CN201246270Y - 一种液压马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压马达，包括偏心部分、输出轴，所述偏心部分同轴固连所述输出轴，其中，还包括至少一油缸，与该偏心部分活动连接，用于使所述偏心部分切向受力而旋转；该油缸与一配油装置油路连通，该配油装置用于控制工作油液向所述油缸的输送及返回。本实用新型提出的液压马达内置油缸的设计，可实现无泵壳体、实现超大型液压马达的制作，而且大幅降低了超大型液压马达的制作难度和成本。

Description

一种液压马达

技术领域

本实用新型涉及一种液压马达，尤其涉及的是，一种用于低转速大转矩的液压马达。

背景技术

液压马达是将液压能转换为机械能的装置，可以实现连续的旋转运动，其中的柱塞马达通常应用于高压场合，目前柱塞式液压马达主要有两种，一种是星型分布的单作用柱塞马达、凸轮曲柄马达；二是外周星型摆线分布转子单作用柱塞马达。

径向柱塞式液压马达的结构，如图1所示，包括与输出轴连接的偏心轮110、用于覆盖并容纳偏心轮110的定子120，定子120的内壁上沿其径向均布多个柱塞130，柱塞130和偏心轮110通过连杆和曲轴实现柱塞130和偏心轮110的相互作用；与偏心轮110为同心圆的衬套140，衬套140的周壁上开设有与每个柱塞130相贯通的油口，衬套140内设有配油轴150，配油轴150用于向柱塞130输送高压工作油液并导出返回的低压油液，如图2、3所示，主要通过其与设套140内壁配合的伸出部分153将衬套140内划分为不相贯通的两个腔(141、142)，在伸出部分153的两边开设有进油通道151和回油通道152，衬套140内与进油通道151相通的为吸油腔141、与回油通道152相通的为压油腔142。工作过程如图4所示，当高压油液经配油轴150的进油通道151进入柱塞130，柱塞130随着工作油液的进入向外伸出，抵靠于定子120的内壁；由于定子120与偏心轮110存在一偏心距e，在柱塞130与定子120接触处，定子120对柱塞130产生一反作用力，该反作用力可分解为轴向分力和径向分力，其中的径向分力对偏心轮110产生转矩使偏心轮110开始旋转，同时带动与偏心轮110固定的输出轴转动，向外输出转矩和转速，偏心轮110回转一周，每个柱塞130完成一次吸压油。星型分布的单作用柱塞马达的特点是：定子120、配油轴150不动，偏心轮110、衬套140转动；现有的柱塞马达主要存在的的缺点是内部存在溢流、渗漏的问题，而且体积越为庞大、渗漏问题越为突出，这限制了柱塞马达的体积。

而且，该径向柱塞式液压马达通过调节偏心距e的大小实现柱塞的行程的改变，从而改变排量；改变偏心距e的方向可改变吸、压油的方向；由此可见，在运行时星型分布的单作用柱塞马达是无法实现偏心轮110反转的。同样道理，凸轮曲柄马达、外周星型摆线分布转子单作用柱塞马达以上两种柱塞马达都无法在运行时实现反转。

此外，因为偏心轮在运转过程中的每个时刻的角速度是不同的，星型分布的单作用柱塞马达在低转速工况下，转速波动明显，即使通过增加柱塞130的数量，也不能较理想地解决转速波动的问题。而且，固定柱塞(即在泵体上加工的柱塞)及滑靴、凸轮等摩擦付产生的阻力在很大程度降低了机械效率，使产品的应用受到了限制。目前在大功率、低转速的工况下较为推崇摆线柱塞马达，在机械效率利用上和转速波动上较大程度地弥补了传统柱塞马达的不足，但由于加工精度要求过高，使得加工难度以及成本造价都大幅提高，无法广泛应用，又因其相对体积较大，在一定程度上更是限制了使用范围。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种液压马达，采用该液压马达可实现液压马达的大型化。

本实用新型的技术方案如下：

一种液压马达，包括偏心部分、输出轴，所述偏心部分同轴固连所述输出轴，其中，还包括至少一油缸，与该偏心部分活动连接，用于使所述偏心部分切向受力而旋转；该油缸与一配油装置油路连通，该配油装置用于控制工作油液向所述油缸的输送及返回。

