[其他]靜力平衡及能量回收型油馬達(dá)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85102574
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102574A
• 公開（公告）日: 1986-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊斌
• 申請（專利權(quán)）人: 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F03C1/04
• 分類號: F03C1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明是關(guān)于單作用液壓馬達(dá)的發(fā)明。曲軸連桿式徑向油馬達(dá)（以下簡稱連桿式油馬達(dá)）和靜力平衡徑向油馬達(dá)（以下簡稱靜力平衡油馬達(dá)）是兩種常用的單作用油馬達(dá)。靜力平衡油馬達(dá)工作時其柱塞、壓力環(huán)和五星輪基本上實(shí)現(xiàn)了靜力平衡，它們之間的作用力很小，這些另件只起構(gòu)成密封通道的作用，使油馬達(dá)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的液體推力直接作用在曲軸偏心輪上，因此曲軸、五星輪、壓力環(huán)以及柱塞之間的摩擦、磨損和功率損失很小;這種油馬達(dá)的曲軸既是動力輸出軸，又是配流軸，使配流方式簡單。但是這種油馬達(dá)工作時，柱塞受到的側(cè)向力較大，這不但增大了它和缸體之間的摩擦、磨損和功率損失，同時還使柱塞行程與直徑比取得較小;由于缸體內(nèi)的大彈簧經(jīng)常大幅度伸縮，所以容易產(chǎn)生疲勞破壞;油馬達(dá)封油制動時壓力環(huán)容易啃傷柱塞底面產(chǎn)生“噴油”現(xiàn)象。連桿式油馬達(dá)工作時活塞受到的側(cè)向力很小，因此可以取較大的柱塞行程與直徑比;同時因?yàn)闆]有壓力環(huán)和大幅度伸縮的彈簧，所以工作可靠。但是這種油馬達(dá)配流方式復(fù)雜，需要專門的配流轉(zhuǎn)閥配流;同時殼體內(nèi)有彎曲的鑄造油道，使殼體的鑄造工藝復(fù)雜化;因?yàn)檫B桿與曲軸偏心輪之間摩擦速度很高，因此連桿底面往往需要澆鑄一層很薄的軸承合金，使連桿的制造工藝復(fù)雜化。

另外，這兩種油馬達(dá)都沒有回收儲存在高壓油和缸體等構(gòu)件內(nèi)的彈性能。無論是連桿式油馬達(dá)，還是靜力平衡油馬達(dá)，當(dāng)其某個油缸的活塞剛剛作功完畢而封油時，油缸內(nèi)封閉著一腔高壓油。高壓油內(nèi)儲存著一定量的彈性能。同時缸體等構(gòu)件在高壓油的作用下也產(chǎn)生了彈性變形，因此也儲存有彈性能。這時油馬達(dá)在其它油缸活塞的作用下還要繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，而繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的結(jié)果就把上述那一腔高壓油與低壓腔接通了。這樣儲存在高壓油和缸體等構(gòu)件內(nèi)的彈性能就會驟然釋放，并引起沖擊、振動和噪音。連桿式油馬達(dá)和靜力平衡油馬達(dá)通常是用在封油面上開小槽或縫隙的辦法來減小這種沖擊振動和噪音，但是那部分能量全部浪費(fèi)了，并引起油液發(fā)熱。

本發(fā)明的目的是為了用連桿式油馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)來克服靜力平衡油馬達(dá)的上述缺點(diǎn)，用靜力平衡油馬達(dá)的優(yōu)點(diǎn)來克服連桿式油馬達(dá)的上述缺點(diǎn)，同時回收儲存在高壓油和缸體等構(gòu)件中的彈性能，使之克服負(fù)載作功，從而制造出一種新型的單作用液壓馬達(dá)。

本發(fā)明以連桿式油馬達(dá)為基礎(chǔ)，取消了連桿式油馬達(dá)的配流轉(zhuǎn)閥和殼體內(nèi)部的鑄造油道，保留了活塞連桿機(jī)構(gòu)，但是在活塞和連桿內(nèi)部加工出主油道，在連桿的底面上加工出與主油道相通的靜力平衡油室，取消了連桿底面上澆鑄的軸承合金。本發(fā)明采用了靜力平衡油馬達(dá)的油路走向和配流方式，但是取消了缸體內(nèi)的大彈簧和壓力環(huán)等，并把五星輪改變成配流套。裝配后依靠連桿擋圈使連桿底面與配流套外園柱面經(jīng)常結(jié)合。工作時連桿底面貼合在配流套外園柱面上并可在其上往復(fù)滑動，但是配流套上的每個配流窗口始終和同一個連桿底部的靜力平衡油室相通。配流套套在曲軸偏心輪上。為了使配流套能象五星輪那樣作平面平行運(yùn)動，增加了配流套的限位機(jī)構(gòu)。為了回收壓力油和缸體等構(gòu)件內(nèi)的彈性能，進(jìn)一步提高油馬達(dá)的效率、壽命和工作質(zhì)量，本發(fā)明在配流機(jī)構(gòu)（例如曲輪偏心輪即配流油）上作出了四個單向閥。

在這種油馬達(dá)中，首先對活塞連桿整體基本上實(shí)現(xiàn)了靜力平衡，這種靜力平衡區(qū)別于原連桿式油馬達(dá)的靜壓支承，因?yàn)橛婉R達(dá)工作時連桿相對于活塞的擺動角度很小。因此在初略分析時可以把它們看成一個整體，同時也只有把它們看成一個整體，活塞和連桿之間的作用力才能暫時被視為內(nèi)力，在這個整體機(jī)構(gòu)上受到了如下的作用力：缸體內(nèi)的油液對活塞的推力;連桿底部的油液對連桿的推力;缸壁對活塞的支承力和摩擦力;配流套對連桿的剩余壓緊力和摩擦力以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動的慣性力。這些力的計算和取舍是按常法進(jìn)行的。但是設(shè)計時必須保證連桿底面和配流套之間的剩余壓緊力永遠(yuǎn)為一個較小的正值。

這種油馬達(dá)的連桿仍可以用滲碳鋼制造，要求鞍形底面處滲碳淬火、滲碳深度和淬火硬度與連桿球頭處相同，其它要求同原連桿式油馬達(dá)。

這類油馬達(dá)工作時，連桿球頭與活塞球面之間的接觸比壓很大，這樣勢必影響了油馬達(dá)的使用壽命，并限制了其工作壓力。本方案一方面增大球面直徑，另一方面合理選擇活塞材料，提高活塞材料的許用比壓。與其同時合理布置活塞球面上的窄淺油槽，增強(qiáng)壓力油對球鉸副的支承與潤滑。

配流套的靜力平衡與五星輪是相仿的。在配流套的外表面上受到了連桿底部的油液對配油套的推力以及連桿對配流套的剩余壓緊力和摩擦力。在配流套的內(nèi)表面上受到了曲軸和配流套之間的油液的推力以及曲軸對配流套的剩余壓緊力和摩擦力。另外配流套還受到運(yùn)動的慣性力。這些力的計算和取舍是按常法進(jìn)行的。設(shè)計時一般可使曲軸對配流套在高壓腔的剩余壓緊力稍大于零。