CN218717229U - 径向柱塞马达和闭式回路液压系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种径向柱塞马达和闭式回路液压系统。该径向柱塞马达包括一体式凸轮壳和后壳：一体式凸轮壳的前端设置有用于安装驱动轴的安装孔，后端内侧面设置有用于配合柱塞径向伸缩的连续曲面；后壳用于与一体式凸轮壳连接的一端设置有环形连接面和圆筒部，圆筒部位于环形连接面的径向外侧，且相对环形连接面沿轴向凸出；环形连接面与一体式凸轮壳的环形端面相抵，且通过螺栓紧固连接时，圆筒部位于一体式凸轮壳的径向外侧且与其密封连接。该径向柱塞马达中，通过圆筒部能够对一体式凸轮壳的后端起到一定的径向限位和径向加强的作用，从而大大减小该位置在马达工作中发生的变形量，从而有利于延长马达寿命、减小额外噪音。

Description

径向柱塞马达和闭式回路液压系统

技术领域

本实用新型涉及马达技术领域，特别涉及一种径向柱塞马达，以及一种设置有该径向柱塞马达的闭式回路液压系统。

背景技术

液压马达是液压系统中的一种执行元件，用于将液压泵提供的液体压力转变为输出轴的机械能(转矩和转速)。其中，内曲线液压马达是一种多作用径向柱塞式马达，简称径向柱塞马达，主要特点是输出转矩大、低速稳定性好，可直接与工作机构连接。

一般情况下，径向柱塞马达包括壳体和驱动轴，以及位于壳体内的缸体。其中，壳体一般为分体式结构，包括沿轴向依次布置的前壳、凸轮环、后壳，前壳、凸轮环、后壳通过长螺栓紧固连接，其中，凸轮环也称为定子，其内侧面为连续曲面，用于与高压油配合控制缸体中的多个柱塞径向伸缩，以令缸体和驱动轴同步转动，从而将液压能转化为驱动轴的扭矩和转速。

马达工作过程中，在高压油和柱塞的作用下，凸轮环往往受到较大的径向力，变形量较大，为此，通常的解决方案是增加凸轮环的厚度，由此增加了成本和产品尺寸。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种径向柱塞马达及其壳体，以及一种设置有该马达的闭式回路液压系统。能够有效延长马达寿命，降低额外噪音。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种径向柱塞马达，包括一体式凸轮壳和后壳，其中：

所述一体式凸轮壳的前端设置有用于安装驱动轴的安装孔，后端内侧面设置有用于配合柱塞径向伸缩的连续曲面；

所述后壳用于与所述一体式凸轮壳连接的一端设置有环形连接面和圆筒部，所述圆筒部位于所述环形连接面的径向外侧，且相对所述环形连接面沿轴向凸出；

所述环形连接面与所述一体式凸轮壳的环形端面相抵，且通过螺栓紧固连接时，所述圆筒部位于所述一体式凸轮壳的径向外侧且与其密封连接。

可选地，在上述径向柱塞马达中，所述圆筒部的内侧面与所述一体式凸轮壳的外侧面之间设置有密封件。

可选地，在上述径向柱塞马达中，所述圆筒部的内侧面设置有用于容纳所述密封件的环形凹槽。

可选地，在上述径向柱塞马达中，所述一体式凸轮壳的后端外侧面包括用于套设所述圆筒部的直径减小部。

可选地，在上述径向柱塞马达中，所述一体式凸轮壳的环形端面沿周向设置有多个用于安装所述螺栓的连接孔；

所述连接孔位于所述连续曲面的径向外侧，并且，所述连接孔的长度延伸超过所述连续曲面的轴向边缘，使得所述螺栓与所述连接孔相啮合的位置在轴向方向上与所述连续曲面所在位置不重合。