所述的液压马达，其中，所述油缸是双作用油缸，该双作用油缸的上腔和下腔分别与配油装置连通。

所述的液压马达，其中，所述双作用油缸至少有两个，且该多个双作用油缸分布在所述偏心部分的圆周方向上。

所述的液压马达，其中，还包括一筒状的定子，所述偏心部分设置在该定子内部，所述双作用油缸安装在该定子的内壁上。

所述的液压马达，其中，所述油缸通过铰链连接安装在所述定子的内壁上。

所述的液压马达，其中，所述配油装置包括配油轴和盘固定外套；所述配油轴上开设有进油通道，在其圆周上开设有相断开的两条油槽，即第一油槽和第二油槽，第一油槽与该进油通道连通；所述盘固定外套内设有用于容纳配油轴的空腔，在空腔的周壁上与所述两条油槽相对应处设有与所述双作用油缸的上、下腔相应且相连通的通孔，周壁上还设有与所述第二油槽相贯通且避开所述通孔的回油通道。

所述的液压马达，其中，所述配油装置包括：后固定端盖，该后固定端盖和所述盘固定外套形成所述空腔，该后固定端盖上设有供油口和回油口，该供油口与所述进油通道连通，该回油口与所述回油通道连通。

所述的液压马达，其中，所述通孔均布在所述空腔的与所述两条油槽相对应的周壁上。

所述的液压马达，其中，所述两条油槽是曲线状的油槽。

所述的液压马达，其中，所述两条油槽是按180°对称的环绕在所述配油轴的圆周上的曲线状油槽。

本实用新型提出的液压马达内置油缸的设计，可实现无泵壳体、实现超大型液压马达的制作，而且其制作难度和成本大大低于传统液压马达内柱塞制作和摆线制作。

附图说明

图1是现有技术中径向柱塞式液压马达的结构示意图；

图2是图1中衬套和配油轴的放大图；

图3是图2的左视图；

图4是现有技术中径向柱塞式液压马达的油路示意图；

图5是本实用新型液压马达的原理示意图；

图6是本实用新型的液压马达一种实施方式的油路示意图；

图7是本实用新型的液压马达另一种实施方式的结构示意图；

图8是本实用新型的液压马达最佳实施方式的轴侧结构示意图；

图9是本实用新型的液压马达最佳实施方式的俯视图；

图10是本实用新型的液压马达最佳实施方式中配油轴的侧面展开图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本实用新型作进一步详细的描述。

本实用新型提出的液压马达内置油缸的设计，即，用油缸代替现有技术柱塞马达中的柱塞，解决了现有技术中柱塞溢流、泄露的问题，并可实现无泵壳体、实现超大型液压马达的制作，而且其制作难度和成本大大低于传统液压马达内柱塞制作和摆线制作。

本实用新型的第一种实施方式中的液压马达，见图5，包括与输出轴固定连接的偏心部分210，用于覆盖并容纳偏心部分210的定子220，定子220的内壁上沿其径向设置有油缸230；该油缸230与配油装置240油路连通，该配油装置240用于控制工作油液向油缸230的输送及返回。通过配油装置240向油缸230打入高压油液后，油缸230的油缸杆使偏心部分210切向受力开始旋转。用油缸230代替柱塞，这实质上是封闭部件的设计，解决了传统柱塞马达溢流、渗漏的问题。

作为本实用新型的第二种实施方式，如图6所示，在上述实施方式的基础上进行如下改进：油缸230采用双作用油缸250，该双作用油缸250的上腔和下腔分别与配油装置240连通。液压马达内设置双作用油缸250的设计，替换了现有技术中的单作用柱塞；通过改变双作用油缸250的进、回油方向，即可在运行时实现偏心部分210的反转，解决了传统柱塞马达运行时无法实现反转的问题。

