本发明属于液压马达,具体为一种带控油阀组件的液压驱动马达。
背景技术:
1、施工现场需要的设备往往比较大型,如风机叶片,这就对运输工程车辆提出了更高的要求,要求工程车辆有强大的爬坡能力和越野能力及更为安全的下坡能力。现有技术中,上述工程运输车辆还存在许多缺陷,如山区道路存在许多陡坡,车辆在下坡时往往需要持续刹车,使车辆安全下行,但由于工程车辆吨位较大,持续刹车会严重影响刹车寿命。再如,现有很多液压驱动马达需要专门的复杂的配油器,为马达进行液压油分配,实现马达的周期性运行。这往往导致马达轴向尺寸大、体积大,并且配油器本身运行或者需和其它运行的部件配合实现油路的周期性连通,即油路被分配在发生相互运动的两个部件上,导致油路复杂、密封性不好。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述问题,本发明的目的是提供一种带控油阀组件的液压驱动马达,可实现正向和反向驱动马达壳体,提高了车辆的安全系数和刹车的使用寿命,油路密封性好,大大降低了马达的轴向尺寸和体积,马达使用寿命更高、功率更高。
2、为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:
3、一种带控油阀组件的液压驱动马达,包括主轴、转子、定子、柱塞和控油阀组件,定子固定套接在主轴上,所述转子和定子同轴套接,所述转子可以主轴为中心轴相对定子转动,
4、定子包括固定连接的定子主体部和分别位于定子主体部两侧的两个定子连接部,定子主体部上设有多个柱塞槽,柱塞槽为设在定子主体部圆周外表面上的凹槽,多个柱塞槽沿着定子的周向均匀间隔布置,每个柱塞槽中活动设置一个柱塞,每个柱塞槽和一个柱塞槽第一油道的中部连通,柱塞槽第一油道的两端分别为液压油的进口和出口;
5、所述转子包括中转子和两个端盖转子,两个端盖转子分别固定连接在中转子的两个端面上,两个端盖转子通过轴承分别套接在两个定子连接部外,中转子的内表面沿周向为波浪形,柱塞在柱塞槽中液压油的推动下接触中转子内表面并推动中转子转动,每个端盖转子的面对另一端盖转子的端面上设有多个位于同一环形的波浪形的导轨,两个端盖转子上的导轨的凹凸趋势交错布置;
6、每个柱塞槽第一油道的两端各配备一个控油阀组件,控油阀组件包括阀门,每个柱塞槽第一油道两端的两个控油阀组件的两个阀门可移动,两个阀门分别接触两个端盖转子上的导轨,随着所述转子的转动,两个端盖转子上的导轨分别推动两个阀门往复移动使两个阀门交替封闭柱塞槽第一油道的两端;
7、阀门的不接触所述端盖转子的一端端部相对阀门的中心轴对称,且该端部和阀门的中心轴不垂直。
8、作为上述技术方案的进一步改进:
9、控油阀组件还包括阀门座、导向座、端盖导向座和回位弹簧,阀门座为一圆筒形结构,端盖导向座和导向座分别固定连接在阀门座内通孔的两端,导向座位于阀门座的通孔内,阀门包括杆部和头部,头部同轴固定连接在杆部的一端端部,杆部的外径小于阀门座的内径,头部的外径不小于阀门座的内径,杆部穿过导向座和端盖导向座,头部位于杆部的远离端盖导向座的一端,阀门可在平行于杆部长度方向上直线往复移动,通过移动使头部封堵或打开阀门座的一端,回位弹簧用于将阀门复位。
10、头部的远离杆部的一端端部相对头部的中心轴对称,且该端部和头部的中心轴不垂直,头部的远离杆部的一端端部为圆锥面。
11、每个柱塞槽还配备一个定子第一油道、定子第二油道、柱塞槽第二油道,定子第一油道和定子第二油道一个为进油通道、另一个为出油通道,定子第一油道的一个进出口设在定子主体部的内表面上、另一个进出口连通柱塞槽第一油道的一端,柱塞槽第一油道的另一端连通定子第二油道的一端,定子第二油道另一端的进出口设在定子主体部的内表面上,柱塞槽第二油道的一端连通柱塞槽第一油道的中部、另一端连通柱塞槽。