可选地，在上述径向柱塞马达中，所述连接孔包括位于孔底的螺纹段，以及靠近孔口的延长段，所述延长段从所述孔口延伸超过所述连续曲面的轴向边缘。

可选地，在上述径向柱塞马达中，所述后壳包括：

主壳体，设置有用于容纳所述驱动轴的尾端空腔，以及用于向位于所述柱塞底部的油腔内供油的进油油路、用于输出所述油腔内的液压油的回油油路；

耳板凸台，凸出设置在所述主壳体的外侧面，用于安装所述螺栓，所述环形连接面和所述圆筒部设置在所述耳板凸台上。

一种闭式回路液压系统，包括液压输送系统和执行元件，所述执行元件包括如上文中所述的径向柱塞马达。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的径向柱塞马达中，采用了一体式凸轮壳，即将现有技术中的前壳和凸轮环做成了一体式整体结构，从而有利于提高配流效果。

而且，该径向柱塞马达中，由于后壳的圆筒部位于一体式凸轮壳的后端的径向外侧，从而能够对一体式凸轮壳的后端起到一定的径向限位和径向加强的作用，能够大大减小一体式凸轮壳的后端在马达工作中发生的变形量，从而能够极大地减小一体式凸轮壳后端的厚度，并有利于延长马达寿命、减小额外噪音。而且，由于后壳与一体式凸轮壳之间通过圆筒部实现了径向卡接限位，从而，能够大大减少后壳环形连接面与一体式凸轮壳的环形端面在马达工作过程中发生的相对位移，最大程度避免该连接位置的疲劳磨损，最终达到延长马达寿命、减小额外噪音的目的。

此外，本实用新型提供的闭式回路液压系统中，由于设置有上述径向柱塞马达，从而同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型对比实施例中提供的一种径向柱塞马达的剖视图；

图2为本实用新型示例性实施例中提供的一种径向柱塞马达的剖视图；

图3为图2中虚线矩形区域的局部放大图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了便于理解本实用新型要求保护的技术方案的创新技术，本说明书以对比的方式提供了对比实施例和示例性实施例。

对比实施例

本实用新型对比实施例中提供了一种径向柱塞马达。该径向柱塞马达包括壳体，以及同轴转动的缸体和驱动轴。

具体可参见图1，该壳体为分体式结构，包括沿轴向依次布置的前壳1'、凸轮环2'、后壳3'，前壳1'、凸轮环2'、后壳3'通过沿周向依次分布的多个大尺寸长螺栓4'紧固连接。其中：

缸体位于凸轮环2'内；缸体沿周向设置有多个可径向伸缩的柱塞6，每个柱塞6的顶部通过滚柱与凸轮环2'的内侧连续曲面滚动配合；而且，每个柱塞6分别位于一个缸体孔内，缸体孔底部与柱塞6之间形成用于容纳油液的工作腔60；

驱动轴5的一端位于壳体外，用于与外部工作机构传动连接；驱动轴5的另一端穿过前壳1'的安装孔伸入壳体内，且与缸体同轴转动；

凸轮环2'的内侧面为连续曲面，该连续曲面沿周向依次设置有多个径向凹槽(即凸轮瓣)，用于配合缸体中的多个柱塞6分别做径向伸缩；

后壳3'的一端与凸轮环2'固连，另一端设置有密封端盖7。

工作时：

高压油通过壳体上的主油口进入马达内部，配流后进入缸体孔与柱塞6之间形成的油腔60内；

在高压油的作用下，油腔60体积变大，柱塞6沿径向向外运动，同时柱塞6上的滚柱紧贴凸轮环2'的内表面向凸轮瓣最高点(即径向凹槽最深处)滚动，此时凸轮环2'的内表面对滚柱具有一定的反作用力，该反作用力的切向分力通过滚柱和柱塞6传递到缸体，从而使缸体和驱动轴产生扭矩，实现液压能到机械能的转换；

