專利名稱：擺動葉片式液壓泵及馬達的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種回轉容積式液壓泵及馬達。
背景技術：
日前，本人于申請號為00119358.9，名稱為“回轉容積式流體壓輸及傳動裝置”的發明專利申請中，提出了一種由轉子的空心旋轉體鉸接擺動葉片做為變容構件的回轉容積式液壓泵及馬達的技術方案。依據該方案構造的液壓泵及馬達與現有同種用途的其他類型液壓泵及馬達相比，雖然結構簡單、制造成本低的優點明顯，但是，在保證其容積效率和工作壽命等綜合工作性能的具體解決方案上尚有欠缺。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，以上述背景技術為基礎，彌補其欠缺，構造一種具體結構更趨合理、容積效率高、工作壽命長、用途廣泛的擺動葉片式液壓泵及馬達。該技術問題的解決是由如下方案實現的該液壓泵及馬達在整體上，由定子包封轉子構成整機；其中外軸面設置有沿周均布鉸座的旋轉體構成轉子的主體，其各鉸座分別與擺動葉片根端鉸接，同時被隨動環套環，由此構成轉子；該轉子被由外周體構件的內腔配裝隨動環滑動軸承、轉子端軸滑動軸承、轉子兩側端面封裝構件所構成的定子包封在該種結構中，具有隨動環軸承的軸心相對于轉子回轉軸心固定偏心設置結構的是定量液壓泵及馬達，具有隨動環軸承的軸心相對于轉子回轉軸心可連續調整偏心量結構的是變量液壓泵及馬達。
其結構特點是，在轉子中，旋轉體的外周面，沿周向均布的用于鉸接擺動葉片的鉸座處于沿軸向的中部，接鉸座排布區域的兩側部位設置結構相同的支撐端軸，該端軸靜配合套裝高硬度、精加工、耐磨軸套(可用滾動軸承鋼制作)；在定子中，由外周體、前端盤、后端盤以及隨動環軸承構件構成定子的主體；其中，外周體的外周面，前端設置與配裝機械裝配的連接結構，中部或者后部的相應位置設置工作液的進、排液管路接口；其內孔腔，沿軸向的中間部位設置配裝隨動環軸承構件的配裝結構，接該部位的兩側部位是與前、后端盤外徑的配合結構，之外的兩端部設置橫截面為楔形的卡環配裝槽，或者一端設置卡環配裝槽，另一端設置擋沿；前、后端盤的基本結構相同，一般選用優質耐磨鑄鐵材料整體制作，其外徑是與外周體配合孔腔的過渡配合軸面，內孔設置與轉子旋轉體兩端軸軸套配合的動、靜壓聯合滑動軸承結構、配裝內裝內流平衡型軸端機械密封構件，即，在軸承工作面內，以隨動環軸承偏心方向線為對稱軸線對稱設置兩靜壓槽腔，兩槽腔通過導槽分別與其側盤面對側的工作液配流槽溝通，接該軸承工作面的外側設置向機械密封構件背面過流的環槽；機械密封構件是用石墨浸漬環氧樹脂類機械密封材料制成的靜環和用丁腈橡膠制成的(兼有彈簧和密封功能的)密封彈性套構成，配裝于該軸承工作面外側的孔端部(借助轉子端軸軸套側端面與靜環側端面配合實現機械密封)；該端盤外側端部設置有與卡環鎖定螺套配合的外螺紋；在與轉子側端面配合的內側盤面，以隨動環軸承偏心方向線所在直徑為對稱軸線設置進、排液配流槽，同時，以該對稱軸線為徑向中線設置兩道角度幅度與轉子擺動葉片組間距相當的扇形外槽，接外槽底居中設置角度幅度相當于該槽1/2、周向橫截面為梯形的扇形內槽，內槽配裝一對中間夾持周向支撐彈簧、由聚四氟乙烯充填石墨或者石墨浸漬環氧樹脂類機械密封材料制作的隔封墊塊，外槽配裝由碳化硅或者石墨浸漬環氧樹脂類機械密封材料制作的周向隔封塊(整機組裝后，隔封墊塊在周向支撐彈簧的支撐下，推動周向隔封塊緊密貼合于轉子側端面)；整體裝配結構是，轉子的隨動環外徑套裝主體由耐磨鑄鐵材料制作、軸承工作