專利名稱：一種柱形葉片液壓馬達的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液壓馬達，尤其涉及一種柱形葉片液壓馬達。
背景技術：
現(xiàn)有的葉片式液壓馬達結構均為一轉(zhuǎn)子偏心置于油缸體內(nèi)，葉片徑向或與轉(zhuǎn)子半徑成一定角度置于轉(zhuǎn)子內(nèi)，工作時葉片在彈簧或油壓的作用下甩出，與油缸體形成密封腔。 這種形式葉片式液壓馬達由于葉片和油缸體之間是靠一條接觸線密封，因此密封性能較差，輸出扭矩較低，加上旋轉(zhuǎn)時葉片與轉(zhuǎn)子及油缸體間產(chǎn)生很大摩擦，致使葉片式液壓馬達整體磨損快，壽命短，效率低。另外，旋轉(zhuǎn)時為了保證葉片能在轉(zhuǎn)子內(nèi)安全進出，轉(zhuǎn)子必須有相當?shù)闹睆?，這樣勢必體積大，扭矩小。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種柱形葉片液壓馬達。本發(fā)明結構緊湊，比功率大，全部密封處均為面密封，且不易磨損，壽命長。為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下一種柱形葉片式液壓馬達，包括殼體、轉(zhuǎn)子、兩個葉片、兩個密封條、兩個配油錐和兩個墊塊；轉(zhuǎn)子位于中心，殼體位于外部，兩個配油錐分別位于轉(zhuǎn)子兩端空心錐形面內(nèi)，兩個葉片分別位于轉(zhuǎn)子的兩側，并安放在殼體對角的的空心圓環(huán)內(nèi)，與轉(zhuǎn)子成一個角度，該角度的正切為殼體厚度與殼體底圓直徑之比；葉片的一個平面與配油錐的圓臺側面相貼合，密封條位于轉(zhuǎn)子和葉片之間，其平面一側與轉(zhuǎn)子的一個平面貼合，柱面一側則與葉片的柱面El貼合，墊塊位于殼體對角的的空心圓環(huán)內(nèi)，正好填滿由葉片、轉(zhuǎn)子和密封條形成的空缺。所述葉片由兩個平面Al、Bl和兩個柱面Cl、El圍合而成；其中，柱面Cl是中心為球心01、半徑與殼體的空心圓環(huán)的柱面E4的半徑相同的柱面，柱面El是中心為球心01、半徑為OlKl的柱面，點Kl為過球心01的垂直對稱軸與柱面El的交點；兩個平面Al和Bl平行，連接柱面Cl和El ；兩平行平面Al和Bl的距離為葉片的厚度，葉片的厚度與殼體的空心圓環(huán)寬度相等；OlKl的長度為轉(zhuǎn)子厚度的一半與密封條的高度之和；
所述密封條上側是一中心為球心01、半徑與葉片的柱面El半徑相等的柱面，下側是一平面，球心01與該下側平面的垂直距離為轉(zhuǎn)子厚度的一半，柱面Gl是中心為01、半徑與轉(zhuǎn)子的柱面P2半徑相等的柱面，球面Fl是球心為01、半徑等于轉(zhuǎn)子線段02M2的球面，平面Hl和Il平行，密封條的寬度(即平面Hl和Il的距離)與葉片厚度相等；Rl和Sl是兩斜度與殼體中面D4對于B4的斜度相等的斜面；葉片和密封條均為軸對稱；
所述轉(zhuǎn)子當中是一塊平板，平板中間兩腰處是兩個完全相同的準圓臺，其中一個準圓臺下底面為面B2，上底面與平板相接處是中心為02半徑與密封條中間柱面Gl的半徑相同的陰圓柱面P2，準圓臺錐角與陰圓臺H2的錐角相同，A2和B2是平行的圓平面，12和J2是平行的平板平面，E2和F2是中心為02的柱面，G2和H2是兩相同的陰圓臺部分側面，其中一個陰圓臺上下兩底分別是圓平面B2和以K2L2為直徑的圓面，兩平行平面12和J2的距離為轉(zhuǎn)子的厚度，K2M2的直線段長度為轉(zhuǎn)子的寬度，整個轉(zhuǎn)子不僅關于中心02對稱，也是軸對稱；
所述配油錐是一圓臺，頂面A3和底面B3的半徑分別和轉(zhuǎn)子陰圓臺上下兩底面的半徑相等，高度也與轉(zhuǎn)子陰圓臺的高度相等，兩配油錐的空間位置以如下而定保證裝配好后， 兩配油錐圓臺側面分別和相應的殼體的空心圓環(huán)相應的平行平面C4或D4相貼合，點D3至 E3的錐面為排油面，點D3至G3的錐面為進油面，點D3為過圓心的水平軸與底面B3的交點；點E3和點G3的位置是當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到垂直于紙面位置時，轉(zhuǎn)子左側平面與底圓的前后兩個奪占.
