CN111664049B - 一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压马达技术领域，且公开了一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构，包括壳体、配油盘、浮动盘、油腔A和油腔B，所述配油盘和浮动盘同轴设置，所述配油盘通过浮动盘连通油腔A或油腔B。该压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构，以参照油缸内的压力作为参照，自动补偿和重新定位，使压力弹簧的弹力始终保持在较小的范围内波动，可以在配油盘和浮动盘的全寿命周期内使压力始终维持在最合适的区间内，其次，以油腔A和油腔B的压力差作为参照，控制配油盘和浮动盘之间的压力，主动产生内泄，使油腔A、油腔B以及油道内的液压油连通，恢复平衡，反应灵敏，减少气蚀现象；另一方面，油道短，缩短压力峰谷的持续时间。

Description

一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构

技术领域

本发明涉及液压马达技术领域，具体为一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构。

背景技术

请参阅图7，为常见的一种端配油结构，配油盘随轴转动，配油盘内朝向不同的通道依次循坏与壳体的液压油通道连通，进而使进出油腔A、B依次与壳体的液压油连通，实现一次液压油的供给和排出。

为了保证端面的贴合密封，配油盘通过一个设有压力补偿弹簧的浮动盘与油腔A、B连通，因此，在配油盘和浮动盘的寿命初期，端面间的压力实际上是大于密封的需要的，在寿命末期，随着磨损压力才逐渐降到实际需要值。由常识可知，压力越大，摩擦力越大，而端面供油结构中端面润滑也是个技术难题，因此较大的端面压力会明显增加端面间的摩擦力，加速磨损，降低使用寿命。同时较大的摩擦压力也会降低机械效率，降低低速的稳定性。

其次，有负载的情况下突然启动和停止，会产生液压油的高压和吸空，现有技术通常通过溢流阀对高压和吸空进行缓冲，而大排量的液压马达会在两个进出油口配备带有单向阀的蓄能油箱，进行高压卸油和低压补油。但是，溢流阀的开启通常需要压力高于或低于特定值，存在一定的滞后，特别的，由于吸空产生的低压会导致液压油中气泡析出，产生气蚀，对装置造成伤害。另一方面，对于由于液压油粘度过高导致的高低压，溢流阀响应会有明显的滞后，放大瞬间压力峰谷对装置造成的伤害。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构的技术方案，具有压力适中，摩擦小和液压油压力自平衡等优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构，包括壳体、配油盘、浮动盘、油腔A和油腔B，所述配油盘和浮动盘同轴设置，所述配油盘通过浮动盘连通油腔A或油腔B，所述浮动盘的中部通过输出杆活动连接有参照油缸，所述输出杆的底部设有压力弹簧，所述压力弹簧的底部活动连接有由液压推动的定位油缸，所述定位油缸连通有高压油缸，所述高压油缸的压力满足其最小值时对参照油缸的压力大于压力弹簧弹力的最大值，所述定位油缸和高压油缸之间设有控制阀控制油路的通断，所述控制阀的阀芯由参照油缸的压力控制，所述油腔A和油腔B之间装配有压差件，所述压差件两端面分别位于油腔A和油腔B内，所述压差件随着油腔A和油腔B的压力差而移动，所述压差件活动连接有变向件，所述变向件通过连杆活动连接有分割件，所述分割件的移动可切断输出杆使输出杆与浮动盘力的传导断开。

优选的，所述高压油缸包括装配缸、压力活塞、定位板、推杆和定位螺母，所述装配缸与定位油缸连通，所述装配缸内部装配压力活塞、定位板和推杆，所述压力活塞和定位板之间设有压缩的弹簧，所述定位板和推杆固定连接，所述推杆贯穿装配缸的侧面，所述装配缸的截面面积小于定位油缸的截面面积，所述装配缸对应于推杆的外部设有安装套，且安装套活动连接有将推杆夹紧的定位螺母。

优选的，所述压差件包括安装柱，所述壳体对应于安装柱的位置设有中部狭窄的槽孔，所述安装柱设于油腔A和油腔B之间，所述安装柱的两端均连接有密封活塞，且至少一端的密封活塞与安装柱可拆卸连接，所述安装柱的外侧壁套接有两个停止弹簧分立在狭窄段的两侧，所述安装柱可拆卸连接有驱动杆。

优选的，所述变向件为可绕中部旋转的杠杆结构，所述变向件的一端通过二级连杆和压差件活动连接，所述变向件的另一端通过连杆和分割件活动连接，所述输出杆通过分割件的楔形块和从动杆斜面滑动连接，所述分割件的楔形块通过滑块和连杆轴向滑动连接，所述分割件和参照油缸的槽孔为长和轴线同向的矩形。

