CN201723360U - 无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，包括马达壳体及相通的配油盘和通油盘，在配油盘小端外径上开有环状凹槽，凹槽内套有配油盘O型密封圈，凹槽内配油盘O型密封圈两侧各设有挡圈；配油盘和通油盘之间设有内挡板，配油盘小端外径与内挡板的内径通过配油盘O型密封圈密封连接，内挡板和配油盘之间设有碟形弹簧，内挡板与配油盘为整体同步动作结构，配油盘与内挡板两侧端面的油压作用带均为作用中心在同一轴线上同心分布，马达壳体和配油盘之间设有内侧板或外侧板。避免配油盘倾侧力矩的产生，减少不均衡磨损的发生，避免漏油现象的发生，提高配油盘使用寿命,降低配油零件间的发热和磨损,延长马达的使用寿命。

Description

无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构

技术领域

本实用新型涉及一种液压马达端面配油装置，尤其是涉及一种应用于各种类型低速大扭矩的液压马达配油结构。

背景技术

目前，国内厂家生产的低速大扭矩液压马达，其配油装置大多采用的是端面配油结构。然而通过对国内现有各类端面配油机构的研究后发现，其共存的一个缺陷是作用于配油盘上的压紧力与推离力的作用点不在同一轴线上，配油盘工作建压时将会形成倾侧力矩。这也是国产低速大扭矩马达长期工作压力只能维持在16Mpa左右的原因。因为马达工作压力一旦升高，倾侧力矩将使配油盘发生倾斜，轻则使配油盘泄漏增加，工作压力加不上去影响工作效率，重则导致配油盘不均匀磨损，降低配油盘寿命，甚至是配油盘在高压情况下发生偏转而致使液压马达故障及整台设备的瘫痪。

实用新型内容

本实用新型为解决现有低速大扭矩液压马达因配油盘上的压紧力与推离力的作用点不在同一轴线上而导致配油盘不均匀磨损增加，导致泄漏、降低配油盘寿命，引起液压马达故障等现状而提供的一种能使配油盘压紧力、推离力的作用中心与配油盘的旋转中心在同一轴线上无倾侧力矩的新型端面配油结构。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，包括马达壳体，马达壳体端面处相通的配油盘及通油盘，其特征在于：在配油盘的小端外径上开有环状凹槽，环状凹槽内套设有配油盘O型密封圈，环状凹槽内在配油盘O型密封圈的两侧处各设有挡圈；在配油盘和通油盘之间设有内挡板，配油盘的小端外径与内挡板的内径通过配油盘O型密封圈密封连接，内挡板和配油盘之间设有碟形弹簧，内挡板与配油盘为整体同步动作的整体结构，配油盘与内挡板两侧端面的油压作用带均为作用中心在同一轴线上的同心分布结构，在马达壳体和配油盘之间设有封装板。内挡板的作用是将配油盘正反转时的高低压两腔通过配油盘O型密封圈和挡圈隔开，同时通过碟形弹簧的调节允许配油盘在工作时实现轴向浮动；内挡板与配油盘间通过碟形弹簧产生预紧力，内挡板与配油盘组合成整体同步运动。碟形弹簧的预紧力分别将配油盘的左端面和内挡板的右端面贴紧内侧板和马达壳体端面，保证启动状态时两接触端面有效的接触比压，从而保证了液压马达具有较高的启动效率。通过对内挡板和配油盘间碟形弹簧预紧力的设计，当马达配油零件长时间的摩擦产生间隙时，碟形弹簧的预紧可以起到轴向间隙补偿的作用，延长马达的使用寿命；另外当油液压力的脉动变化使配油盘发生微量滑移后碟形弹簧的形变和回复能力可以使配油盘自动复位定心，使配油盘、内挡板具有轴向浮动和磨损后的轴向自动补偿能力，提高了配油摩擦副工作的可靠性；通过对配油盘和内挡板的同心分布设计，将油压压紧力及反推力的作用范围设置在两作用面的同心圆环内，不论正转反转配油盘、内挡板，保证了压紧力和反推力的作用点在同一轴线，避免了倾侧力矩的产生，减少配油盘不均衡磨损的发生，避免漏油现象的发生，提高配油盘使用寿命。

作为优选，所述的内挡板与配油盘通过弹性圆柱销进行紧固连接在一起，形成同步动作的整体结构。内挡板通过弹性圆柱销与配油盘组合成整体进行同步旋转，防止两者有相对运动同时弹性圆柱销能有效起到防止高压时油压的脉动对内挡板和配油盘的冲击有缓冲的效果，使配油盘具有振动滑移后自动复位定心的能力。。