所述殼體是柱面，厚度與轉(zhuǎn)子的寬度K2M2相等，頂面A4和底面B4是兩個半徑相等的平行的圓平面，柱面F4是以04為中心，半徑與轉(zhuǎn)子左右外側柱面E2和F2的半徑相等的柱面，殼體柱面的對角是一空心圓環(huán)，空心圓環(huán)的兩個側面C4和D4是平行的平面圓環(huán)，E4 是中心軸通過04的柱面，位于殼體的對角線上；整個殼體關于球臺中心04對稱；
所述墊塊是一段圓環(huán)，其外側面A5是半徑與殼體空心圓環(huán)的柱面E4外徑相等的柱面， 內(nèi)側面B5是半徑等于轉(zhuǎn)子線段02M2的球面，的球面，兩腰部C5和D5是半徑與葉片底面柱面El的半徑相等的柱面，墊塊的厚度與葉片厚度相同；墊塊形狀為軸對稱；
高壓油從配油錐的點D3至G3的進油面輸入，低壓油從配油錐的點D3至E3的排油面輸出，液壓馬達輸出力矩至負載。本發(fā)明的有益效果是
1)所有密封處均為面密封；
2)體積小，扭矩大，效率高；
3)比功率大；
4)結構緊湊，加工相對容易；
5)成本較低，壽命長。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖1是本發(fā)明的葉片形狀示意2是圖1的左視圖3是本發(fā)明的密封條結構示意圖； 圖4是圖3中Ql向示意圖； 圖5是本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結構示意圖； 圖6是圖5的W-W剖視圖； 圖7是圖5的T-T剖視圖； 圖8是本發(fā)明的配油錐結構示意圖； 圖9是圖8的P向示意10是本發(fā)明的殼體結構示意圖； 圖11是殼體的剖視圖； 圖12是圖11的M-M剖視圖； 圖13是本發(fā)明的整體結構示意圖；圖14是圖13的K向示意圖15是圖13的N-N剖視圖16是本發(fā)明的運行原理示意圖17是圖13的U-U剖視圖18是本發(fā)明的工作過程原理示意圖19是圖16的V-V剖視圖20是本發(fā)明的工作過程原理示意圖中殼體1、轉(zhuǎn)子2、葉片3、密封條4、配油錐5、墊塊6。
具體實施例方式如圖16所示，本發(fā)明柱形葉片式液壓馬達包括殼體1、轉(zhuǎn)子2、兩個葉片3、兩個密封條4、兩個配油錐5和兩個墊塊6。轉(zhuǎn)子2位于中心，殼體1位于外部，兩個配油錐5分別位于轉(zhuǎn)子2兩端空心錐形面內(nèi)，兩個葉片3分別位于轉(zhuǎn)子2的兩側，并安放在殼體1對角的的空心圓環(huán)(即導向槽)內(nèi)，與轉(zhuǎn)子2成一個角度，該角度的正切為殼體1高度與殼體1底圓直徑之比。葉片3的一個平面與配油錐5的圓臺側面相貼合，密封條4位于轉(zhuǎn)子2和葉片 3之間，其平面一側與轉(zhuǎn)子2的一個平面貼合，柱面一側則與葉片3的柱面El貼合，墊塊6 位于殼體1對角的的空心圓環(huán)內(nèi)，正好填滿由葉片3、轉(zhuǎn)子2和密封條4形成的空缺。圖1和圖2所示為本發(fā)明的葉片3的形狀。葉片3由兩個平面A1、B1和兩個柱面 Cl、El圍合而成，其中，柱面Cl是中心為球心01、半徑與殼體1的空心圓環(huán)的柱面E4的半徑相同的柱面，柱面El是中心為球心01、半徑為OlKl的柱面，點Kl為過球心01的垂直對稱軸與柱面El的交點。兩個平面Al和Bl平行，連接柱面Cl和El。兩平行平面Al和Bl 的距離為葉片3厚度，葉片3厚度與圖11殼體1的空心圓環(huán)寬度相等。OlKl的長度為圖6 轉(zhuǎn)子2厚度的一半和密封條的高度之和。圖3和圖4所示為本發(fā)明的密封條4的形狀。如圖4所示，密封條4上側是一中心為球心01、半徑與葉片3柱面El半徑相等的柱面，下側是一平面，球心01與該下側平面的垂直距離為圖6轉(zhuǎn)子2厚度的一半，柱面Gl是中心為01、半徑與圖5轉(zhuǎn)子2柱面P2半徑相等的柱面，球面Fl是球心為01、半徑等于圖5轉(zhuǎn)子2線段02M2的球面，平面Hl和Il平行，寬度(即平面Hl和Il的距離)與葉片3的厚度相等。