專(zhuān)利名稱(chēng)：徑向活塞滾球式端面配流低速大扭矩水壓馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種馬達(dá)，尤其是一種采用自然水(含海水和淡水)作為液壓介質(zhì)進(jìn)行工作的徑向活塞滾球式端面配流低速大扭矩水壓馬達(dá)。
背景技術(shù)：
馬達(dá)是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，在液壓系統(tǒng)中具有重要地位。而以水為介質(zhì)的馬達(dá)更具有清潔、無(wú)污染、安全、 廉價(jià)、再利用率高、處理簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)。但以水為介質(zhì)，就必須解決好其泄漏、磨損、腐蝕等各方面的問(wèn)題，如摩擦副間的摩擦磨損問(wèn)題，零部件的腐蝕問(wèn)題，減少泄漏提高容積效率問(wèn)題，氣蝕問(wèn)題，以及水擊問(wèn)題。從國(guó)內(nèi)外在水液壓執(zhí)行元件方面的研究現(xiàn)狀和已取得的成果看，國(guó)外主要研究水液壓軸向柱塞馬達(dá)和水液壓葉片馬達(dá)，并已有產(chǎn)品問(wèn)世；國(guó)內(nèi)僅對(duì)水液壓軸向柱塞馬達(dá)有研究。水液壓軸向柱塞馬達(dá)和水液壓葉片馬達(dá)屬于高速低扭矩馬達(dá)， 其應(yīng)用領(lǐng)域和范圍不可避免地受到制約，特別是在需要低速大扭矩的場(chǎng)合，以及空間受到限制、不便于安裝變速箱的場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種徑向活塞滾球式低速大扭矩水壓傳動(dòng)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種徑向活塞滾球式端面配流副低速大扭矩水壓馬達(dá)，包括水路塊6、梭閥35、配流盤(pán)5、轉(zhuǎn)子4、定子1、活塞3及滾球2、止推環(huán)22、唇形密封圈26、右端蓋24，梭閥35安裝在水路塊6上，水路塊6安裝在配流盤(pán)5上，轉(zhuǎn)子4安裝在配流盤(pán)5的伸出軸上，止推環(huán)22安裝在轉(zhuǎn)子4和右端蓋24之間， 配流盤(pán)5、定子1和右端蓋24裝配成一體；定子1內(nèi)曲面18為按等加速、等減速與阿基米德螺旋線相結(jié)合的復(fù)合曲線結(jié)構(gòu)；
水路塊6上的進(jìn)出水流道39通過(guò)配流盤(pán)5上的流道44與環(huán)形流道45相連通，水路塊 6上的進(jìn)出水流道40通過(guò)配流盤(pán)5上的流道42與環(huán)形流道46相連通；水路塊6前面的流道8與梭閥35的流道50相通，水路塊6前面的流道10與梭閥35的流道49相通，水路塊 6前面的流道12與梭閥35的流道54相通；水路塊6底面上的流道11與配流盤(pán)5的流道 13相連通；
梭閥35上有四條縱向流道49、50、54、36和一條橫向流道53，流道53與流道49、50、54、 36都相通，流道49與配流盤(pán)5的支承軸上的流道13相通，流道50通過(guò)水路塊6上的流道 8和水路塊6上的進(jìn)出水流道39相通，流道54通過(guò)水路塊6上的流道12與水路塊6上的進(jìn)出水流道40相通；
配流盤(pán)5的內(nèi)端面上沿徑向向圓心向開(kāi)有均布的η個(gè)(η為大于等于3的整數(shù))槽41， 每個(gè)槽41均與端面上的環(huán)形流道45相通，配流盤(pán)5的內(nèi)端面上沿徑向向圓周向開(kāi)有均布的η個(gè)(η為大于等于3的整數(shù))槽43，每個(gè)槽43均與端面上的環(huán)形流道46相通，在配流盤(pán)5的外端面上沿軸向分別開(kāi)有泄漏水口 38、與環(huán)形流道45相通的流道44、與環(huán)形流道46 相通的流道42和支承軸上的流道13 ；在配流盤(pán)5的支承軸上沿周向還分別開(kāi)有均布的m個(gè) (m為大于等于4的偶數(shù))凹槽33和與每個(gè)凹槽33相連通的徑向孔流道21，在配流盤(pán)5的支承軸的軸端開(kāi)有低壓流道30以及與其相連通的Hi1 為大于等于1的整數(shù))均布的徑向孔流道28，在配流盤(pán)5的支承軸的左右兩端分別開(kāi)有環(huán)形槽14和27以及連通兩環(huán)形槽 14和27的流道47 ；
轉(zhuǎn)子4的左端面上有Ii1個(gè)(Ii1為大于等于5的整數(shù)，并且Ii1不等于η的整數(shù)倍)均布的軸向孔16，轉(zhuǎn)子4外圓柱面上有Ii1個(gè)均布的徑向柱塞孔17，每個(gè)柱塞孔17中均有柱塞 ， 柱塞由活塞3和滾球2組成，滾球2安裝在活塞3的球窩中，每個(gè)柱塞孔17底部均有一徑向孔20分別與軸向孔16相通，轉(zhuǎn)子4的右端外圓柱面上開(kāi)有m2個(gè)(!112為大于等于1的整數(shù))均布的徑向孔流道32，轉(zhuǎn)子4的右端面上開(kāi)有的m2個(gè)均布的軸向孔流道34與m2個(gè)徑向孔流道32分別相通；