作为优选，所述的碟形弹簧设在内挡板和配油盘接触端面处开出的端面凹槽空间内，在凹槽空间内设有两枚碟形弹簧。进行组合预紧，以保证马达启动时的有效密封和摩擦副零件发生磨损后的自动轴向补偿间隙；保证了压紧力和反推力的作用点在同一轴线，避免了倾侧力矩的产生，减少配油盘不均衡磨损的发生。

作为优选，所述的内挡板与配油盘形成的整体组件通过定位环与侧封板平面贴平组装在一起。内挡板与配油盘同心定位，同步旋转，同时防止高压时油压的脉动对内挡板和配油盘的冲击有缓冲的效果。

作为优选，所述的封装板采用内侧板或外侧板的结构方式。可根据实际情况决定采用封装板的结构方式，满足不同密封效果和使用需要。

作为优选，所述的内侧板外径上开有凹槽，内侧板外径凹槽内套设有内侧板O型密封圈，内侧板通过定位环及定位销与马达壳体端平面相连接。使内侧板外径与通油盘内孔进行良好的组合封油，防止产生外泄。同时使配油盘与曲轴保持同步旋转，实现配油盘对柱塞缸的连续供油，实现马达扭矩的连续输出。

作为优选，所述的通油盘以内侧板外径为定位轴心或以配油盘外径为定位轴心，并通过安装螺钉与马达壳体相连接。轴心定位避免了倾侧力矩的产生，减少不平衡磨损。 

作为优选，所述以内侧板外径为定位轴心的通油盘在与马达壳体端面连接的平面上开有凹槽，凹槽内设有通油盘O型密封圈。对马达壳体端面进行良好的组合封油，防止产生外泄。

作为优选，所述的外侧板在与马达壳体端面连接的平面上开有凹槽，凹槽内设有外侧板O型密封圈，在外侧板与通油盘端面连接的平面内设有O型密封圈。直接使用外侧板在与马达壳体端面通过外侧板O型密封圈进行组合封油，防止产生外泄。避免了采用内侧板结构方式所需要进行对内侧板外径的加工、降低了通油盘内孔尺寸精度要求，有利于生产加工。

作为优选，所述的外侧板与马达壳体端平面密封装接后再在外侧板另一端面上装接有以配油盘外径为定位轴心的通油盘。避免了采用内侧板结构方式所需要进行对内侧板外径的加工、降低了通油盘内孔尺寸精度要求，有利于生产加工；外侧板结构方式适合在相对轴向尺寸加长，马达整机装配时需要稍大的轴向空间中使用。

本实用新型的有益效果是：

1．使配油盘压紧力、推离力的作用中心与配油盘的旋转中心在同一轴线上，避免了倾侧力矩的产生，减少配油盘不均衡磨损的发生，避免漏油现象的发生，提高配油盘使用寿命。

 2．使配油盘、内挡板具有轴向浮动和磨损后的轴向自动补偿能力，提高了配油摩擦副工作的可靠性；同时具备轴向间隙补偿的作用，延长马达的使用寿命，保证了液压马达具有较高的启动效率。配油摩擦副的工作状态是边界摩擦状态，油膜的有效建立能减小两平面间的摩擦系数，很大程度的降低配油零件间的发热和磨损。

 3．较窄的密封带宽度，有利于压力场的充分建立，以达到实际值和理论值的统一，更能适应25Mpa及以上的高压环境，频繁换向频繁冲击等恶劣工况。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。