Rl和Sl是兩斜度與圖11中面D4 對于B4的斜度相等的斜面。葉片3和密封條4均為軸對稱。圖5、圖6和圖7所示為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子2的形狀。轉(zhuǎn)子2當中是一塊平板，平板中間兩腰處是兩個完全相同的準圓臺，其中一個準圓臺下底為B2，上底與平板相接處是中心為02的陰圓柱面P2，準圓臺錐角與陰圓臺H2的錐角相同，A2和B2是平行的圓平面，12和 J2是平行的平板平面，E2和F2是中心為02的柱面，G2和H2是兩相同的陰圓臺部分側面， 其中一個陰圓臺上下兩底分別是圓平面B2和以K2L2為直徑的圓面，兩平行平面12和J2 的距離為轉(zhuǎn)子2厚度，K2M2的直線段長度為轉(zhuǎn)子2的寬度，整個轉(zhuǎn)子2不僅關于中心02對稱，也是軸對稱。圖8和圖9所示為本發(fā)明的配油錐5的形狀。配油錐5是一圓臺，頂面A3和底面 B3的半徑分別和轉(zhuǎn)子2陰圓臺的上下兩底面的半徑相等，高度也與轉(zhuǎn)子2陰圓臺的高度相等，兩配油錐5的空間位置以如下而定保證裝配好后兩配油錐5圓臺側面分別和相應的殼體1的空心圓環(huán)相應的平行平面C4或D4相貼合，點D3至E3的錐面為排油面，點D3至G3 的錐面為進油面，點D3為過圓心的水平軸與底面B3的交點，點E3和點G3的位置是當轉(zhuǎn)子 2由圖5所示紙面位置轉(zhuǎn)到如圖16所示的垂直于紙面位置時，轉(zhuǎn)子2左側平面與底圓的前后兩個交點。圖10、圖11和圖12所示為本發(fā)明的殼體1的形狀。殼體1是柱面，厚度與轉(zhuǎn)子2 的寬度K2M2相等，頂面A4和底面B4是半徑相等的平行的圓平面，柱面F4是以04為中心， 半徑與轉(zhuǎn)子2左右外側柱面E2和F2的半徑相等的柱面，殼體1柱面的對角是一空心圓環(huán)， 空心圓環(huán)的兩個側面C4和D4是平行的平面圓環(huán)，E4是中心軸通過04的柱面，位于殼體的對角線上。整個殼體1關于球臺中心04對稱。圖15中示出了墊塊6的形狀。墊塊6是一段圓環(huán)，其外側面A5是半徑與殼體1 空心圓環(huán)E4外徑相等的柱面，內(nèi)側面B5是半徑等于圖5轉(zhuǎn)子2線段02M2的球面，兩腰部 C5和D5是半徑與葉片3底面柱面El的半徑相等的柱面，墊塊6的厚度與葉片3厚度相同。 墊塊6形狀為軸對稱。如圖16所示，本發(fā)明柱型葉片式液壓馬達裝配好后，各部件的中心01、02、04重
口 O本發(fā)明的運行工作原理如下
如圖18，在葉片液壓馬達的一端，轉(zhuǎn)子2，葉片3，密封條4，配油錐5和殼體1將油腔分割成三個各自獨立的密封腔Q1，Q2和Q3。在轉(zhuǎn)子2的一端，當轉(zhuǎn)子2處于進油開始位置 (如圖13或7a)時，高壓油從配油錐的進油面進入油腔Q1，如圖18，這時油腔Q3已經(jīng)充滿了高壓油，而油腔Q2則為低壓油，三個油腔形成的壓差，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生扭矩，使轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)，繼而推動葉片逆時針旋轉(zhuǎn)。當轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)時，油腔Q2里的低壓油通過配油錐的排油面排出。