面設置靜壓槽腔及導槽、必要時涂、鍍或者復合減磨、耐磨層的隨動環軸承構件，兩端端軸套裝前、后端盤，一并配裝于外周體的內腔，外周體內腔兩端部卡環配裝槽內置入分段式固裝卡環，通過旋于前(后)端盤外螺紋處的卡環鎖定螺套外錐面與分段式卡環內徑錐面的配合，將外周體與其內腔構件卡緊固定構成整機；工作狀態下，轉子隨動環軸承的兩靜壓液腔分別經導槽與轉子同側工作腔溝通，形成的動、靜液壓力使得隨動環內、外徑所受徑向力趨向平衡；轉子端軸軸承的兩靜壓液腔分別經導槽與轉子對側工作腔溝通，形成的動、靜液壓力使得整個轉子所受徑向力趨向平衡；壓力工作液經由配流槽推動前(后)端盤的扇形內槽的隔封墊塊壓縮支撐彈簧后與該內槽腔溝通，形成的靜壓力經隔封墊塊推動周向隔封塊與轉子側端面保持緊密相貼，實現轉子側端面進、排液兩工作區間之間的有效封隔。
采用上述方案的有益效果是1、與目前通用的柱塞、齒輪、葉片式液壓泵及馬達等主流產品相比，結構簡單、集約、緊湊、體積小，加工、裝配工藝相對簡單，生產成本顯著降低。
2、轉子隨動環軸承和端軸軸承均采用機體內通路、自供液、動靜壓聯合滑動軸承結構，軸承工作面潤滑充分，承載力被動、靜液壓力部分抵消；轉子側端面進、排液區間的周向隔斷密封采用通過工作液壓力保持周向隔封塊與轉子側端面浮動貼合和補償磨損密封結構，密封穩定可靠；這些足以保證其實現低故障、長壽命的工作性能。
3、所有與擺動葉片動配合的密封工作面均形成理論上的無間隙密封結構(僅存潤滑油膜)，即便發生一般的磨損，也不會明顯影響密封效果，這足以保證其具有長周期、穩定的較高容積效率。
4、安裝、使用、維護方便，費用低，這為其逐步替代現有在用主流同類用途產品提供了充分條件。
四
圖1是本發明的一個定量液壓泵實施例的正視及橫(半)剖構造圖，圖2是該實施例按圖1所示位置的縱剖構造圖；圖3是該實施例的定子構件，前端盤的正視圖，圖4、圖5分別是按圖3所示位置的剖視圖；圖6是該實施例的定子構件，后端盤的正視圖，圖7、圖8分別是按圖6所示位置的剖視圖圖9是該實施例的定子構件，固定偏心隨動環軸承的正視圖，圖10是其俯視及縱(半)剖視圖；圖11是本發明的一個變量液壓泵實施例的橫剖構造圖，圖12是該實施例按圖11所示位置的縱剖構造圖；圖13是該實施例的定子構件，端盤(前、后兩端盤結構相同)的正視圖，圖14、圖15分別是按圖13所示位置的剖視圖圖16是兩實施例定子共用配裝件，分段式卡環的正視圖，圖17是其橫截面剖視圖；圖18是可移軸心隨動環軸承，圖19是其俯視及縱(半)剖視圖。
五、實施方式本發明的主要實施方式是依據上述技術方案構造適用的液壓泵及馬達機械產品。
定量液壓泵及馬達的典型實施例結構如圖1、圖2所示。圖標記1為旋轉體，2為擺動葉片，3為隨動環，4為固定偏心隨動環軸承，5為外周體，6為定位平鍵，7為分段式卡環，8為卡環鎖定螺套，9為前端盤，10為橡膠密封彈性套，11為機械密封靜環，12為端軸軸套，13為定位銷釘，14為后端盤，15為(進、排液)管路接頭。標記9的具體結構如圖3、圖4、圖5所示于與轉子側端配合面設置工作液配流環槽a和b，沿隨動環軸承工作面偏心方向線所在直徑設有內、外扇形槽，槽內順序配裝隔封墊塊901、u形彈簧902、周向隔封塊903，將配流環槽分割為進、排液兩配流槽a和b，內孔的軸承工作面設置靜壓槽c和d，c和d經導槽e和f分別跨過內槽與扇形外槽底溝通，內孔的端部配裝機械密封件的靜環11和密封彈性套10；標記14的具體結構如圖6、圖7、圖8所示于與轉子側端配合面外周設置角槽，槽內配裝柔性密封圈o，對稱于隨動環軸承工作面偏心方向線所在直徑設置進、排液配流槽g和h，兩配流槽內設置過流槽i和j及組裝后與進、排液接口相通的過流孔k和l；內孔結構與標記9基本相同，差異是，軸承工作面的兩靜壓槽分別經導槽m和n與其側盤面對側配流槽溝通；標記4的具體結構如圖9、圖10所示于隨動環軸承工作面，以其軸心偏置方向線所在直徑為對稱軸，對稱設置靜壓槽p及與之相通的導槽q，標記7的具體結構如圖16、圖17所示。