当柱塞6上的滚柱经过凸轮瓣最高点后，柱塞6沿径向向内运动，缸体孔与柱塞6之间的油腔60的体积缩小，油腔60内的液压油通过配流孔进入回油腔。

马达工作过程中，上述过程往复循环，直到停止注入高压油。

可见，该径向柱塞马达工作过程中，在高压油和柱塞6的作用下，凸轮环2'往往受到很高的径向压力，产生高频率的弹性变形，从而导致凸轮环2'和前壳1'之间，以及凸轮环2'和后壳3'之间容易因相对位移造成疲劳磨损，从而导致马达整体寿命不长，且容易产生额外噪音。

此外，由于螺栓4'需要连接前壳1'、凸轮环2'、后壳3'，因此其尺寸规格一般较大。例如，大尺寸长螺栓4'的轴向长度必须不小于凸轮环2'的轴向长度、前壳1'的螺纹孔长度、后壳3'的螺栓通孔长度三者的轴向长度之和。

而且，为了保证壳体的紧固连接和密封，一般情况下，沿壳体周向布置有六组大尺寸长螺栓4'，每组螺栓数量为两个。马达的体积尺寸和重量均比较大。

示例性实施例

本实用新型示例性实施例中提供了一种径向柱塞马达，以及一种设置有该径向柱塞马达的闭式回路液压系统。

请参阅图2和图3，该径向柱塞马达，包括一体式凸轮壳1和后壳3。其中：

一体式凸轮壳1的前端设置有用于安装驱动轴5的安装孔，后端内侧面设置有用于配合柱塞6径向伸缩的连续曲面；

后壳3用于与一体式凸轮壳1连接的一端设置有环形连接面31和圆筒部32，圆筒部32位于环形连接面31的径向外侧，且相对环形连接面31沿轴向凸出；

环形连接面31与一体式凸轮壳1的环形端面相抵，且通过螺栓4紧固连接时，圆筒部32位于一体式凸轮壳1的径向外侧且与其密封连接。

需要说明的是，一体式凸轮壳1的环形端面和环形连接面31对应设置有用于安装螺栓4的连接孔10。而且，该径向柱塞马达中，由于一体式凸轮壳1的后端内侧设置有用于配合柱塞6径向伸缩的连续曲面，因此，在马达工作过程中，一体式凸轮壳1的后端为变形量最大的部位。

可见，该径向柱塞马达中，采用了一体式凸轮壳1，即将现有技术中的前壳和凸轮环做成了一体式整体结构，从而有利于提高配流效果。

而且，该径向柱塞马达中，由于后壳3的圆筒部32位于一体式凸轮壳1的后端的径向外侧，从而能够对一体式凸轮壳1的后端起到一定的径向限位和径向加强的作用，能够大大减小一体式凸轮壳1的后端在马达工作中发生的变形量，从而能够极大地减小一体式凸轮壳后端的厚度，并有利于延长马达寿命、减小额外噪音。而且，由于后壳3与一体式凸轮壳1之间通过圆筒部32实现了径向卡接限位，从而，能够大大减少后壳3环形连接面31与一体式凸轮壳1的环形端面在马达工作过程中发生的相对位移，最大程度避免该连接位置的疲劳磨损，最终达到延长马达寿命、减小额外噪音的目的。

具体实施时，上述圆筒部32为环形筒状结构，整体套设在一体式凸轮壳1的后端外侧，从而对该位置起到径向限位和加强的作用。但是并不局限于此，在其他可能的实施例中，也可以将上述圆筒部32设置有两个半环形凸台结构，或者设置为沿周向依次分布的多个弧形凸台结构，也能够对一体式凸轮壳1的后端起到径向限位和加强的作用。但是，在最优选实施例中，环形筒状结构的圆筒部32不管是在制作上还是在密封效果、加强效果上均为最佳。

具体实施时，圆筒部32的内侧面与一体式凸轮壳1的外侧面之间设置有密封件33，以保证马达壳体内部的密封性。此时，可以在圆筒部32的内侧面设置用于容纳密封件33的环形凹槽，也可以在一体式凸轮壳1的外侧面设置用于容纳密封件33的凹槽。优选地，如图3中所示，圆筒部32的内侧面设置有用于容纳密封件33的环形凹槽。