图1是本实用新型无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构的一种结构示意图。 

图2是本实用新型无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构的另一种结构示意图。

图3是图1中C处的放大示意图。

具体实施方式

实施例1：

图1所示的实施例中，一种无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，包括马达壳体10，马达壳体10端面处相通的配油盘20及通油盘40，在配油盘20的小端外径21上开有环状凹槽211，环状凹槽211内套装有配油盘两枚O型密封圈23，环状凹槽211内在配油盘O型密封圈23的两侧处各卡装有挡圈24；在配油盘20和通油盘40之间安装有内挡板50，配油盘20的小端外径21与内挡板50的内径通过配油盘O型密封圈23密封连接，内挡板50的作用是将配油盘20正反转时的高低压两腔通过配油盘O型密封圈23和挡圈24隔开，两个挡圈24保护中间的配油盘O型密封圈23，同时通过碟形弹簧60的调节允许配油盘20在工作时实现轴向浮动；密封配油盘20小端外径和内挡板50之间的安装端面，内挡板50和配油盘20之间安装有碟形弹簧60，内挡板50和配油盘20之间接触端面的地方处开有位置对应一致且都成内凹的内挡板端面凹槽和配油盘端面凹槽，碟形弹簧60安装在内挡板50和配油盘20之间接触端面处的端面凹槽所共同形成的端面凹槽空间内，配油盘20与内挡板50两侧端面的油压作用带均为作用中心在同一轴线上的同心分布结构，不论正转反转配油盘20、内挡板50压紧力和反推力的作用点在同一轴线，避免了倾侧力矩的产生。内挡板50与配油盘20通过弹性圆柱销22进行紧固连接在一起，弹性圆柱销22将内挡板50与配油盘20紧固连接形成一个同步动作的整体，内挡板50与配油盘20形成的整体组件通过定位环71与侧封板平面贴平组装在一起，弹性圆柱销22防止高压时油压的脉动对内挡板50和配油盘20的冲击有缓冲的效果，使配油盘20具有振动滑移后自动复位定心的能力。在马达壳体10和配油盘20之间安装有内侧板30的封装板结构，马达壳体10的安装面接触端面12外径大于与内侧板30的外径尺寸，约为一倍的外径尺寸，在内侧板30外径上开有环形凹槽，环形凹槽内套装有内侧板O型密封圈31，内侧板30外径通过内侧板O型密封圈31与通油盘40内径密封安装，密封内侧板30外径与通油盘40内径之间的安装端面。内侧板30通过定位环71及定位销11安装在马达壳体10上，与马达壳体10端平面相连接，定位环71安装在马达壳体10内的十字滑块联轴器70与配油盘20连接的端头轴处；则配油盘20与曲轴保持同步旋转，由此可实现配油盘20对柱塞缸的连续供油，实现马达扭矩的连续输出。通油盘40以内侧板30外径为定位轴心，并通过安装螺钉42与马达壳体10相连接，通油盘40与马达壳体10端面连接的平面上开有凹槽，凹槽内安装有通油盘O型密封圈41，密封通油盘40与马达壳体10之间的安装端面，安装螺钉42将通油盘40和马达壳体10紧固密封连接在一起。

由于内挡板50通过弹性圆柱销22和配油盘20连接，因此它们是同步旋转。内侧板30通过圆柱销22与马达壳体10连接固定，因此配油盘20左端面和内侧板30的右端面是有相对摩擦的摩擦副。内挡板50和配油盘20通过弹性圆柱销22连接同步旋转，内挡板50的右端面相对通油盘20内底平面是另一对摩擦副。通过对这两对摩擦副材料的选择，表面硬度及光洁度的加工保证，确保了两对摩擦副优良的耐磨性能。

对配油盘20结构、平衡油压槽和内挡板50结构的优化设计计算，得出不论液压马达正反转配油盘20都紧贴内侧板30；内挡板50紧贴通油盘40内底平面的合理剩余压紧系数，保证接触平面处于边界润滑状态。结合配油盘O型密封圈23和挡圈24的组合作用将液压马达的高低压油腔隔开，使液压马达具有很高的容积效率和机械效率。同时由结构示意图可以看出，配油盘20和内挡板50均为中心对称结构，即压紧力和反推力的作用中心与配油盘20的旋转中心相重合。避免了倾侧力矩的产生。另外此配油结构中各摩擦副零件的材料的选择和加工质量的保证，确保了此结构在较高的工作压力下仍能保持很高的容积效率、机械效率及长时间的工作寿命。

实施例2： 

图2所示的实施例中，马达壳体10和配油盘20之间安装的封装板采用外侧板80的结构方式，外侧板80与马达壳体10的安装面接触端面12外径尺寸相同，通油盘40以配油盘20外径为定位轴心，外侧板80在与马达壳体10端面连接的平面上开有凹槽，凹槽内设有外侧板O型密封圈81，在外侧板80与通油盘40端面连接的平面内安装有O型密封圈43，外侧板80与马达壳体10端面全部密封装接后再在外侧板80另一端面上装接有以配油盘20外径为定位轴心的通油盘40。通油盘40和马达壳体10之间通过安装螺钉42进行相紧固密封连接在一起。外侧板80的结构平面密封效果较内侧板30外径径向密封效果更胜一筹，同时避免了内侧板30外径的加工、降低了通油盘20内径与内侧板30外径配合尺寸精度要求，有利于生产加工；但会导致相对轴向尺寸加长，导致液压马达整机装配时需要稍大的轴向空间，可根据实际情况需求确定灵活采用内侧板30结构或是采用外侧板80结构方式。