12、阀门座相对定子固定,端盖导向座和导向座之间的容腔连通定子第一油道或定子第二油道,头部远离杆部的一端位于柱塞槽第一油道内,头部和导向座之间的空间为第二油腔,随着阀门的移动,当头部封堵住阀门座的一端时,第二油腔仅通过导向座和杆部之间的间隙连通端盖导向座和导向座之间的容腔;当头部没有封堵住阀门座的一端时,第二油腔的一端通过导向座和杆部之间的间隙连通端盖导向座和导向座之间的容腔、另一端和柱塞槽第一油道连通。
13、控油阀组件还包括平衡柱塞,平衡柱塞位于端盖导向座和导向座之间,平衡柱塞固定套接在杆部外,平衡柱塞圆周外表面贴合阀门座内表面,将端盖导向座和导向座之间的空间分为两个彼此独立的空间,分别为第一油腔和平衡腔,第一油腔为平衡柱塞和导向座之间的空间,平衡腔为平衡柱塞和端盖导向座之间的空间,端盖导向座上设有通孔,该通孔一端连通平衡腔、另一端连通杆部远离头部的一端端部所在空间,第一油腔连通定子第一油道或定子第二油道,回位弹簧位于平衡柱塞和导向座之间。
14、定子第一油道和定子第二油道都为设在定子主体部径向上的通道,柱塞槽第一油道的长度方向平行于定子的轴向。
15、所述马达还包括自由行组件,自由行组件通过对柱塞施加拉力来防止柱塞在未受到液压油的压力时接触并驱动中转子的内表面。
16、自由行组件包括限制块、柱塞顶滚轮和两个弹簧,限制块连接在柱塞的远离柱塞槽底面的一端,柱塞顶滚轮穿过限制块,两个弹簧分别连接柱塞顶滚轮的两端,弹簧的一端固定在定子上、另一端连接柱塞顶滚轮的一端。
17、定子主体部上还设有定子泄油道,所述定子泄油道用于引导和排出马达内泄漏的液压油,所述定子泄油道包括第一定子泄油道和第二定子泄油道,第一定子泄油道为设置在定子内表面的凹槽,第一定子泄油道沿着定子内表面周向设置一圈,所述第二定子泄油道的一端连通第一定子泄油道、另一端的端口设置在定子主体部的圆周外表面上。
18、定子内表面上还设有第一槽和第二槽,所述第一槽、第二槽都为设置在定子内表面的凹槽,且都为沿着定子内表面周向一圈的凹槽,各定子第一油道都和所述第一槽连通,各定子第二油道都和所述第二槽连通,主轴上设有径向的第一孔、第二孔和泄油孔,当定子套接在主轴上时,所述第一孔和第一槽连通,第二孔和第二槽连通,泄油孔和第一定子泄油道连通,主轴上的第一孔、第二孔和泄油孔都和主轴的轴向通孔连通。外部的进油管穿过主轴的轴向通孔后进入所述第一孔或第二孔,外部的回油管穿过主轴的轴向通孔后进入所述第二孔或第一孔,外部的泄油管穿过所述主轴后进入泄油孔。
19、本发明的有益效果是:
20、(1)通过改变液压油的流向实现正向和反向驱动马达壳体,从而实现马达驱动与其连接的车轮前进和后退。
21、(2)通过调节液压油的压力实现车体动力扭矩的调节,车辆速度调节灵活,可实现较大驱动扭矩,承载大、运行灵活机动,克服了现有车辆仅通过踩刹车进行降速的缺点,可通过降低液压油的压力实现缓速驱动,实现降速,可作为重型车辆附加制动,增加制动效率,提高了车辆的安全系数和刹车的使用寿命。
22、(3)通过柱塞槽第一油道两端的两个控油阀组件的两个阀门的往复移动控制每个柱塞槽的进油和出油,两个阀门的往复移动分别由两个转动的转子端盖上的导轨推动,为纯机械结构,控制精准,控制阀穿过定子,无需单独占据较大的轴向空间,马达上液压油的通道都在定子上,没有分配在发生相互运动的两个部件上,油路密封性好,无需设置复杂的配油器,并且同一柱塞槽第一油道两端各设置一个控油阀组件,两者不连接,与其它结构相比(如对比例同一柱塞槽第一油道两端的阀门组件连接在一起),大大降低了马达的轴向尺寸和体积,马达使用寿命更高、功率更高;换言之,本方案阀门移动较小距离便可实现较大的液压油流量,提高了马达的功率。