該實施例的結構特點是，其外周體的外周面前部設置與傳動設備連接的安裝法蘭，后部設置工作液進、排管路接口，內孔是后部帶擋沿，前部設置橫截面為楔形的卡環配裝槽的等徑圓柱腔；前端盤的外端設置有與卡環鎖定螺套配裝的外螺紋，與轉子側端配合的盤面設置有臺肩，臺肩軸面與隨動環軸承內孔過渡配合；后端盤的與轉子側端配合盤面對稱于隨動環軸承偏心方向線所在直徑對稱設置進、排液兩配流槽，兩配流槽內分別設置過流槽與徑向設置的過流孔溝通；組裝特點是，轉子外周套裝隨動環軸承，兩端端軸配裝前、后端盤構件，同軸配裝于外周體的內孔腔；經旋于前端盤外部的卡環鎖定螺套推動置于卡環配裝槽內的卡環將外周體體內構件壓緊固裝；其中，前端盤和隨動環軸承與外周體之間經配裝其間的平鍵周向限定，后端盤通過其盤面與隨動環軸承側面之間配裝的定位銷釘周向限定；前端盤與轉子側端配合面間存留適量配合間隙(例如，0.2毫米)，其扇形外槽中的周向隔封塊在內槽中的受彈簧支撐的隔封墊塊以及工作液壓力的推動下始終保持與轉子側端面的貼合，以實現其進、排工作區間的周向有效密封。
變量液壓泵的典型實施例結構如圖11、圖12所示，基本結構與上述定量液壓泵及馬達相同，主要差異在于其隨動環軸承構件及其相關結構。圖中標記；05為外周體，04為隨動環軸承，41為隔封條，42為調整螺桿，43為調整螺母，44為支撐彈簧，45為螺塞，O、P分別為設置于05外周面的工作液吸、排管路接口，09為端盤(前、后端盤結構相同)，06為定位銷釘；標記09的具體結構如圖13、圖14、圖15所示與標記9基本相同，差異是其配流槽y和z的外徑需與外周體配裝隨動環部位的孔腔直徑相當，標記04的具體結構如圖18、圖19所示；于軸承工作面，對稱于軸心偏移方向線所在直徑設置靜壓槽s和導槽t，兩隔封條41經其燕尾與04的燕尾槽配合配裝于其外周，裝配位置是，該密封條面向吸液工作區間的側平面與軸承工作面軸心偏移方向線所在直徑重合，04外周設置的兩支撐平面x處于同一平面，并且與其軸心偏移方向線平行。
該實施例的結構特點是，于其外周體的外周中部設置有工作液進、排管路接口、調整螺桿及螺母安裝口、支撐彈簧及螺塞安裝口；其內孔腔中間部位的軸心沿隨動環軸心偏移方向，相對于轉子回轉軸心偏離相當于隨動環軸承最大偏心量1/2的距離，腔壁設置有含裝隨動環外周的隔封條(41)的配裝槽、與支撐平面(x)配合的角槽，以用于配裝軸心可直線平移的隨動環軸承構件；該部位的兩側是軸心與轉子回轉軸心同軸、與兩端盤外徑配合的孔腔；之外的兩端部設置有分段式卡環的配裝槽；由裝配于外周體體內的隨動環軸承及其外周隔封條、調整螺桿及螺母、支撐彈簧及螺塞相配合構成工作液排量調整機構；組裝結構是，轉子外周套裝隨動環軸承構件一并裝于外周體的內腔，結構相同的兩端盤由兩側套裝于轉子兩端端軸、配裝于外周體的內腔，卡環配裝槽內置入分段式卡環，由卡環鎖定螺套經分段式卡環壓緊固裝；其中，隨動環軸承外周的兩隔封條通過其配裝槽將外周體內腔與隨動環軸承外周面間的環腔分隔為兩個半環腔，兩個半環腔分別與工作液吸、排接口溝通和通過端盤盤面的配流槽分別與轉子吸、排工作腔連通；通過由相對方向裝入外周體的調整螺桿及螺母、支撐彈簧及螺塞將隨動環軸承軸心按設定位置限定，通過旋動調整螺桿連續調整隨動環軸承軸心相對于轉子回轉軸心的偏移幅度，以完成其工作液排量在0至最大值之間連續調整。