优选的，所述分割件和参照油缸内壁之间设有压缩的平衡弹簧，在所述分割件和从动杆完全配合时，所述平衡弹簧的弹力满足分割件和从动杆间的作用力和输出杆的压力实现平衡状态，所述分割件连杆的外侧壁装配有封闭连杆槽孔的封堵塞，所述封堵塞可压缩且压缩不会释放空间，所述从动杆和参照油缸之间设有密封套，所述从动杆的侧壁设有与参照油缸连通的扩张囊，所述密封套内设有挤压扩张囊的容纳腔，且随着从动杆朝远离浮动盘的方向运动，扩张囊在容纳腔内扩张释放空间。

本发明具备以下有益效果：

1、该压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构，以参照油缸内的压力作为参照，自动补偿和重新定位，使压力弹簧的弹力始终保持在较小的范围内波动，可以在配油盘和浮动盘的全寿命周期内使压力始终维持在最合适的区间内，与现有技术相比，降低特别是使用初期的摩擦力，提高机械效率的同时，降低磨损速度，提高使用寿命，同时也提高了低速时的稳定性。

2、该压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构，以油腔A和油腔B的压力差作为参照，控制配油盘和浮动盘之间的压力，主动产生内泄，使油腔A、油腔B以及油道内的液压油连通，恢复平衡，一方面，相比以液压油压力阈值为参照，以压力差作为参照更为灵敏有效，特别对低压的反应更加灵敏，可及时消除吸空产生的负压，减少气蚀现象；另一方面，通过内泄缓冲压力，油道短，流体面积更大，缓冲更加迅速，缩短压力峰谷的持续时间，可更好的保护设备。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中高压油缸的结构示意图；

图3为本发明图1中C的放大图；

图4为本发明中压差件的结构示意图；

图5为本发明正常运行时的局部结构示意图；

图6为本发明分割件的俯视结构示意图；

图7为本发明平衡压力时的局部结构示意图。

图中：1、壳体；2、配油盘；3、浮动盘；4、油腔A；5、油腔B；6、参照油缸；7、输出杆；8、压力弹簧；9、定位油缸；10、控制阀；11、高压油缸；111、装配缸；112、压力活塞；113、定位板；114、推杆；115、定位螺母；12、变向件；13、压差件；131、安装柱；132、停止弹簧；133、密封活塞；134、驱动杆；14、分割件；15、从动杆；16、封堵塞；17、平衡弹簧；18、密封套；19、扩张囊。

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。

请参阅图1，一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构，包括壳体1、配油盘2、浮动盘3、油腔A4和油腔B5，配油盘2和浮动盘3同轴设置，配油盘2通过浮动盘3连通油腔A4或油腔B5，浮动盘3的中部通过输出杆7活动连接有参照油缸6，输出杆7的底部设有压力弹簧8，压力弹簧8可连接输出杆7推动输出杆7或推动参照油缸6和输出杆7整体，压力弹簧8的弹力通过输出杆7传导为配油盘2和浮动盘3之间的端面压力，压力弹簧8的底部活动连接有由液压推动的定位油缸9，液压油推动定位油缸9对参照油缸6进行定位，继而控制压力弹簧8的压缩量，保证压力弹簧8的弹力在较小的区域内波动，定位油缸9连通有高压油缸11，高压油缸11的压力满足其最小值时对参照油缸6的压力大于压力弹簧8弹力的最大值，定位油缸9和高压油缸11之间设有控制阀10控制油路的通断，控制阀10的阀芯由参照油缸6的压力控制，当浮动盘3和配油盘2之间磨损较大时，压力弹簧8推动输出杆7移动较大的量，会使参照油缸6内产生负压，吸动控制阀10的阀芯移动，高压油缸11内高压液压油驱动参照油缸6移动，直至参照油缸6内负压消失，使参照油缸6重新定位，压力弹簧8的弹力也恢复到初值，油腔A4和油腔B5之间装配有压差件13，压差件13两端面分别位于油腔A4和油腔B5内，压差件13随着油腔A4和油腔B5的压力差而移动，压差件13不会导致油腔A4和油腔B5连通，压差件13活动连接有变向件12，变向件12和压差件13之间的装配孔应根据正常的压力差设置，在正常的压力差范围内不会带动变向件12移动，变向件12通过连杆活动连接有分割件14，分割件14的移动可切断输出杆7使输出杆7与浮动盘3力的传导断开，浮动盘3失去端面压力，在液压油阻力的作用下与配油盘2分离，产生内泄，油腔A4和油腔B5均与柱塞连通，平衡高低压。