具体实施时，一体式凸轮壳1的后端外侧面包括用于套设圆筒部32的直径减小部11。具体可参见图3，一体式凸轮壳1的后端外侧面包括用于套设圆筒部32的环形安装面(即直径减小部11)，以及远离圆筒部32且与直径减小部相接的主侧面，该环形安装面的外径小于主侧面的外径，且与圆筒部32的内侧面适配。

具体实施时，一体式凸轮壳1的环形端面沿周向设置有多个用于安装螺栓4的连接孔10。如图3中所示，该连接孔10位于连续曲面的径向外侧，并且，该连接孔10的长度大于连续曲面的轴向长度，从而，螺栓4位于连续曲面的径向外侧。即连接孔10的长度延伸超过连续曲面的轴向边缘，使得螺栓4与连接孔10相啮合的位置在轴向方向上与连续曲面所在位置不重合。

优选地，该连接孔10包括位于孔底的螺纹段101，以及靠近孔口的无螺纹的延长段102，延长段102的轴向长度大于连续曲面的轴向长度的一半，且小于连续曲面的轴向长度。

从而可见，该径向柱塞马达中的螺栓4的长度较长，对应地，一体式凸轮壳1的后端设置的用于安装螺栓4的连接孔10的深度较深，从而令螺栓4与一体式凸轮壳1螺纹连接位置大部分避开了缸体的径向外侧，即避开了壳体变形量最大的位置，从而使得螺栓4的受力条件能够得到显著改善，有利于延长螺栓4的使用寿命(从图3中可以看出，虽然螺栓4的螺纹部分延伸至连续曲面的径向外侧，但由于该部位对应于连接孔10的无螺纹的延长段102，因此在缸体的径向外侧，即连续曲面的径向外侧，螺栓4并不与连接孔10相啮合)。

而且，由于一体式凸轮壳1的连接孔10中的延长段102的直径稍大于螺栓4的直径，因此，延长段102的孔壁与螺栓4之间存在一定的间隙。通过该间隙，能够吸收一体式凸轮壳1的后端的部分变形量，从而起到改善壳体形变、改善螺栓受力的效果，从而能够显著提高马达的使用寿命。

实验证明，马达的整体寿命能够比上述对比实施例中的马达提高约50％。

具体实施时，请参见图2，后壳3包括主壳体30和耳板凸台34。其中，主壳体30设置有用于容纳驱动轴5的尾端空腔，以及用于向位于柱塞6底部的油腔60内供油的进油油路、用于输出油腔60内的液压油的回油油路；耳板凸台34凸出设置在主壳体的外侧面，用于安装螺栓4。

具体实施时，该径向柱塞马达包括马达壳体，以及同轴转动的缸体和驱动轴。其中：

缸体位于马达壳体内，缸体沿周向设置有多个柱塞6，每个柱塞6的顶端分别通过滚柱与马达壳体中的连续曲面滚动配合；而且，每个柱塞6分别位于一个缸体孔内，缸体孔底部与柱塞6之间形成用于容纳油液的工作腔60；

驱动轴5的一端位于壳体外，用于与外部工作机构传动连接；驱动轴5的另一端穿过一体式凸轮壳1的安装孔伸入壳体内，且与缸体同轴转动；

一体式凸轮壳1内的连续曲面沿周向依次设置有多个径向凹槽(即凸轮瓣)，用于配合缸体中的多个柱塞6分别做径向伸缩；

后壳3的一端与一体式凸轮壳1固连，另一端设置有密封端盖7。

工作时：

高压油通过壳体上的主油口进入马达内部，配流后进入缸体孔与柱塞6之间形成的油腔60内；

在高压油的作用下，油腔60体积变大，柱塞6沿径向向外运动，同时柱塞6上的滚柱紧贴一体式凸轮壳1内的连续曲面向凸轮瓣最高点(即径向凹槽最深处)滚动，此时一体式凸轮壳1内的连续曲面对滚柱具有一定的反作用力，该反作用力的切向分力通过滚柱和柱塞6传递到缸体，从而使缸体和驱动轴产生扭矩，实现液压能到机械能的转换；