不難看出，上述兩個實施例的結構和性能與目前在用的柱塞、齒輪、葉片式液壓泵及馬達產品相比，具有明顯優勢，具備逐步取而代之的充分必要條件，具有實施開發的現實和潛在的良好前景。
權利要求
1.一種回轉容積式液壓泵及馬達，在整體結構上，由定子包封轉子構成整機；其中外軸面設置有沿周均布鉸座的旋轉體構成轉子的主體，其各鉸座分別與擺動葉片根端鉸接，同時被隨動環套環，由此構成轉子；該轉子被由外周體構件的內腔配裝有隨動環滑動軸承、轉子端軸滑動軸承和轉子兩側端面封裝構件構成的定子所包封在該種結構中，具有隨動環軸承的軸心相對于轉子回轉軸心固定偏心設置結構的是定量液壓泵及馬達，具有隨動環軸承的軸心相對于轉子回轉軸心可連續調整偏心量結構的是變量液壓泵及馬達；其特征是，在轉子中，旋轉體的外周面，用于鉸接擺動葉片的鉸座設置于沿軸向的中部，接鉸座排布區域的兩側部位設置結構相同的支撐端軸，該端軸靜配合套裝高硬度、精加工、耐磨軸套(可用滾動軸承鋼制作)；在定子中，由外周體、前端盤、后端盤以及隨動環軸承構件構成定子的主體；其中，外周體的外周面，前端設置與配裝機械裝配的連接結構，中部或者后部的相應位置設置工作液進、排液管路接口；其內孔腔，沿軸向的中間部位設置配裝隨動環軸承構件的配裝結構，接該部位的兩側部位是與前、后端盤外徑的配合結構，之外的兩端部設置橫截面為楔形的卡環配裝槽，或者一端設置卡環配裝槽，另一端設置擋沿；前、后端盤的基本結構相同，一般選用優質耐磨鑄鐵材料整體制作，其外徑是與外周體配合孔腔的過渡配合軸面，內孔設置與轉子旋轉體兩端軸軸套配合的動、靜壓聯合滑動軸承結構、配裝內裝內流平衡型軸端機械密封構件，即，在軸承工作面內，以隨動環軸承偏心方向線為對稱軸線對稱設置兩靜壓槽腔，兩槽腔通過導槽分別與其側盤面對側的工作液配流槽溝通，接該軸承工作面的外側設置向機械密封構件背面過流的環槽；機械密封構件是用石墨浸漬環氧樹脂類機械密封材料制成的靜環和用丁腈橡膠制成的(兼有彈簧和密封功能的)密封彈性套構成，配裝于該軸承工作面外側的孔端部(借助轉子端軸軸套側端面與靜環側端面配合實現機械密封)；該端盤外側端部設置有與卡環鎖定螺套配合的外螺紋；在與轉子側端面配合的側盤面，以隨動環軸承偏心方向線所在直徑為對稱軸線設置進、排液配流槽，同時，以該對稱軸線為徑向中線設置兩道角度幅度與轉子擺動葉片組間距相當的扇形外槽，接外槽底居中設置角度幅度相當于該槽1/2、周向橫截面為梯形的扇形內槽，內槽配裝一對中間夾持周向支撐彈簧、由聚四氟乙烯充填石墨或者石墨浸漬環氧樹脂類機械密封材料制作的隔封墊塊，外槽配裝由碳化硅或者石墨浸漬環氧樹脂類機械密封材料制作的周向隔封塊(整機組裝后，隔封墊塊在周向支撐彈簧的支撐下，推動周向隔封塊緊密貼合于轉子側端面)；整體裝配結構是，轉子的隨動環外徑套裝主體由耐磨鑄鐵材料制作、軸承工作面設置靜壓槽腔及導槽、必要時涂、鍍或者復合減磨、耐磨層的隨動環軸承構件，兩端端軸套裝前、后端盤，一并配裝于外周體的內腔，外周體內腔兩端部卡環配裝槽內置入分段式固裝卡環，通過旋于前(后)端盤外螺紋處的卡環鎖定螺套外錐面與分段式卡環內徑錐面的配合，將外周體與其內腔構件卡緊固定構成整機；工作狀態下，轉子隨動環軸承的兩靜壓液腔分別經導槽與轉子同側工作腔溝通，形成的動、靜液壓力使得隨動環內、外徑所受徑向力趨向平衡；轉子端軸軸承的兩靜壓液腔分別經導槽與轉子對側工作腔溝通，形成的動、靜液壓力使得整個轉子所受徑向力趨向平衡；壓力工作液經由配流槽推動前(后)端盤的扇形內槽的隔封墊塊壓縮支撐彈簧后與該內槽腔溝通，形成的靜壓力經隔封墊塊推動周向隔封塊與轉子側端面保持緊密相貼，實現轉子側端面進、排液兩工作區間之間的有效封隔。