请参阅图2，其中，高压油缸11包括装配缸111、压力活塞112、定位板113、推杆114和定位螺母115，装配缸111与定位油缸9连通，装配缸111内部装配压力活塞112、定位板113和推杆114，压力活塞112和定位板113之间设有压缩的弹簧，弹簧弹力转换为液压油的压力，弹簧最大伸长后的弹力可以满足液压油的压力要求，定位板113和推杆114固定连接，推杆114贯穿装配缸111的侧面，由于定位板113的液压油补偿了配油盘2和浮动盘3间的端面磨损，因此通过测量弹簧的弹力并与初始弹力比较即可间接测量端面的磨损状况，装配缸111的截面面积小于定位油缸9的截面面积，可为定位油缸9截面积的三分之一到五分之一，适当放大磨损补偿间隙，便于测量，同时也不会导致弹簧弹力降低过快，装配缸111对应于推杆114的外部设有安装套，且安装套活动连接有定位螺母115将推杆114夹紧，通过旋转定位螺母115推动推杆114继而推动定位板113控制弹簧的压缩量，调整液压油的压力。

请参阅图3-4，其中，压差件13包括安装柱131，壳体1对应于安装柱131的位置设有中部狭窄的槽孔，安装柱131设于油腔A4和油腔B5之间，安装柱131的两端均连接有密封活塞133且至少一端的密封活塞133与安装柱131可拆卸连接，安装柱131的外侧壁套接有两个停止弹簧132，套装上一个停止弹簧132后插入槽孔内，再在狭窄端的另一侧套装上另一个弹簧，安装上可拆卸的密封活塞133，密封活塞133与槽孔内壁贴合，避免油腔A4和油腔B5连通，安装柱131可拆卸连接有驱动杆134，最后在安装上驱动杆134，驱动杆134上设有矩形的滑槽孔，滑槽孔大小可使，过滤正常的压力差。

请参阅图5-7，其中，变向件12为可绕中部旋转的杠杆结构，变向件12的一端通过连杆和压差件13活动连接，灵活调整中间旋转点位置，调整两端力臂，确保压差件13可带动变向件12转动，变向件12的另一端通过连杆和分割件14，输出杆7通过分割件14和从动杆15斜面滑动连接，当分割件14移动后，截断力的传导，从动杆15和浮动盘3固定连接，从动杆15贯穿参照油缸6并在参照油缸6的限位作用下，保证水平移动，分割件14回到原位后又可保证输出杆7对从动杆15力的的传导，分割件14通过滑块和楔形块滑动连接，分割件14和参照油缸6的槽孔为长和轴线同向的矩形，便于连杆活动，分割件14的楔形块和滑块可相对于轴线方向运动，消除位移的影响，同时连通参照油缸6的内外。

其中，分割件14和参照油缸6内壁之间设有压缩的平衡弹簧17，在分割件14和从动杆15完全配合时，平衡弹簧17的弹力满足分割件14和从动杆15间的作用力和输出杆7的压力实现平衡状态，或略大于平衡状态的力，分割件14设有限位装置承担多余的弹力，避免增加对从动杆15的作用力，分割件14和参照油缸6之间的孔大于分割件14连杆的直径，使参照油缸6与外部连通，分割件14的外侧壁装配有可压缩的封堵塞16，封堵塞16压缩不会释放空间，当分割件14向上移动时，封堵塞16封闭参照油缸6与外部的连通，同时封堵塞16压缩允许分割件14进一步移动，封堵塞16封堵后，由于液压油不可压缩，会切断输出杆7的作用力，从动杆15和参照油缸6之间设有密封套18，从动杆15的侧壁设有与参照油缸6连通的扩张囊19，密封套18内设有挤压扩张囊19的容纳腔，且随着从动杆15朝远离浮动盘3的方向运动，扩张囊19在容纳腔内扩张释放空间，吸收参照油缸6内部油压油，从动杆15可以朝远离浮动盘3的方向运动，扩张囊19内设有弹性件，在无压力的情况下可自动扩张。

本发明的工作原理及工作流程：

随着马达的使用，配油盘2和浮动盘3之间由于摩擦产生了磨损，输出杆7在压力弹簧8的作用力下向弥补间隙，随着间隙增大，压力弹簧8内产生负压，驱动控制阀10打开，高压油缸11内高压液压油连通定位油缸9驱动参照油缸6朝浮动盘3的方向运动，重新压缩压力弹簧8消除参照油缸6内负压，使输出杆7对浮动盘3的压力恢复初始大小。