止推環(huán)22上加工有沿周向均布的Ii2個(gè)(η2為大于等于4的偶數(shù))槽57，每個(gè)槽57的中心均有一軸向阻尼孔56，止推環(huán)22的另一端加工有環(huán)形槽23與阻尼孔56相通，在止推環(huán)22的外圓端面上有一個(gè)徑向孔流道58與槽23相通。本發(fā)明的工作過(guò)程是首先用軟管將梭閥35上流道36和右端蓋24的孔流道37相連通，由水壓柱塞泵供給的高壓水通過(guò)水路塊6上的進(jìn)水流道39 (或40) —部分進(jìn)入配流盤(pán)5的流道45 (或46)中，另一部分通過(guò)流道8 (或12)進(jìn)入梭閥35上的流道50 (或54) 并將單向閥中的鋼珠52推到右邊(或左邊閥座51上)，這時(shí)流道49和36中也充滿高壓水。 進(jìn)入流道49中的高壓水通過(guò)水路塊6上的流道10、11進(jìn)入配流盤(pán)5的軸向流道13中，然后進(jìn)入與軸向流道13相連通的徑向孔流道21中，它們迅速充滿相對(duì)應(yīng)的凹槽33，將轉(zhuǎn)子4 浮起來(lái)形成靜壓支承。進(jìn)入流道36的高壓水通過(guò)外接軟管進(jìn)入到右端蓋24的孔流道37和止推環(huán)22的孔流道58，將止推環(huán)22的槽23充滿，這時(shí)槽中的高壓水產(chǎn)生的液壓力作用在止推環(huán)22上，止推環(huán)22推動(dòng)轉(zhuǎn)子4使其緊靠在配流盤(pán)5上，同時(shí)槽23中的高壓水還會(huì)通過(guò)Ii2個(gè)均布的阻尼孔56進(jìn)入對(duì)應(yīng)的槽57中，形成靜壓支承，以減小轉(zhuǎn)子4和止推環(huán)22之間的摩擦、磨損。配流盤(pán)5上流道45 (或46)中的高壓水通過(guò)沿周向均布的槽41 (或43) 進(jìn)入到轉(zhuǎn)子4端面上的軸向孔16中，然后經(jīng)轉(zhuǎn)子4上的徑向孔20作用在柱塞上，并推動(dòng)活塞3與滾球2，使?jié)L球2與定子1內(nèi)曲面上的凹槽19相接觸，定子的內(nèi)曲面18按等加速、 等減速與阿基米德羅螺旋線相結(jié)合的復(fù)合曲線加工出來(lái)。正是由于定子內(nèi)曲線的作用，滾球2連同活塞3會(huì)受到定子1給予的反作用力，該力可以分解為推動(dòng)水壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)的切向力和與柱塞底部液壓作用力相平衡的徑向力。切向力通過(guò)滾球2、活塞3最終作用在轉(zhuǎn)子體上，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子4繞中心旋轉(zhuǎn)，并在輸出軸上形成一定的轉(zhuǎn)速和扭矩。同時(shí)由于定子內(nèi)曲面18采用的是多作用內(nèi)曲線的方式，所以在同一時(shí)刻會(huì)有幾個(gè)柱塞共同作用來(lái)驅(qū)動(dòng)水壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)動(dòng)。柱塞(滾球2和活塞3)回水的時(shí)候是通過(guò)轉(zhuǎn)子4上的低壓徑向孔20，進(jìn)入到轉(zhuǎn)子4端面上的軸向孔16，并充滿配流盤(pán)5上的η個(gè)沿周向均布的槽43 (或41)和流道46 (或45)，然后經(jīng)低壓水流道42 (或44)和流道40 (或39)回到水壓柱塞泵的低壓水口。當(dāng)水壓馬達(dá)反轉(zhuǎn)時(shí)，由于高低壓水的互換使得配流盤(pán)5的高壓流道與轉(zhuǎn)子4的接觸面積變小，而止推環(huán)22與轉(zhuǎn)子4的接觸面積還是保持不變，這樣就會(huì)使轉(zhuǎn)子4緊緊的貼在配流盤(pán)5的端面上，造成過(guò)大的摩擦、磨損。為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在流道54內(nèi)加入了阻尼器48，高壓水在進(jìn)入流道54時(shí)會(huì)先經(jīng)過(guò)阻尼器48將壓力降下來(lái)，從而減小止推環(huán) 22給轉(zhuǎn)子4的推力。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述配流盤(pán)5的端面為平面，所述轉(zhuǎn)子4的端面為平面；這樣使轉(zhuǎn)子4的端面與配流盤(pán)5配合的更加充分，配流效果好，而且加工方便，配流簡(jiǎn)單；
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述配流盤(pán)5的端面為弧面，所述轉(zhuǎn)子4的端面為弧面， 雖然加工復(fù)雜一點(diǎn)，但可以使轉(zhuǎn)子4與配流盤(pán)5接觸的更加充分，配流效果更佳。 在上述兩種優(yōu)選方式中，需在配流盤(pán)5的內(nèi)端面上沿徑向向圓心向開(kāi)有η個(gè)均布的內(nèi)半圓矩形槽41，每個(gè)槽41均與端面上的環(huán)形流道45相通，在配流盤(pán)5的內(nèi)端面上沿徑向向圓周向開(kāi)有η個(gè)均布的外半圓矩形槽43，每個(gè)槽43均與端面上的環(huán)形流道46相通，在轉(zhuǎn)子4的左端面上沿周向均布加工有Ii1個(gè)軸向孔16，它們能夠與配流盤(pán)5上的內(nèi)外半圓矩形槽41、43相配合，一個(gè)通高壓水，一個(gè)通低壓水，彼此是互不相通。內(nèi)外半圓矩形槽41、 43與轉(zhuǎn)子4端面上的軸向孔16相互作用，實(shí)現(xiàn)高、低壓水的進(jìn)水與回水。配流盤(pán)5上所伸出的軸，則是起支承的作用。