2.一種如權利要求1所述的液壓泵及馬達，其特征是，其外周體的外周面前部設置與傳動設備連接的安裝法蘭，后部設置工作液進、排液管路接口，內孔腔是后部帶擋沿，前部設置橫截面為楔形的卡環配裝槽的等徑圓柱腔；前端盤的外端設置有與卡環鎖定螺套配裝的外螺紋，與轉子側端配合的盤面設置有臺肩，臺肩軸面與隨動環軸承內孔同軸過渡配合；后端盤的與轉子側端配合盤面對稱于隨動環軸承偏心方向線所在直徑對稱設置進、排液兩配流槽，兩配流槽經槽內設置的過流槽分別與徑向設置的過流孔溝通；組裝特點是，轉子外周套裝隨動環軸承，兩端端軸配裝前、后端盤構件，同軸配裝于外周體的內孔腔；經旋于前端盤外部的卡環鎖定螺套推動置于卡環配裝槽內的卡環將外周體體內構件壓緊固裝；其中，前端盤和隨動環軸承與外周體之間經配裝其間的平鍵周向限定，后端盤通過其盤面與隨動環軸承側面之間配裝的定位銷釘周向限定；前端盤與轉子側端配合面間存留適量配合間隙(例如，0.2毫米)，其扇形外槽中的周向隔封塊在內槽中的受彈簧支撐的隔封墊塊以及工作液壓力的推動下始終保持與轉子側端面的貼合。
3.一種如權利要求1所述的液壓泵及馬達，其特征是，于其外周體的外周中部設置有工作液進、排液管路接口、調整螺桿及螺母安裝口、支撐彈簧及螺塞安裝口；其內孔腔中間部位的軸心沿隨動環軸心偏移方向，相對于轉子回轉軸心偏離相當于隨動環軸承最大偏心量1/2的距離，腔壁設置有含裝配裝于隨動環外周的隔封條(41)的配裝槽、與隨動環外周的支撐平面(x)配合的角槽；該部位的兩側是軸心與轉子回轉軸心同軸、與兩端盤外徑配合的孔腔；之外的兩端部設置有分段式卡環的配裝槽；由裝配于外周體體內的隨動環軸承及其外周隔封條、調整螺桿及螺母、支撐彈簧及螺塞相配合構成工作液排量調整機構；組裝結構是，轉子外周套裝隨動環軸承構件，一并裝于外周體的內腔，結構相同的兩端盤由兩側套裝于轉子兩端端軸、配裝于外周體的內腔，卡環配裝槽內置入分段式卡環，由卡環鎖定螺套經分段式卡環壓緊固裝；其中，隨動環軸承外周的兩隔封條通過其配裝槽將外周體內腔與隨動環軸承外周面間的環腔分隔為兩個半環腔，兩個半環腔分別與工作液吸、排接口溝通和通過端盤盤面的配流槽分別與轉子吸、排工作腔連通；通過由相對方向裝入外周體的調整螺桿及螺母、支撐彈簧及螺塞將隨動環軸承軸心按設定位置限定，通過旋動調整螺桿連續調整隨動環軸承軸心相對于轉子回轉軸心的偏移幅度，以完成其工作液排量在0至最大值之間連續調整。
全文摘要
一種回轉容積式液壓泵及馬達,由旋轉體的外周鉸接擺動葉片、套裝隨動環構成的轉子,被內腔配有隨動環滑動軸承、轉子端軸滑動軸承構件的定子包封構成整機,其中,隨動環軸承的軸心相對于轉子回轉軸心固定偏心設置的是定量液壓泵及馬達,隨動環軸承的軸心相對于轉子回轉軸心的偏心距可連續調整的是變量液壓泵及馬達。該種液壓泵及馬達具有目前通用的柱塞、齒輪、葉片式液壓泵及馬達同樣的用途,并且與之相比,具有結構簡單,制造、使用成本低,容積效率高,工作壽命長,用途更為廣泛的特點。
文檔編號F03B3/10GK1357682SQ0114552
公開日2002年7月10日 申請日期2001年12月28日 優先權日2001年12月28日
發明者彭利, 彭凌宇 申請人:彭利