在带负载瞬时启停时，油腔A4和油腔B5内的压力发生变化，其压差发生异常，推动压差件13移动，压差件13任一方向的移动均会被变向件12转变为同一方向的运动，带动分割件14向上移动，拉动分割件14的楔形块，同时封闭参照油缸6内的液压油流动，锁住输出杆7的压力，分割件14的楔形块移动释放空间，从动杆15在液压油的作用下，带动浮动盘3远离配油盘2，使配油盘2和浮动盘3之间发生内泄，使两个油腔以及柱塞油道的压力恢复，消除负压的影响，压力恢复后，压差件13移动到原位置，分割件14在平衡弹簧17的作用力下恢复到平衡态，使配油盘2和浮动盘3之间的压力恢复到原值。

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 (5)

1.一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构，包括壳体（1）、配油盘（2）、浮动盘（3）、油腔A（4）和油腔B（5），所述配油盘（2）和浮动盘（3）同轴设置，所述配油盘（2）通过浮动盘（3）连通油腔A（4）或油腔B（5），其特征在于：所述浮动盘（3）的中部通过输出杆（7）活动连接有参照油缸（6），所述输出杆（7）的底部设有压力弹簧（8），所述压力弹簧（8）的底部活动连接有由液压推动的定位油缸（9），所述定位油缸（9）连通有高压油缸（11），所述高压油缸（11）的压力满足其最小值时对参照油缸（6）的压力大于压力弹簧（8）弹力的最大值，所述定位油缸（9）和高压油缸（11）之间设有控制阀（10）控制油路的通断，所述控制阀（10）的阀芯由参照油缸（6）的压力控制，所述油腔A（4）和油腔B（5）之间装配有压差件（13），所述压差件（13）两端面分别位于油腔A（4）和油腔B（5）内，所述压差件（13）随着油腔A（4）和油腔B（5）的压力差而移动，所述压差件（13）活动连接有变向件（12），所述变向件（12）通过连杆活动连接有分割件（14），所述分割件（14）的移动可切断输出杆（7）使输出杆（7）与浮动盘（3）力的传导断开。

2.根据权利要求1所述的一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构，其特征在于：所述高压油缸（11）包括装配缸（111）、压力活塞（112）、定位板（113）、推杆（114）和定位螺母（115），所述装配缸（111）与定位油缸（9）连通，所述装配缸（111）内部装配压力活塞（112）、定位板（113）和推杆（114），所述压力活塞（112）和定位板（113）之间设有压缩的弹簧，所述定位板（113）和推杆（114）固定连接，所述推杆（114）贯穿装配缸（111）的侧面，所述装配缸（111）的截面面积小于定位油缸（9）的截面面积，所述装配缸（111）对应于推杆（114）的外部设有安装套，且安装套活动连接有将推杆（114）夹紧的定位螺母（115）。

3.根据权利要求1所述的一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构，其特征在于：所述压差件（13）包括安装柱（131），所述壳体（1）对应于安装柱（131）的位置设有中部狭窄的槽孔，所述安装柱（131）设于油腔A（4）和油腔B（5）之间，所述安装柱（131）的两端均连接有密封活塞（133），且至少一端的密封活塞（133）与安装柱（131）可拆卸连接，所述安装柱（131）的外侧壁套接有两个停止弹簧（132）分立在狭窄段的两侧，所述安装柱（131）可拆卸连接有驱动杆（134）。

4.根据权利要求1所述的一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构，其特征在于：所述变向件（12）为可绕中部旋转的杠杆结构，所述变向件（12）的一端通过二级连杆和压差件（13）活动连接，所述变向件（12）的另一端通过连杆和分割件（14）活动连接，所述输出杆（7）通过分割件（14）的楔形块和从动杆（15）斜面滑动连接，所述分割件（14）的楔形块通过滑块和连杆轴向滑动连接，所述分割件（14）和参照油缸（6）的槽孔为长和轴线同向的矩形。

5.根据权利要求4所述的一种压力自平衡的径向柱塞液压马达配油结构，其特征在于：所述分割件（14）和参照油缸（6）内壁之间设有压缩的平衡弹簧（17），在所述分割件（14）和从动杆（15）完全配合时，所述平衡弹簧（17）的弹力满足分割件（14）和从动杆（15）间的作用力和输出杆（7）的压力实现平衡状态，所述分割件（14）连杆的外侧壁装配有封闭连杆槽孔的封堵塞（16），所述封堵塞（16）可压缩且压缩不会释放空间，所述从动杆（15）和参照油缸（6）之间设有密封套（18），所述从动杆（15）的侧壁设有与参照油缸（6）连通的扩张囊（19），所述密封套（18）内设有挤压扩张囊（19）的容纳腔，且随着从动杆（15）朝远离浮动盘（3）的方向运动，扩张囊（19）在容纳腔内扩张释放空间。

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