作为本实用新型的第三种实施方式，可以在定子220的内壁上设置多个双作用油缸250，优选地，该多个双作用油缸均布在定子220的内壁上，例如，图6所示的，在定子220的内壁上每隔120°布置一个双作用油缸250，图7所示的，在定子220的内壁上每隔72°布置一个双作用油缸250；每个双作用油缸250的另一端都与偏心部分210活动连接，而且，每个双作用油缸的上腔和下腔分别与配油装置240连通，该配油装置用于控制工作油液向每个双作用油缸的输送及返回。若采用单杆双作用油缸，该上腔和下腔可称之为无杆腔251和有杆腔252，处于工作状态时，配油装置240向部分油缸的有杆腔252和剩余部分油缸的无杆腔251打入高压油液，相应地，该部分油缸的无杆腔251和剩余部分油缸的有杆腔252向配有装置返回低压油液，油路示意参见图6，在部分油缸向偏心部分210提供切向推力的同时，剩余部分油缸向偏心部分210提供切向拉力，合成的力矩使偏心部分开始旋转，这样能将输出轴的转矩提高75％，能够满足更为苛刻的低转速大转矩的工况要求。

作为本实用新型的第四种实施方式，在上述实施方式的基础上进行如下改进：所述油缸230通过铰链连接安装在定子220的内壁上，此改进使油缸220在工作状态时，其底部通过铰链进行摆动，可避免一部分的效率损失，进一步的提高了机械效率。

作为本实用新型的第五种实施方式，因为内置油缸的设计采用解决了传统柱塞马达溢流、渗漏的问题，进而，可将上述实施方式中的定子220卸除，将所述油缸230设置在任意可固定的位置，例如，将油缸230固定在隧道掘进处的隧道壁上；该实施方式中的液压马达实现了无泵壳体、以及超大型液压马达的制作，相对于现有技术中液压马达的体积受限于制作成本，这必然大幅提升了性价比。

以下是本实用新型的最佳实施方式，如图8和9所示，定子包括主泵体311，并由后固定支架312和前后支撑轴承313起到固定支撑偏心部分的作用；

偏心部分包括：前曲柄轴321、可拆后曲柄轴322、以及前曲柄轴321和可拆后曲柄轴322之间的主轴曲柄轴，通过主轴323将前曲柄轴321与输出轴固定连接；该结构的益处在于，可以在主泵体311的内壁上设置多个双作用油缸时，既可以沿主泵体311内壁的圆周设置，又可以通过多个曲柄轴沿主泵体311的轴向进行排布。

双作用油缸330包括：油缸外套331、柱塞332、密封环等；双作用油缸330通过套设在主轴曲柄轴上的连杆环333，将偏心部分与多个双作用油缸330的有杆端活动连接，该连接方式能够将油缸沿曲柄轴的轴向依次排列，相对于现有技术中多个柱塞分布在与偏心轮相切的同一平面来看，本实施方式的多个油缸能够避免因数量众多而导致互相干涉，这为增加油缸的数量提供先决条件，进而能够为减小输出的波动提供基础；双作用油缸330的各个油腔通过油管334与配油装置连通，油管334可采用柔性油管和/或硬性油管；双作用油缸330的无杆端通过铰链335与主泵体311铰接。

所述配油装置包括盘固定外套340和配油轴350；

所述配油轴350上开设有进油通道353，配油轴350圆周上开设有相断开的两条油槽(第一油槽351和第二油槽352)，油槽深度及宽度按所需供油量确定；第一油槽351与进油通道353连通，第二油槽352与第一油槽351和进油通道351皆不连通；

所述盘固定外套340内设有用于容纳配油轴350的空腔343，配油轴350与盘固定外套340的配合精度决定了第一油槽351和第二油槽352相互内泄的程度；在空腔343的周壁上与两条油槽相对应处，设有与双作用油缸330的上下腔相应且相连通的通孔341，周壁上还设有与第二油槽352相贯通且避开通孔341的回油通道342。

配油装置还包括后固定端盖360，该后固定端盖360和盘固定外套340形成所述空腔343，该后固定端盖360上设有供油口361和回油口362，该供油口361与进油通道353连通，回油口362与回油通道342连通。通过该配油装置能够控制工作油液向所述双作用油缸330的输送及返回。