当柱塞6上的滚柱经过凸轮瓣最高点后，柱塞6沿径向向内运动，缸体孔与柱塞6之间的油腔60的体积缩小，油腔60内的液压油通过配流孔进入回油腔。

马达工作过程中，上述过程往复循环，直到停止注入高压油。

优选地，缸体沿周向设置有十二个柱塞6交替作用，每个柱塞6旋转一周共作用九次。

此外，本示例性实施例中还提供了一种闭式回路液压系统，该系统包括液压输送系统和执行元件，该执行元件包括上文中所述的径向柱塞马达。

综上，本示例性实施例中提供的径向柱塞马达和闭式回路液压系统，可应用在工程机械压路机、滑移装载机、装载机、叉车、矿山掘进机、地质、军工、船舶、农业机械中的行走及驱动系统。

最后，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种径向柱塞马达，其特征在于，包括一体式凸轮壳(1)和后壳(3)，其中：

所述一体式凸轮壳(1)的前端设置有用于安装驱动轴(5)的安装孔，后端内侧面设置有用于配合柱塞(6)径向伸缩的连续曲面；

所述后壳(3)用于与所述一体式凸轮壳(1)连接的一端设置有环形连接面(31)和圆筒部(32)，所述圆筒部(32)位于所述环形连接面(31)的径向外侧，且相对所述环形连接面(31)沿轴向凸出；

所述环形连接面(31)与所述一体式凸轮壳(1)的环形端面相抵，且通过螺栓(4)紧固连接时，所述圆筒部(32)位于所述一体式凸轮壳(1)的径向外侧。

2.根据权利要求1所述的径向柱塞马达，其特征在于，所述圆筒部(32)的内侧面与所述一体式凸轮壳(1)的外侧面之间设置有密封件(33)。

3.根据权利要求2所述的径向柱塞马达，其特征在于，所述圆筒部(32)的内侧面设置有用于容纳所述密封件(33)的环形凹槽。

4.根据权利要求1所述的径向柱塞马达，其特征在于，所述一体式凸轮壳(1)的后端外侧面包括用于套设所述圆筒部(32)的直径减小部。

5.根据权利要求1至4任一项所述的径向柱塞马达，其特征在于，所述一体式凸轮壳(1)的环形端面沿周向设置有多个用于安装所述螺栓(4)的连接孔(10)；

所述连接孔(10)位于所述连续曲面的径向外侧，并且，所述连接孔(10)的长度延伸超过所述连续曲面的轴向边缘，使得所述螺栓(4)与所述连接孔(10)相啮合的位置在轴向方向上与所述连续曲面所在位置不重合。

6.根据权利要求5所述的径向柱塞马达，其特征在于，所述连接孔包括位于孔底的螺纹段(101)，以及靠近孔口的延长段(102)，所述延长段(102)从所述孔口延伸超过所述连续曲面的轴向边缘。

7.根据权利要求1至4任一项所述的径向柱塞马达，其特征在于，所述后壳(3)包括：

主壳体(30)，设置有用于容纳所述驱动轴(5)的尾端空腔，以及用于向位于所述柱塞(6)底部的油腔(60)内供油的进油油路、用于输出所述油腔(60)内的液压油的回油油路；

耳板凸台(34)，凸出设置在所述主壳体(30)的外侧面，用于安装所述螺栓(4)，所述环形连接面(31)和所述圆筒部(32)设置在所述耳板凸台(34)上。

8.一种闭式回路液压系统，包括液压输送系统和执行元件，其特征在于，所述执行元件包括如权利要求7所述的径向柱塞马达。

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