23、(4)所述控油阀组件作为一个整体部件,便于灵活安装和拆卸,对于同一马达,可根据具体需要更换不同阀门座内径的控油阀组件,从而来改变阀门开关大小和开启时间,因为阀门座内径不同,液压油流经所述控油阀组件的流通面积不同、流量不同,带来的马达转速不同、阀门开启时间不同。
24、(5)阀门的头部前端设为三角形截面,减小了油压对阀门开启与关闭的干扰,降低了柱塞槽第一油道中液压油对它的阻力,降低了柱塞槽中进油和出油的阻力,控油阀组件的第一油腔和平衡腔分别连通进油通道和定子泄油道,提高了控油阀组件运行的平稳性。
25、(6)自由行组件防止柱塞在未受到液压油压力时接触和驱动中转子内表面,从而防止装有所述马达的车辆在自由行时,柱塞对转子产生摩擦阻力,自由行是指车辆在被牵引、没有受到马达驱动时的运行。
26、(7)马达通过液压油驱动,便于和车体的其它控制进行自动化和智能化设置以及利于节能减排。
27、附图说明
28、图1是本发明一个实施例的结构示意图。
29、图2是图1的a-a剖面示意图。
30、图3是图2的b-b剖面示意图。
31、图4是本发明一个实施例的定子结构示意图。
32、图5是本发明一个实施例的端盖转子结构示意图。
33、图6是本发明一个实施例的端盖转子周向展开后和控油阀组件运行示意图。
34、图7是本发明一个实施例的控油阀组件结构示意图。
35、图8是图7的c-c剖面示意图。
36、图9是本发明一个实施例的控油阀组件头部受柱塞槽第一油道中液压油压力示意图。
37、图10为本发明一个实施例的一个控油阀组件的头部刚好封闭了阀门座的一端示意图。
38、图11为图10所示控油阀组件的阀门移动距离d1后处于完全打开时示意图。
39、图12为一个对比例的阀门组件刚好封闭了柱塞槽第一油道左端的示意图。
40、图13为图12所示对比例阀门组件往左移动距离r2后定子第一油道和柱塞槽第一油道之间的通路处于完全打开时示意图。
1.一种带控油阀组件的液压驱动马达,其特征在于,包括主轴、转子、定子(24)、柱塞(27)和控油阀组件(25),定子(24)固定套接在主轴上,所述转子和定子(24)同轴套接,所述转子可以主轴为中心轴相对定子(24)转动;
2.根据权利要求1所述的马达,其特征在于:控油阀组件(25)还包括阀门座(252)、导向座(253)、端盖导向座(255)和回位弹簧,阀门座(252)为一圆筒形结构,端盖导向座(255)和导向座(253)分别固定连接在阀门座(252)内通孔的两端,导向座(253)位于阀门座(252)的通孔内,阀门(251)包括杆部(2511)和头部(2512),头部(2512)同轴固定连接在杆部(2511)的一端端部,杆部(2511)的外径小于阀门座(252)的内径,头部(2512)的外径不小于阀门座(252)的内径,杆部(2511)穿过导向座(253)和端盖导向座(255),头部(2512)位于杆部(2511)的远离端盖导向座(255)的一端,阀门(251)可在平行于杆部(2511)长度方向上直线往复移动,通过移动使头部(2512)封堵或打开阀门座(252)的一端,回位弹簧用于将阀门(251)复位。
3.根据权利要求2所述的马达,其特征在于:头部(2512)的远离杆部(2511)的一端端部相对头部(2512)的中心轴对称,且该端部和头部(2512)的中心轴不垂直,头部(2512)的远离杆部(2511)的一端端部为圆锥面。