由于水壓傳動(dòng)磨損比較嚴(yán)重，為了減小磨損在該軸上開(kāi)了矩形凹槽33，實(shí)現(xiàn)靜壓支承。而且在轉(zhuǎn)子4的柱塞孔中還加工有徑向孔20，它們與端面上均布的Ii1個(gè)軸向孔16是相連通的。這樣就可以把高壓水通過(guò)配流盤(pán)5的內(nèi)外半圓矩形槽(41、 43)引入到徑向孔20，作用到柱塞上，使?jié)L球2與定子1的內(nèi)曲面相接觸，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子4轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。為了連通馬達(dá)內(nèi)部空腔，在轉(zhuǎn)子4的右端外圓柱面上加工有m2個(gè)均布的徑向孔流道 32，右端面上加工有與徑向孔流道32相通的m2個(gè)均布的軸向孔流道34，它們使馬達(dá)內(nèi)部形成了很好的泄漏通道。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述的梭閥35為水壓梭閥，因?yàn)樗箝y35內(nèi)部的5條流道中都是高壓水流道，還由于中間的流道53裝有單向閥，單向閥由閥座51和鋼珠52組成，以此保證49、36兩個(gè)出水流道總是有高壓水輸出。在流道54中裝有阻尼器48，可以保證馬達(dá)正反轉(zhuǎn)互換后，轉(zhuǎn)子4受到的剩余壓緊力不會(huì)過(guò)大。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述的止推環(huán)22有六個(gè)沿周向均布的阻尼孔56和腰型槽57，使得高壓水通過(guò)阻尼孔56進(jìn)入腰型槽57中，形成靜壓支承，從而減小轉(zhuǎn)子4與止推環(huán)22間的摩擦、磨損。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述的定子1的內(nèi)曲面18沿圓周向加工有截面為圓弧形的凹槽19。由于馬達(dá)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，滾球2與定子內(nèi)曲面18是“點(diǎn)”接觸，產(chǎn)生的接觸應(yīng)力過(guò)大，就會(huì)降低定子1的使用壽命，而且還會(huì)使馬達(dá)的脈動(dòng)率加大。內(nèi)曲面18上的凹槽19使得滾球2與定子內(nèi)曲面18的接觸面積變大，從而實(shí)現(xiàn)了減小接觸應(yīng)力的目的。本發(fā)明的有益效果是該發(fā)明由于配流盤(pán)與轉(zhuǎn)子上開(kāi)有配流窗口，使得二者之間的摩擦、磨損降低。配流盤(pán)支承軸上靜壓支承槽的設(shè)計(jì)，使得轉(zhuǎn)子內(nèi)孔與支承軸的摩擦、磨損減小。止推環(huán)的加入，讓轉(zhuǎn)子與配流盤(pán)能夠更好的接觸，減小泄漏，配流效果變佳，磨損的間隙實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償。梭閥的加入，解決馬達(dá)在正反轉(zhuǎn)互換后，由于剩余壓緊力的增大，使得轉(zhuǎn)子與配流盤(pán)的摩擦、磨損增大的問(wèn)題。定子內(nèi)曲面采用等加速、等減速與阿基米德羅螺旋線相結(jié)合的復(fù)合曲線，實(shí)現(xiàn)了低脈動(dòng)、多作用的工作方式，而且曲面上周向凹槽的加工，使得滾球與定子之間的接觸應(yīng)力減小，延長(zhǎng)馬達(dá)的使用壽命。同時(shí)本發(fā)明采用獨(dú)特的端面配流方式，其結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦副少，重量輕，工作平穩(wěn)，調(diào)速范圍大，支承軸上靜力平衡。該馬達(dá)可直接驅(qū)動(dòng)履帶運(yùn)行，軌道輪子驅(qū)動(dòng)，各種回轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)，勘探鉆井，帶式輸送，物料攪運(yùn)等機(jī)構(gòu)。特別是在需要水壓傳動(dòng)而且空間又受到限制、不便于安裝變速箱的場(chǎng)合，所設(shè)計(jì)的徑向活塞滾球式低速大扭矩海、淡水壓馬達(dá)就顯的尤為重要了。


圖1是徑向活塞滾球式端面配流低速大扭矩水壓馬達(dá)的主視圖； 圖2是徑向活塞滾球式端面配流低速大扭矩水壓馬達(dá)的左視圖； 圖3是徑向活塞滾球式端面配流低速大扭矩水壓馬達(dá)的右視圖； 圖4是圖3徑向活塞滾球式端面配流低速大扭矩水壓馬達(dá)的A-A向剖視圖； 圖5是配流盤(pán)的主視圖； 圖6是圖5配流盤(pán)的B-B向剖視圖； 圖7是圖5配流盤(pán)的C-C向剖視圖； 圖8是配流盤(pán)的右視圖； 圖9是圖8配流盤(pán)的D-D向剖視圖； 圖10是配流盤(pán)的左視圖； 圖11轉(zhuǎn)子的主視圖； 圖12是轉(zhuǎn)子的右視圖； 圖13是轉(zhuǎn)子的左視圖； 圖14是圖12轉(zhuǎn)子的H-H向剖視圖； 圖15是梭閥的主視圖； 圖16是梭閥的俯視圖； 圖17是梭閥的仰視圖； 圖18是圖17梭閥的I-I向剖視圖； 圖19是定子的左視圖； 圖20是圖19定子的J-J向剖視圖； 圖21是定子內(nèi)曲面的剖視圖； 圖22是水路塊的主視圖； 圖23是水路塊的俯視圖； 圖24是圖22水路塊的K-K向剖視圖； 