當高壓油繼續(xù)從配油錐的進油面進入油腔Ql時，轉(zhuǎn)子繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到圖19位置，并繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)時，油腔Q3從高壓進油腔繼而變成低壓排油腔，而高壓油則繼續(xù)進入油腔Q1，油腔Q2仍為低壓排油腔。油壓差產(chǎn)生的扭矩繼續(xù)推動轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)，如圖20。這時Ql為高壓進油腔，Q2和Q3為低壓排油腔。當轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動圖17 位置時，排油腔Q2里的低壓油排盡，而Ql仍為高壓進油腔，Q3仍為低壓排油腔，這時高壓油又從配油錐的進油面進入新的高壓進油腔，推動轉(zhuǎn)子繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)。當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到圖 19位置時，油腔Ql從高壓進油腔繼而變成低壓排油腔，這時Q3仍為低壓排油腔，而高壓油繼續(xù)進入新的高壓進油腔，推動轉(zhuǎn)子繼續(xù)逆時針旋轉(zhuǎn)。如此周而復始，推動轉(zhuǎn)子不斷逆時針旋轉(zhuǎn)。在液壓馬達的另一端，情況也和這一端完全相同。與發(fā)明人之前的專利申請(專利申請?zhí)枮?0081016^80. χ)相比，密封條由四條變?yōu)閮蓷l，與一個葉片相配的密封條由左右分開的兩條變?yōu)橐徽麠l，這樣不僅簡化了結構，而且提高了密封效果和可靠性。同時，轉(zhuǎn)子中間由球面變?yōu)闇蕡A臺，使轉(zhuǎn)子中間體積更小，空間更大。從而使輸出扭矩和比功率大幅度增加。上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本方面進行限制，在本發(fā)明的精神和權利要求的保護范圍內(nèi)，對本方面作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種柱形葉片式液壓馬達，其特征在于，它包括殼體(1)、轉(zhuǎn)子(2)、兩個葉片(3)、兩個密封條(4)、兩個配油錐(5)和兩個墊塊(6)等；轉(zhuǎn)子(2)位于中心，殼體(1)位于外部， 兩個配油錐(5)分別位于轉(zhuǎn)子(2)兩端空心錐形面內(nèi)，兩個葉片(3)分別位于轉(zhuǎn)子(2)的兩側，并安放在殼體(1)對角的的空心圓環(huán)(即導向槽)內(nèi)，與轉(zhuǎn)子(2)成一個角度，該角度的正切為殼體(1)高度與殼體(1)底圓直徑之比；葉片(3)的一個平面與配油錐(5)的圓臺側面相貼合，密封條(4)位于轉(zhuǎn)子(2)和葉片(3)之間，其平面一側與轉(zhuǎn)子(2)的一個平面貼合，柱面一側則與葉片(3)的柱面El貼合，墊塊(6)位于殼體(1)對角的的空心圓環(huán)內(nèi)，正好填滿由葉片(3)、轉(zhuǎn)子(2)和密封條(4)形成的空缺。
2.根據(jù)權利要求1所述柱形葉片式液壓馬達，其特征在于，所述葉片(3)由兩個平面 A1、B1和兩個柱面C1、E1圍合而成；其中，柱面Cl是中心為球心01、半徑與殼體(1)的空心圓環(huán)的柱面E4的半徑相同的柱面，柱面El是中心為球心01、半徑為OlKl的柱面，點Kl為過球心01的垂直對稱軸與柱面El的交點；兩個平面Al和Bl平行，連接柱面Cl和El ；兩平行平面Al和Bl的距離為葉片(3)的厚度，葉片(3)的厚度與殼體(1)的空心圓環(huán)寬度相等；OlKl的長度為轉(zhuǎn)子(2)厚度的一半與密封條(4)的高度之和；所述密封條(4)上側是一中心為球心01、半徑與葉片(3)的柱面El半徑相等的柱面， 