高压腔断开，转而通过配油块(4)与低压腔相通，再继续旋转时，容腔容积逐渐变小，通过配油块(4)向低压腔排油，直到达到最小；这就完成了一个循环。

2.根据权利要求1所述的一种高性能多叶片液压马达，其特征在于，所述转子(2)当中是两端平行截掉两个球冠的腰鼓形球台A2，球台A2上至少有三条槽B2，均分球台A2，槽B2的宽度与叶片(3)的厚度相同，球台A2的一端是圆锥侧面C2；圆锥侧面C2上具有与槽B2数量相同的槽E2，槽E2均分圆锥侧面C2，槽E2即为滑槽；槽B2和槽E2的底部相连通；槽E2和槽F2的宽度与叶片(3)的厚度相同，圆锥侧面C2上相邻两个槽E2之间有一个孔K2，与圆锥侧面C2相连的面是球面G2，球面G2的半径和球心均与壳体(1)内球面A1的半径和球心相同，转子(2)的一端面是圆环面I2，圆环面I2上均布有与孔K2相对应的孔L2，孔L2与与其对应的孔K2相连通，形成油口，供进油或排油之用。

3.根据权利要求2所述的一种高性能多叶片液压马达，其特征在于，所述壳体(1)呈半球形，有内球面A1和外球面B1，内球面A1和外球面B1都是两头平行截掉不同大小的球冠的腰鼓形球面，内球面A1的端面处向球心方向延伸有一圈圆环K1，圆环K1过内球面A1的球心；该圆环K1两边是两个平行的圆环平面C1和D1，圆环K1中间是内圆球面E1，其直径与球台A2的直径相等。

4.根据权利要求3所述的一种高性能多叶片液压马达，其特征在于，壳体(1)的外壁具有一凸圆环J1，凸圆环J1安放在导向块(6)的导向槽内。

5.根据权利要求3或4所述的一种高性能多叶片液压马达，其特征在于，所述叶片(3)由前后两个平行平面A3、B3，上下两个柱面C3、D3，一个侧面及另一侧长圆柱面F3围合而成；其中，柱面C3的半径和圆心分别与壳体(1)内球面A1的半径和圆心相同，柱面D3的半径和圆心分别与转子(2)球面上槽B2槽底面的半径和圆心相同；长圆柱面F3铰接在滑靴(5)上。

6.根据权利要求5所述的一种高性能多叶片液压马达，其特征在于，所述配油块(4)为一圆柱体，圆柱体的外圆柱面A4的直径与转子(2)一端圆面I2的直径相等，圆柱体上开有两个腰形通孔B4和C4，一个腰形通孔与高压腔相通，另一个腰形通孔与低压腔相通。

7.根据权利要求6所述的一种高性能多叶片液压马达，其特征在于，所述滑靴(5)为长条形，由左右两个平行平面A5、B5，上球面C5、下球面D5，底面E5及另一边凹圆柱面F5围合而成；其中，外球面C5的半径和圆心与壳体(1)内球面A1的半径和圆心相同，下球面D5的半径和圆心与转子(2)球台面A2的半径和圆心相同，凹圆柱面F5与叶片(3)长圆柱面F3的半径和圆心相同；底面E5与圆环K1的圆环平面C1或圆环平面D1抵接。

8.根据权利要求2所述的一种高性能多叶片液压马达，其特征在于，所述转子(2)的圆锥侧面C2上的孔K2也可以不开在转子(2)的圆锥侧面C2上，而开在壳体(1)内球面A1的圆环K1上，相应的，配油块(4)也不位于转子(2)一端，而是位于壳体(1)圆环K1一端。

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