圖25是止推環(huán)的主視圖； 圖26是止推環(huán)的俯視圖； 圖27是止推環(huán)的仰視圖； 圖28是圖26止推環(huán)的L-L向剖視圖； 圖29是右端蓋的主視圖； 圖30是右端蓋的俯視圖； 圖31是圖30右端蓋的M-M向剖視圖； 圖32是本發(fā)明實(shí)施例2的主視圖； 圖33是本發(fā)明實(shí)施例2的右視圖；圖34是圖33本發(fā)明實(shí)施例2的A' -A ‘向剖視圖； 圖35是本發(fā)明實(shí)施例2配流盤(pán)的主視圖； 圖36是圖35配流盤(pán)的E-E向剖視圖； 圖37是圖35配流盤(pán)的F-F向剖視圖； 圖38是本發(fā)明實(shí)施例2配流盤(pán)的右視圖； 圖39是圖38配流盤(pán)的G-G向剖視圖； 圖40是轉(zhuǎn)子的右視圖； 圖41是圖40轉(zhuǎn)子的H' -H'向剖視圖； 圖42是轉(zhuǎn)子的左視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步具體詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例1 如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種端面配流副的徑向活塞滾球式水壓馬達(dá)，包括水路塊6、梭閥35、配流盤(pán)5、轉(zhuǎn)子4、定子1，止推環(huán)22，右端蓋24，梭閥35通過(guò)四個(gè)螺栓8固定在水路塊6上，水路塊6通過(guò)四個(gè)螺栓9固定在配流盤(pán)5上，轉(zhuǎn)子4安裝在配流盤(pán)5的伸出軸上，裝配后，支承軸與轉(zhuǎn)子4會(huì)形成一個(gè)空腔31，止推環(huán)22安裝在轉(zhuǎn)子4和右端蓋24之間，右端蓋24上開(kāi)有四個(gè)矩形槽59，止推環(huán)22上有四個(gè)矩形鍵55，放入后可以限制其在軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)，螺栓15將配流盤(pán)5、定子1和右端蓋24連接起來(lái)形成一體，在右端蓋24里面加入唇形密封圈26，在右端蓋24里面加入唇形密封圈26，這時(shí)密封圈內(nèi)部、轉(zhuǎn)子4與右端蓋 24形成空腔25 ；
如圖1、圖2、圖4、圖22、圖23和圖24所示，水路塊6上的進(jìn)出水流道39通過(guò)配流盤(pán) 5上的流道44與環(huán)形流道45相連通，水路塊6上的進(jìn)出水流道40通過(guò)配流盤(pán)5上的流道 42與環(huán)形流道46相連通；水路塊6前面的流道8與梭閥35的流道50相通，水路塊6前面的流道10與梭閥35的流道49相通，水路塊6前面的流道12與梭閥35的流道54相通；水路塊底面上的流道11與配流盤(pán)5的流道13相連通；
如圖4、圖15、圖16、圖17和圖18所示，梭閥35中有設(shè)置有四條縱向水流道54、49、50、 36，一條橫向流道53，在流道53內(nèi)安裝有一個(gè)單向閥，該閥由閥座51和鋼珠52組成，在流道54內(nèi)裝有一個(gè)阻尼孔48，其中流道50和水路塊6上的流道8相通，流道54與水路塊6 上的流道12相通，流道49與配流盤(pán)5的支承軸上的流道13相通，而流道36則是通過(guò)外接軟管、右端蓋24上的孔流道37，止推環(huán)22中的孔流道58，進(jìn)入到環(huán)形槽23中。由于在高、 低壓水口互換后，使得配流盤(pán)5的高壓流道與轉(zhuǎn)子4的接觸面積變小，而止推環(huán)22與轉(zhuǎn)子 4的接觸面積還是保持不變，這樣就會(huì)使轉(zhuǎn)子4緊緊的貼在配流盤(pán)5的端面上，造成過(guò)大的摩擦、磨損。為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在流道54內(nèi)加入了阻尼器48，使得高壓水在通過(guò)阻尼器48后壓力得到降低，從而減小止推環(huán)22施加給轉(zhuǎn)子4的推力。如圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10所示，配流盤(pán)5的內(nèi)端面上沿徑向向圓心向開(kāi)有均布的6個(gè)內(nèi)半圓矩形槽41，每個(gè)內(nèi)半圓矩形槽41均與端面上的環(huán)形流道45相通，在配流盤(pán)5的內(nèi)端面上沿徑向向圓周向開(kāi)有均布的6個(gè)外半圓矩形槽43，每個(gè)外半圓矩形槽43均與端面上的環(huán)形流道46相通，在配流盤(pán)5的外端面上沿軸向分別開(kāi)有泄漏水口38、與環(huán)形流道45相通的流道44、與環(huán)形流道46相通的流道42和支承軸上的流道13，在配流盤(pán)5的支承軸上沿周向還分別開(kāi)有均布的四個(gè)矩形凹槽33和與每個(gè)凹槽33相連通的四個(gè)徑向孔流道21，在配流盤(pán)5的支承軸的軸端開(kāi)有低壓流道30以及與其相連通的四個(gè)均布的徑向孔流道28，在支承軸的左右兩端分別開(kāi)有環(huán)形槽14和27以及連通兩環(huán)形槽14和 27的流道47 ；當(dāng)高壓水進(jìn)入環(huán)形流道45 (或46)后會(huì)迅速充滿六個(gè)半圓矩形槽，同時(shí)進(jìn)入與配流盤(pán)5相配合的轉(zhuǎn)子4的軸向孔16和徑向孔20中，這樣高壓水就作用到柱塞上，使?jié)L球2與定子1的內(nèi)曲面18相作用。