所述通孔341均布在所述空腔343的与所述两条油槽相对应的周壁上。所述两条油槽(第一油槽351和第二油槽352)是曲线状的油槽，通过配油轴350的转动角度不同，使曲线状油槽与各个通孔341相交的面积发生改变，使双作用油缸330的进出油量发生改变，即，运行时实现供油量和排油量的变化，使每个双作用油缸330在每个时刻的油量界发生改变；该曲线油槽的设计可减小转速波动的问题，作为优选的方案，如图10所示，所述两条油槽是按180°对称的环绕在所述配油轴350的圆周上的曲线状油槽，这能够使油缸内柱塞的往复的速度相应的变化，进一步改善转速波动，使输出轴的转速趋近于匀速。

工作时，工作油液经后固定端盖360上的供油口361进入配油轴350上的进油通道353，通过与之连通的第一油槽351、通孔341、油管334进入某双作用油缸330的上腔或下腔；该双作用油缸330的下腔或上腔的油液受挤压开始排油，排出的低压油液经油管334、通孔341、第二油槽352、回油通道342、回油口362返回油箱；此过程中，使偏心盘产生初转动，配油轴350随动；同时，两个油槽(第一油槽351和第二油槽352)按顺序将工作的高压油液输出分配给各双作用油缸330的上腔或下腔，使双作用油缸330中的柱塞往复运动，形成合力转动主轴，驱动载荷。

综上，本实用新型提出的液压马达内置油缸的设计，其制作难度和成本大大低于传统液压马达主体的柱塞制作和摆线制作，并可实现无壳体超大型液压马达；本实用新型提出双作用内置油缸的设计，在同结构尺寸下比单作用传统马达成倍提高机械效率；本实用新型提出的新型配油盘的设计，可实现柱塞马达本体运行时的反转功能，克服了传统柱塞马达本体运行时无法实现反转；本实用新型提出的配油轴径向表面配油槽的曲线设计，较大程度地实现匀速转动，以及在低转速的工况下转速波动较大，机械效率交低的不足。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1、一种液压马达，包括偏心部分、输出轴，所述偏心部分同轴固连所述输出轴，其特征在于，还包括至少一油缸，与该偏心部分活动连接，用于使所述偏心部分切向受力而旋转；该油缸与一配油装置油路连通，该配油装置用于控制工作油液向所述油缸的输送及返回。

2、根据权利要求1所述的液压马达，其特征在于，所述油缸是双作用油缸，该双作用油缸的上腔和下腔分别与配油装置连通。

3、根据权利要求2所述的液压马达，其特征在于，所述双作用油缸至少有两个，且该多个双作用油缸分布在所述偏心部分的圆周方向上。

4、根据权利要求1、2或3任一所述的液压马达，其特征在于，还包括一筒状的定子，所述偏心部分设置在该定子内部，所述双作用油缸安装在该定子的内壁上。

5、根据权利要求4所述的液压马达，其特征在于，所述油缸通过铰链连接安装在所述定子的内壁上。

6、根据权利要求1所述的液压马达，其特征在于，所述配油装置包括配油轴和盘固定外套；所述配油轴上开设有进油通道，在其圆周上开设有相断开的两条油槽，即第一油槽和第二油槽，第一油槽与该进油通道连通；

所述盘固定外套内设有用于容纳配油轴的空腔，在空腔的周壁上与所述两条油槽相对应处设有与所述双作用油缸的上、下腔相应且相连通的通孔，周壁上还设有与所述第二油槽相贯通且避开所述通孔的回油通道。

7、根据权利要求6所述的液压马达，其特征在于，所述配油装置包括：后固定端盖，该后固定端盖和所述盘固定外套形成所述空腔，该后固定端盖上设有供油口和回油口，该供油口与所述进油通道连通，该回油口与所述回油通道连通。

8、根据权利要求6所述的液压马达，其特征在于，所述通孔均布在所述空腔的与所述两条油槽相对应的周壁上。

9、根据权利要求6所述的液压马达，其特征在于，所述两条油槽是曲线状的油槽。

10、根据权利要求6或9所述的液压马达，其特征在于，所述两条油槽是按180°对称的环绕在所述配油轴的圆周上的曲线状油槽。

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