4.根据权利要求1~3任一所述的马达,其特征在于:每个柱塞槽(244)还配备一个定子第一油道(241)、定子第二油道(242)、柱塞槽第二油道(246),定子第一油道(241)和定子第二油道(242)一个为进油通道、另一个为出油通道,定子第一油道(241)的一个进出口设在定子主体部(201)的内表面上、另一个进出口连通柱塞槽第一油道(245)的一端,柱塞槽第一油道(245)的另一端连通定子第二油道(242)的一端,定子第二油道(242)另一端的进出口设在定子主体部(201)的内表面上,柱塞槽第二油道(246)的一端连通柱塞槽第一油道(245)的中部、另一端连通柱塞槽(244)。
5.根据权利要求4所述的马达,其特征在于:阀门座(252)相对定子(24)固定,端盖导向座(255)和导向座(253)之间的容腔连通定子第一油道(241)或定子第二油道(242),头部(2512)远离杆部(2511)的一端位于柱塞槽第一油道(245)内,头部(2512)和导向座(253)之间的空间为第二油腔(258),随着阀门(251)的移动,当头部(2512)封堵住阀门座(252)的一端时,第二油腔(258)仅通过导向座(253)和杆部(2511)之间的间隙连通端盖导向座(255)和导向座(253)之间的容腔;当头部(2512)没有封堵住阀门座(252)的一端时,第二油腔(258)的一端通过导向座(253)和杆部(2511)之间的间隙连通端盖导向座(255)和导向座(253)之间的容腔、另一端和柱塞槽第一油道(245)连通。
6.根据权利要求5所述的马达,其特征在于:控油阀组件(25)还包括平衡柱塞(254),平衡柱塞(254)位于端盖导向座(255)和导向座(253)之间,平衡柱塞(254)固定套接在杆部(2511)外,平衡柱塞(254)圆周外表面贴合阀门座(252)内表面,将端盖导向座(255)和导向座(253)之间的空间分为两个彼此独立的空间,分别为第一油腔(257)和平衡腔(259),第一油腔(257)为平衡柱塞(254)和导向座(253)之间的空间,平衡腔(259)为平衡柱塞(254)和端盖导向座(255)之间的空间,端盖导向座(255)上设有通孔,该通孔一端连通平衡腔(259)、另一端连通杆部(2511)远离头部(2512)的一端端部所在空间,第一油腔(257)连通定子第一油道(241)或定子第二油道(242),回位弹簧位于平衡柱塞(254)和导向座(253)之间。
7.根据权利要求4所述的马达,其特征在于:定子第一油道(241)和定子第二油道(242)都为设在定子主体部(201)径向上的通道,柱塞槽第一油道(245)的长度方向平行于定子(24)的轴向。
8.根据权利要求1所述的马达,其特征在于:所述马达还包括自由行组件(26),自由行组件(26)通过对柱塞(27)施加拉力来防止柱塞(27)在未受到液压油的压力时接触并驱动中转子(21)的内表面。
9.根据权利要求8所述的马达,其特征在于:自由行组件(26)包括限制块(261)、柱塞顶滚轮和两个弹簧,限制块(261)连接在柱塞(27)的远离柱塞槽(244)底面的一端,柱塞顶滚轮穿过限制块(261),两个弹簧分别连接柱塞顶滚轮的两端,弹簧的一端固定在定子(24)上、另一端连接柱塞顶滚轮的一端。
10.根据权利要求4所述的马达,其特征在于:定子主体部(201)上还设有定子泄油道,所述定子泄油道用于引导和排出马达内泄漏的液压油,所述定子泄油道包括第一定子泄油道和第二定子泄油道,第一定子泄油道为设置在定子(24)内表面的凹槽,第一定子泄油道沿着定子(24)内表面周向设置一圈,所述第二定子泄油道的一端连通第一定子泄油道、另一端的端口设置在定子主体部(201)的圆周外表面上。