同時(shí)低壓水會(huì)通過(guò)配流盤(pán)5端面上的其余六個(gè)半圓矩形槽進(jìn)入環(huán)形流道46 (或45)回到系統(tǒng)。在配流盤(pán)5的支承軸上還開(kāi)有總是通高壓水的流道13和與其相連通的4條徑向孔流道21 (均布)，如圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖11、 圖12和圖13所示。高壓水通過(guò)流道13和21進(jìn)入矩形凹槽33 (4個(gè)均布)，從而在配流盤(pán) 5的軸上形成靜壓支承，使得轉(zhuǎn)子4與配流盤(pán)5之間的摩擦、磨損降低。為了方便配流盤(pán)支承軸上的高壓水流走，在支承軸的左右兩端開(kāi)了環(huán)形槽14和27以及連通兩環(huán)形槽的流道 47。流出的高壓水會(huì)順著轉(zhuǎn)子4的徑向孔流道32 (4個(gè)均布)進(jìn)入到轉(zhuǎn)子4與定子1形 成的空腔。同時(shí)為了使配流盤(pán)支承軸與轉(zhuǎn)子4形成的空腔31中的水流出，在支承軸上打了徑向孔流道28 (4個(gè)均布)和與其相通的低壓流道30，其中徑向孔流道28也與環(huán)形槽27相連通。這樣空腔31中的水也可通過(guò)轉(zhuǎn)子4上的徑向孔流道32 (4個(gè)均布)流走。
如圖4、圖11、圖12、圖13和圖14所示，轉(zhuǎn)子4上加工有十個(gè)均布的徑向柱塞孔 17，每個(gè)柱塞孔17中均安有柱塞，柱塞內(nèi)有滾球2和活塞3，轉(zhuǎn)子4上還加工有與外負(fù)載相連接的八個(gè)均布的軸向花鍵槽29 ；如圖19、圖20和圖21所示，定子1的內(nèi)表面按等加速、 等減速與阿基米德羅螺旋線相結(jié)合的復(fù)合曲線加工成六作用的內(nèi)曲面18，在曲面上加工出一個(gè)弧形凹槽19，滾球2處在活塞3的球窩中并和弧形凹槽19相接觸；在轉(zhuǎn)子4的端面上加工有沿周向均布的十個(gè)軸向孔16，它們能夠與配流盤(pán)5上的內(nèi)外半圓矩形槽41、43相配合，而且在轉(zhuǎn)子4的柱塞孔中還加工有徑向孔20，它們與端面上均布的十個(gè)軸向孔16是相連通的。這樣就可以把高壓水通過(guò)配流盤(pán)5的內(nèi)外半圓矩形槽(41、43)引入到徑向孔20， 作用到柱塞(滾球2和活塞3)上，使?jié)L球2頂在定子內(nèi)曲面18的凹槽19上，同時(shí)內(nèi)曲面會(huì)給予柱塞反作用力，這一反作用力通過(guò)柱塞最終作用在轉(zhuǎn)子4上，使轉(zhuǎn)子4繞配流盤(pán)5的支承軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)；
如圖25、圖26、圖27和圖28所示，止推環(huán)22上加工有六個(gè)沿周向均布的阻尼孔56和六個(gè)均布的腰型槽57，阻尼孔56與止推環(huán)22的環(huán)形槽23是相連通的，當(dāng)有高壓水進(jìn)入環(huán)形槽23時(shí)，就會(huì)通過(guò)細(xì)小的阻尼孔56充滿腰型槽57，從而形成端面的靜壓支承。這樣在止推環(huán)22壓緊轉(zhuǎn)子4的時(shí)候就避免了干摩擦，達(dá)到減小摩擦、磨損的目的。同時(shí)在止推環(huán)22 的外圓端面上加工有四個(gè)沿周向均布的矩形鍵55，與兩個(gè)相對(duì)的矩形鍵中心連線成30° 角的位置處還開(kāi)有孔流道58與環(huán)形槽23相通；
止推環(huán)22安裝在轉(zhuǎn)子4和右端蓋24之間，右端蓋24上開(kāi)有四個(gè)沿周向均布的矩形槽 59，止推環(huán)22放入后，限制其在軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)，減小摩擦、磨損。通過(guò)右端蓋24上的孔流道37 進(jìn)入到止推環(huán)環(huán)形槽23中的高壓水作用在轉(zhuǎn)子4的端面上使轉(zhuǎn)子4緊貼在配流盤(pán)5的端面上，減少馬達(dá)的泄漏，以此來(lái)提高水馬達(dá)的容積效率。在右端蓋24里面加入唇形密封圈 26，實(shí)現(xiàn)水壓馬達(dá)輸出軸的密封。螺栓15將配流盤(pán)5、定子1和右端蓋24連接起來(lái)，形成完整的水壓馬達(dá)整體；在止推環(huán)22的右端面加工有環(huán)形槽23，將高壓水引入，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子4兩邊壓緊力的不同，從而產(chǎn)生剩余壓緊力，使得轉(zhuǎn)子4可以很好的與配流盤(pán)5相互接觸，同時(shí)還起到補(bǔ)償間隙的作用。而止推環(huán)22的外圓端面上加工有沿周向均布的四個(gè)矩形鍵55，可以限制止推環(huán) 22軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)，減小止推環(huán)22與轉(zhuǎn)子4間的摩擦、磨損；