下側是一平面，球心01與該下側平面的垂直距離為轉(zhuǎn)子(2)厚度的一半，柱面Gl是中心為 01、半徑與轉(zhuǎn)子(2)的柱面P2半徑相等的柱面，球面Fl是球心為01、半徑等于轉(zhuǎn)子(2)線段02M2的球面，平面Hl和Il平行，密封條(4)的寬度(即平面Hl和Il的距離)與葉片(3) 厚度相等；Rl和Sl是兩斜度與殼體(1)中面D4對于B4的斜度相等的斜面；葉片(3)和密封條(4)均為軸對稱；所述轉(zhuǎn)子(2)當中是一塊平板，平板中間兩腰處是兩個完全相同的準圓臺，其中一個準圓臺下底面為面B2，上底面與平板相接處是中心為02的陰圓柱面P2，準圓臺錐角與陰圓臺 H2的錐角相同，A2和B2是平行的圓平面，12和J2是平行的平板平面，E2和F2是中心為 02的柱面，G2和H2是兩相同的陰圓臺部分側面，其中一個陰圓臺上下兩底分別是圓平面B2 和以K2L2為直徑的圓面，兩平行平面12和J2的距離為轉(zhuǎn)子(2)的厚度，K2M2的直線段長度為轉(zhuǎn)子(2)的寬度，整個轉(zhuǎn)子(2)不僅關于中心02對稱，也是軸對稱；所述配油錐(5)是一圓臺，頂面A3和底面B3的半徑分別和轉(zhuǎn)子(2)陰圓臺上下兩底面的半徑相等，高度也與轉(zhuǎn)子(2)陰圓臺的高度相等，兩配油錐(5)的空間位置以如下而定 保證裝配好后，兩配油錐(5)圓臺側面分別和相應的殼體(1)的空心圓環(huán)相應的平行平面 C4或D4相貼合，點D3至E3的錐面為排油面，點D3至G3的錐面為進油面，點D3為過圓心的水平軸與底面B3的交點；點E3和點G3的位置是當轉(zhuǎn)子(2)轉(zhuǎn)到垂直于紙面位置時，轉(zhuǎn)子(2)左側平面與底圓的前后兩個交點；所述殼體(1)是柱面，厚度與轉(zhuǎn)子(2)的寬度K2M2相等，頂面A4和底面B4是兩個半徑相等的平行的圓平面，柱面F4是以04為中心，半徑與轉(zhuǎn)子(2)左右外側柱面E2和F2的半徑相等的柱面，殼體(1)球面的對角是一空心圓環(huán)，空心圓環(huán)的兩個側面C4和D4是平行的平面圓環(huán)，E4是中心軸通過04的柱面，位于殼體(1)的對角線上；整個殼體(1)關于球臺中心04對稱；所述墊塊(6)是一段圓環(huán)，其外側面A5是半徑與殼體(1)空心圓環(huán)的柱面E4外徑相等的柱面，內(nèi)側面B5是半徑等于轉(zhuǎn)子(2)線段02M2的球面，兩腰部C5和D5是半徑與葉片(3)底面柱面El的半徑相等的柱面，墊塊(6)的厚度與葉片(3)厚度相同；墊塊(6)形狀為軸對稱；高壓油從配油錐(5)的點D3至G3的進油面輸入，低壓油從配油錐(5)的點D3至E3的排油面輸出，液壓馬達輸出力矩至負載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柱形葉片式液壓馬達，它包括殼體、轉(zhuǎn)子、兩個葉片、兩個密封條、兩個配油錐和兩個墊塊；轉(zhuǎn)子位于中心，殼體位于外部，兩個配油錐分別位于轉(zhuǎn)子兩端空心錐形面內(nèi)，兩個葉片分別位于轉(zhuǎn)子的兩側，并安放在殼體對角的空心圓環(huán)內(nèi)，與轉(zhuǎn)子成一個角度，該角度的正切為殼體高度與殼體底圓直徑之比；葉片的一個平面與配油錐的圓臺側面相貼合，密封條位于轉(zhuǎn)子和葉片之間，其平面一側與轉(zhuǎn)子的一個平面貼合，柱面一側則與葉片的柱面E1貼合，墊塊位于殼體對角的空心圓環(huán)內(nèi)，正好填滿由葉片、轉(zhuǎn)子和密封條形成的空缺；本發(fā)明所有密封處均為面密封，效率高，扭矩大，輸出扭矩大，結構緊湊，壽命長。
文檔編號F03C2/00GK102536625SQ20111045395
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者金波, 陳行 申請人:浙江大學