工作原理：

当液压马达A腔（见图中箭头所示处）进高压油时，压力油经配油盘20侧面的窗口和内侧板30平面油孔进入处于高压区的各柱塞缸内，油压对柱塞的作用力作用于曲轴的偏心轮上，产生驱动曲轴旋转的输出扭矩。由于曲轴和配油盘20通过十字滑块联轴器70连接，则配油盘20与曲轴保持同步旋转，因此可实现配油盘20对柱塞缸的连续供油，实现马达扭矩的连续输出。

当液压马达B腔（见图中箭头所示处）进高压油，A腔低压排油时，马达反向旋转连续输出扭矩。

液压马达正转时作用于配油盘20右端环型面上的油压产生对配油盘20的压紧力，此力略大于与内侧板30接触的配油盘20左端面压力场产生的反推力，故剩余压紧力保证配油盘20左端面和内侧板30的贴紧状态。液压马达反转时作用于配油盘20右侧小端平面上的油压产生对配油盘20的压紧力，此力也略大于配油盘20与内侧板30接触的左端面压力场产生的反推力。此剩余压紧力使配油盘20左端面贴紧内侧板。经计算，马达正转或反转时，配油盘的剩余压紧系数均为5.5％～8.4％，符合常规设计的推荐值。

同样，不论液压马达A腔进油还是B腔进油，油压对内挡板50产生的压紧力、反推力及碟形弹簧60的预紧力的合力，都使得内挡板50贴紧通油盘20内底平面。

Claims (10)

1.一种无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，包括马达壳体(10)，马达壳体（10）端面处相通的配油盘（20）及通油盘（40），其特征在于：在配油盘（20）的小端外径（21）上开有环状凹槽（211），环状凹槽（211）内套设有配油盘O型密封圈（23），环状凹槽（211）内在配油盘O型密封圈（23）的两侧处各设有挡圈（24）；在配油盘（20）和通油盘（40）之间设有内挡板（50），配油盘（20）的小端外径（21）与内挡板（50）的内径通过配油盘O型密封圈（23）密封连接，内挡板（50）和配油盘（20）之间设有碟形弹簧（60），内挡板（50）与配油盘（20）为整体同步动作的整体结构，配油盘（20）与内挡板（50）两侧端面的油压作用带均为作用中心在同一轴线上的同心分布，在马达壳体（10）和配油盘（20）之间设有封装板。

2.按照权利要求1所述的无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，其特征在于：所述的内挡板（50）与配油盘（20）通过弹性圆柱销（22）进行紧固连接在一起，形成同步动作的整体结构。

3.按照权利要求1所述的无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，其特征在于：所述的碟形弹簧（60）设在内挡板（50）和配油盘（20）之间的接触端面处的端面凹槽空间内，在凹槽空间内设有两枚碟形弹簧（60）。

4.按照权利要求1或2或3所述的无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，其特征在于：所述的内挡板（50）与配油盘（20）形成的整体组件通过定位环（71）与侧封板平面贴平组装在一起。

5.按照权利要求1所述的无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，其特征在于：所述的封装板采用内侧板（30）或外侧板（80）的结构方式。

6.按照权利要求5所述的无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，其特征在于：所述的内侧板（30）在其外径上开有凹槽，内侧板外径的凹槽内套设有内侧板O型密封圈（31），内侧板（30）通过定位环（71）及定位销（11）与马达壳体（10）端平面相连接。

7.按照权利要求1所述的无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，其特征在于：所述的通油盘（40）以内侧板（30）外径为定位轴心或以配油盘（20）外径为定位轴心，并通过安装螺钉（42）与马达壳体（10）相连接。

8.按照权利要求7所述的无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，其特征在于：所述以内侧板（30）外径为定位轴心的通油盘（40）在与马达壳体（10）端面连接的平面上开有凹槽，凹槽内设有通油盘O型密封圈（41）。

9.按照权利要求5所述的无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，其特征在于：所述的外侧板（80）在与马达壳体（10）端面连接的平面上开有凹槽，凹槽内设有外侧板O型密封圈（81），在外侧板（80）与通油盘（40）端面连接的平面内设有O型密封圈（43）。

10.按照权利要求5或9所述的无倾侧力矩自动补偿式高压配油机构，其特征在于：所述的外侧板（80）与马达壳体（10）端平面密封装接后再在外侧板（80）另一端面上装接有以配油盘（20）外径为定位轴心的通油盘（40）。

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