如圖12、圖14所示，轉(zhuǎn)子4的右端開(kāi)有4個(gè)均布的徑向孔流道32和4個(gè)均布的軸向孔流道34，這些孔流道與空腔25和空腔31都是相通的，這樣就可以方便水的流動(dòng)，不至于造成死腔。徑向活塞滾球式端面配流低速大扭矩海、淡水壓馬達(dá)的定子1采用六作用內(nèi)曲線，如圖21所示。正是由于定子內(nèi)曲線的作用，滾球2連同活塞3會(huì)受到定子1給予的反作用力的作用，這反作用力的一部分 通過(guò)滾球2、活塞3最終作用在轉(zhuǎn)子體上，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子4繞中心旋轉(zhuǎn)，并在輸出軸上形成一定的轉(zhuǎn)速和扭矩。而且在定子內(nèi)曲面上沿圓周向還加工有凹形槽19，如圖20所示。滾球2與定子內(nèi)曲面的接觸屬于點(diǎn)接觸，點(diǎn)接觸就會(huì)造成很大的接觸應(yīng)力，長(zhǎng)期的運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)產(chǎn)生疲勞破壞，使定子1報(bào)廢。凹槽19的設(shè)計(jì)，增大了滾球2與內(nèi)曲面18的相互接觸面積，從而達(dá)到了減小接觸應(yīng)力的目的。如圖29、圖30和圖31所示，右端蓋24上沿周向加工有4個(gè)均布的矩形槽59，與兩個(gè)相對(duì)的矩形鍵中心連線成30°角的位置處加工有孔流道37與止推環(huán)孔流道58相通， 將止推環(huán)22上的矩形鍵55放入到右端蓋24上的矩形槽59中，可以限制其在軸向的轉(zhuǎn)動(dòng)。水路塊6上的進(jìn)出水流道39通過(guò)配流盤(pán)5上的流道44與環(huán)形流道45相連通，水路塊6上的進(jìn)出水流道40通過(guò)配流盤(pán)5上的流道42與環(huán)形流道46相連通，配流盤(pán)5上有與流道45相連通的6個(gè)沿周向均布的內(nèi)半圓矩形槽41和與流道46相連通的6個(gè)沿周向均布的外半圓矩形槽43，它們與轉(zhuǎn)子4上的軸向孔16和徑向孔20相連通。同時(shí)水路塊6前面的流道8、10和12分別與梭閥35的流道50、49和54相連通，水路塊底面上的流道11與配流盤(pán)5的流道13相連通，梭閥35的流道36通過(guò)軟管與右端蓋24的孔流道37相連通， 孔流道37通過(guò)止推環(huán)22的孔流道58與環(huán)形槽23相通，環(huán)形槽23又與阻尼孔56相通。本發(fā)明提出了一種徑向活塞滾球式端面配流低速大扭矩海、淡水壓馬達(dá)，如圖4 所示，其工作原理是由水壓柱塞泵供給的高壓水通過(guò)水路塊6上的進(jìn)水流道39 (或40) — 部分進(jìn)入配流盤(pán)5的流道45 (或46)中，另一部分通過(guò)流道8 (或12)進(jìn)入梭閥35上的流道50 (或54)并將單向閥中的鋼珠52推到右邊(或左邊閥座51上)，這時(shí)流道49和36中也充滿高壓水。進(jìn)入流道49中的高壓水通過(guò)水路塊6上的流道10、11進(jìn)入配流盤(pán)5的軸向流道13中，然后進(jìn)入與軸向流道13相連通的徑向孔流道21中，它們迅速充滿相對(duì)應(yīng)的凹槽33，將轉(zhuǎn)子4浮起來(lái)形成靜壓支承。進(jìn)入流道36的高壓水通過(guò)外接軟管進(jìn)入到右端蓋 24的孔流道37和止推環(huán)22的孔流道58，將止推環(huán)22的槽23充滿，這時(shí)槽中的高壓水產(chǎn)生的液壓力作用在止推環(huán)22上，止推環(huán)22推動(dòng)轉(zhuǎn)子4使其緊靠在配流盤(pán)5上，同時(shí)槽23中的高壓水還會(huì)通過(guò)H2個(gè)均布的阻尼孔56進(jìn)入對(duì)應(yīng)的槽57中，形成靜壓支承，以減小轉(zhuǎn)子4 和止推環(huán)22之間的摩擦、磨損。配流盤(pán)5上流道45 (或46)中的高壓水通過(guò)沿周向均布的內(nèi)外半圓矩形槽41 (或43)進(jìn)入到轉(zhuǎn)子4端面上的軸向孔16中，然后經(jīng)轉(zhuǎn)子4上的徑向孔 20作用在柱塞上，并推動(dòng)活塞3與滾球2，活塞3在徑向力的作用下沿徑向向外運(yùn)動(dòng)，從而將與其接觸的滾球2壓在定子1的內(nèi)曲面上。正是由于定子內(nèi)曲線的作用，滾球2連同活塞3會(huì)受到定子1給予的反作用力，該力可以分解為推動(dòng)水壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子4旋轉(zhuǎn)的切向力和與柱塞底部液壓作用力相平衡的徑向力。切向力通過(guò)滾球2、活塞3最終作用在轉(zhuǎn)子體上， 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子4繞中心旋轉(zhuǎn)，并在輸出軸上形成一定的轉(zhuǎn)速和扭矩。同時(shí)由于定子內(nèi)曲面18采用的是多作用內(nèi)曲線的方式，所以在同一時(shí)刻會(huì)有幾個(gè)柱塞共同作用來(lái)驅(qū)動(dòng)水壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)動(dòng)。柱塞回水的時(shí)候是通過(guò)轉(zhuǎn)子4上的低壓徑向孔20，進(jìn)入到轉(zhuǎn)子4端面上的軸向孔16，并充滿配流盤(pán)5上的6個(gè)沿周向均布的內(nèi)外半圓矩形槽43 (或41)和流道 46 (或45)，然后經(jīng)低壓水流道42 (或44)和流道40 (或39)回到水壓柱塞泵的低壓水口。
實(shí)施例2
如32、圖33和圖34所示，一種端面配流副的徑向活塞滾球式水壓馬達(dá)，包括水路塊6、 梭閥35、配流盤(pán)5'、轉(zhuǎn)子4'、定子1，止推環(huán)22，右端蓋24，除配流盤(pán)5 ‘和轉(zhuǎn)子4 ‘夕卜， 其余部分的結(jié)構(gòu)和裝配都與實(shí)施例1相同；如圖35-圖42所示，配流盤(pán)5 ’的端面為弧面， 轉(zhuǎn)子4'的端面為弧面，在配流盤(pán)5 ‘的內(nèi)端面上沿徑向向圓心向開(kāi)有六個(gè)均布的內(nèi)半圓矩形槽41，每個(gè)內(nèi)半圓矩形槽41均與端面上的環(huán)形流道45相通，在配流盤(pán)5丨的內(nèi)端面上沿徑向向圓周向開(kāi)有六個(gè)均布的外半圓矩形槽43，每個(gè)外半圓矩形槽43均與端面上的環(huán)形流道46相通，在轉(zhuǎn)子4 ‘的左端面上沿周向均布加工有四個(gè)軸向孔16，它們能夠與配流盤(pán)5上的內(nèi)外半圓矩形槽41、43相配合，一個(gè)通高壓水，一個(gè)通低壓水，彼此是互不相通。 內(nèi)外半圓矩形槽41、43與轉(zhuǎn)子4 ‘端面上的軸向孔16相互作用，實(shí)現(xiàn)高、低壓水的進(jìn)水與回水。配流盤(pán)5'上所伸出的軸，則是起支承的作用。由于水壓傳動(dòng)磨損比較嚴(yán)重，為了減小磨損在該軸上開(kāi)了凹槽33，實(shí)現(xiàn)靜壓支承。而且在轉(zhuǎn)子4'的柱塞孔中還加工有徑向孔 20，它們與端面上均布的四個(gè)軸向孔16是相連通的。這樣就可以把高壓水通過(guò)配流盤(pán)5的內(nèi)外半圓矩形槽(41、43)引入到徑向孔20，作用到柱塞上，使?jié)L球2與定子1的內(nèi)曲面相接觸，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子4'轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。為了連通馬達(dá)內(nèi)部空腔，在轉(zhuǎn)子4'的右端外圓柱面上加工有四個(gè)均布的徑向孔流道32，右端面上加工有與徑向孔流道32相通的四個(gè)均布的軸向孔流道34，它們使馬達(dá)內(nèi)部形成了很好的泄漏通道
權(quán)利要求
1.一種端面配流副的徑向活塞滾球式水壓馬達(dá)，其特征在于包括水路塊(6)、梭閥 (35)、配流盤(pán)(5)、轉(zhuǎn)子(4)、定子(1)、活塞(3)及滾球(2)、止推環(huán)(22)、唇形密封圈(26)、 右端蓋(24)，梭閥(35)安裝在水路塊(6)上，水路塊(6)安裝在配流盤(pán)(5)上，轉(zhuǎn)子(4)安裝在配流盤(pán)(5)的伸出軸上，止推環(huán)(22)安裝在轉(zhuǎn)子(4)和右端蓋(24)之間，配流盤(pán)(5)、 定子(1)和右端蓋(24)裝配成一體；定子(1)內(nèi)曲面(18)為按等加速、等減速與阿基米德螺旋線相結(jié)合的復(fù)合曲線結(jié)構(gòu)；水路塊(6)上的進(jìn)出水流道(39)通過(guò)配流盤(pán)(5)上的流道(44)與環(huán)形流道(45)相連通，水路塊(6)上的進(jìn)出水流道(40)通過(guò)配流盤(pán)(5)上的流道(42)與環(huán)形流道(46)相連通；水路塊(6)前面的流道(8)與梭閥(35)的流道(50)相通，水路塊(6)前面的流道(10) 與梭閥(35)的流道(49)相通，水路塊(6)前面的流道(12)與梭閥(35)的流道(54)相通； 水路塊(6 )底面上的流道(11)與配流盤(pán)(5 )的流道(13 )相連通；梭閥(35)上有四條縱向流道(49)、(50)、(54)、(36)和一條橫向流道(53)，流道(53) 與流道(49 )、( 50 )、( 54)、( 36 )都相通，流道(49 )與配流盤(pán)(5 )的支承軸上的流道(13 )相通，流道(50)通過(guò)水路塊(6)上的流道(8)和水路塊(6)上的進(jìn)出水流道(39)相通，流道 (54)通過(guò)水路塊(6)上的流道(12)與水路塊(6)上的進(jìn)出水流道(40)相通；配流盤(pán)(5)的內(nèi)端面上沿徑向向圓心向開(kāi)有均布的η個(gè)(η為大于等于3的整數(shù))槽 (41)，每個(gè)槽(41)均與端面上的環(huán)形流道(45)相通，配流盤(pán)(5)的內(nèi)端面上沿徑向向圓周向開(kāi)有均布的η個(gè)(η為大于等于3的整數(shù))槽(43)，每個(gè)槽(43)均與端面上的環(huán)形流道 (46)相通，在配流盤(pán) (5)的外端面上沿軸向分別開(kāi)有泄漏水口(38)、與環(huán)形流道(45)相通的流道(44)、與環(huán)形流道(46)相通的流道(42)和軸向流道(13);在配流盤(pán)(5)的支承軸上沿周向還分別開(kāi)有均布的m個(gè)(m為大于等于4的偶數(shù))凹槽(33)和與每個(gè)凹槽(33)相連通的徑向孔流道(21)，在配流盤(pán)5的支承軸的軸端開(kāi)有低壓流道(30)以及與其相連通的Hi1 個(gè)(Hi1為大于等于1的整數(shù))均布的徑向孔流道(28)，在配流盤(pán)(5)的支承軸的左右兩端分別開(kāi)有環(huán)形槽(14)和(27)以及連通兩環(huán)形槽(14)和(27)的流道(47)；轉(zhuǎn)子(4)的左端面上有Ii1個(gè)(Ii1為大于等于5的整數(shù)，并且Ii1不等于η的整數(shù)倍)均布的軸向孔(16)，轉(zhuǎn)子(4)外圓柱面上有Ii1個(gè)均布的徑向柱塞孔(17)，每個(gè)柱塞孔(17)中均有柱塞，柱塞由活塞(3 )和滾球(2 )組成，滾球(2 )安裝在活塞(3 )的球窩中，每個(gè)柱塞孔 (17)底部均有一徑向孔(20)分別與軸向孔(16)相通，轉(zhuǎn)子(4)的右端外圓柱面上開(kāi)有m2 個(gè)(m2為大于等于1的整數(shù))均布的徑向孔流道(32)，轉(zhuǎn)子(4)的右端面上開(kāi)有的m2個(gè)均布的軸向孔流道(34)與m2個(gè)徑向孔流道(32)分別相通；止推環(huán)(22)上加工有沿周向均布的112個(gè)(112為大于等于4的偶數(shù))槽(57)，每個(gè)槽(57) 的中心均有一軸向阻尼孔(56)，止推環(huán)(22)的另一端加工有環(huán)形槽(23)與阻尼孔(56)相通，在止推環(huán)(22)的外圓端面上有。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種端面配流副的徑向活塞滾球式水壓馬達(dá)，其特征在于 所述配流盤(pán)5的端面為平面，所述轉(zhuǎn)子4的端面為平面，在配流盤(pán)(5)的內(nèi)端面上沿徑向向圓心向開(kāi)有η個(gè)均布的內(nèi)半圓矩形槽(41)，每個(gè)槽(41)均與端面上的環(huán)形流道(45)相通， 在配流盤(pán)(5)的內(nèi)端面上沿徑向向圓周向開(kāi)有η個(gè)均布的外半圓矩形槽(43)，每個(gè)槽(43) 均與端面上的環(huán)形流道(46)相通，在轉(zhuǎn)子(4)的左端面上沿周向均布加工有Ii1個(gè)軸向孔 (16)，在轉(zhuǎn)子(4)的右端外圓柱面上加工有m2個(gè)均布的徑向孔流道(32)，右端面上加工有與徑向孔流道(32 )相通的m2個(gè)均布的軸向孔流道(34 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種端面配流副的徑向活塞滾球式水壓馬達(dá)，其特征在于 所述配流盤(pán)(5)的端面為弧面，所述轉(zhuǎn)子(4)的端面為弧面，在配流盤(pán)(5)的內(nèi)端面上沿徑向向圓心向開(kāi)有η個(gè)均布的內(nèi)半圓矩形槽(41)，每個(gè)槽(41)均與端面上的環(huán)形流道(45) 相通，在配流盤(pán)(5)的內(nèi)端面上沿徑向向圓周向開(kāi)有η個(gè)均布的外半圓矩形槽(43)，每個(gè)槽 (43)均與端面上的環(huán)形流道(46)相通，在轉(zhuǎn)子(4)的左端面上沿周向均布加工有Ii1個(gè)軸向孔(16)，在轉(zhuǎn)子(4)的右端外圓柱面上加工有m2個(gè)均布的徑向孔流道(32)，右端面上加工有與徑向孔流道(32)相通的m2個(gè)均布的軸向孔流道(34)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種端面配流副的徑向活塞滾球式水壓馬達(dá)，其特征在于 所述的梭閥(35 )為水壓梭閥，在流道(54 )中裝有阻尼器(48 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種端面配流副的徑向活塞滾球式水壓馬達(dá)，其特征在于 所述的定子(1)的內(nèi)曲面(18)沿圓周向加工有截面為圓弧形的凹槽(19)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種端面配流副的徑向活塞滾球式水壓馬達(dá)，其特征在于 所述的止推環(huán)22有六個(gè)沿周向均布的阻尼孔56和腰型槽57。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種端面配流副的徑向活塞滾球式水壓馬達(dá)，其特征在于 所述的定子1的內(nèi)曲面18沿圓周向加工有截面為圓弧形的凹槽19。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種端面配流副的徑向活塞滾球式水壓馬達(dá)，包括水路塊6、梭閥35、配流盤(pán)5、轉(zhuǎn)子4、定子1、活塞3及滾球2、止推環(huán)22、唇形密封圈26、右端蓋24，梭閥35安裝在水路塊6上，水路塊6安裝在配流盤(pán)5上，轉(zhuǎn)子4安裝在配流盤(pán)5的伸出軸上，止推環(huán)22安裝在轉(zhuǎn)子4和右端蓋24之間，配流盤(pán)5、定子1和右端蓋24裝配成一體；定子1內(nèi)曲面18為按等加速、等減速與阿基米德螺旋線相結(jié)合的復(fù)合曲線結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用端面配流，具有結(jié)構(gòu)緊湊，摩擦副少，重量輕，工作平穩(wěn)，調(diào)速范圍大，支承軸上靜力平衡，易于實(shí)現(xiàn)低速大扭矩等特點(diǎn)，特別適合于水液壓傳動(dòng)。
文檔編號(hào)F03C2/00GK102434382SQ20111037972
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者張 浩, 王志強(qiáng), 費(fèi)佳歡, 趙建華, 高殿榮, 黃瑤 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)