專利名稱：液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它主要用于驅(qū)動(dòng)大體積的重型工業(yè)設(shè)備，比如旋轉(zhuǎn)碾磨機(jī)，鍋爐，鼓輪，絞平及類似設(shè)備，或者線性運(yùn)動(dòng)的傳送機(jī)，起重機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī)及類似設(shè)備，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有多個(gè)帶凸輪滾柱的液壓驅(qū)動(dòng)的活塞單元，它們配置成頂靠住凸輪曲面部件的波形凸輪輪廓，這樣凸輪滾柱對(duì)著凸輪輪廓的直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)凸輪曲面部件和活塞單元之間的相對(duì)傳動(dòng)。
已知的凸輪環(huán)型液壓式旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)具有一個(gè)輪轂狀的液壓缸固定外殼，其上有一些圓周上相間隔開沿徑向定位的液壓缸，液壓缸內(nèi)的凸輪滾柱支撐著活塞，通常在直徑方向上成對(duì)工作的活塞和它們的徑向?qū)虻耐馆啙L柱一起頂住一個(gè)環(huán)繞液壓缸外殼的環(huán)形件的徑向向內(nèi)的波形的凸輪曲面。當(dāng)活塞向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，滾柱推壓凸輪的曲面，借助于產(chǎn)生的切向力而使凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。這種液壓發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是它可以在從靜止直到最大的轉(zhuǎn)數(shù)/分的整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供很高的恒定轉(zhuǎn)矩。因此，這種類型的液壓發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)和低速運(yùn)轉(zhuǎn)性能，且不需要任何齒輪，同時(shí)，它的設(shè)計(jì)較緊湊，簡(jiǎn)單又易于使用，并且可以連續(xù)控制轉(zhuǎn)速。
由于這些有利的特點(diǎn)，凸輪環(huán)型的液壓發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于較重的工業(yè)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)中，即絞車，帶式運(yùn)輸機(jī)，碾磨機(jī)，干燥鼓及類似設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)。
然而，對(duì)于驅(qū)動(dòng)體積很大的設(shè)備，比如磨礦機(jī)，干燥爐，鼓式剝皮機(jī)及類似設(shè)備，目前的凸輪環(huán)型液壓發(fā)動(dòng)機(jī)仍然有某些局限性。
本發(fā)明的一個(gè)主要目的旨在提供一種根據(jù)上述凸輪曲面原理進(jìn)行操作的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它可以用來運(yùn)轉(zhuǎn)外部體積非常大的設(shè)備。
從最廣泛的構(gòu)思上來說，這一目的是根據(jù)本發(fā)明通過如下的方式而達(dá)到的，即該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由分立的凸輪曲面部件的組件和分立的活塞單元組件構(gòu)成，所述凸輪曲面組件安裝在待驅(qū)動(dòng)的工作設(shè)備上，而活塞單元安裝在一個(gè)固定機(jī)座上，或者將兩者反過來也是一樣。該原理的提出使得巨大設(shè)備的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以由以成套組件形式提供的構(gòu)件裝配而成。
這樣，這種旋轉(zhuǎn)型液壓發(fā)動(dòng)機(jī)可以用于很大的工作設(shè)備，比如碾磨機(jī)或鍋爐，具有曲線段形狀的凸輪曲面部件的組件圍繞設(shè)備的外周組裝成一個(gè)環(huán)或至少環(huán)的一部分，其凸輪曲線段的凸輪輪廓徑向朝外，而活塞單元沿徑向位于組裝的凸輪曲線段之外的圓形弧線安裝在機(jī)座上。
根據(jù)本發(fā)明的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可以用于工作設(shè)備的線性驅(qū)動(dòng)，用來運(yùn)輸起重機(jī)，驅(qū)動(dòng)輸送機(jī)或者垂直驅(qū)動(dòng)升降裝置和千斤頂；這時(shí)凸輪曲面部件的組件成直線形而活塞單元沿平行于凸輪曲面部件的直線進(jìn)行安裝。
從原理上講，對(duì)于本發(fā)明的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以大到何種程度并沒有一個(gè)上限。
下面參照附圖，更加詳細(xì)地描述本發(fā)明驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的詳情。這里，


圖1是由本發(fā)明液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的繞一水平軸旋轉(zhuǎn)的鼓的端視圖，其中只示出鼓端驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的右半部以及左半部的一部分；圖2示出比例放大的四個(gè)一組的分離的活塞單元；圖3是活塞單元之一和相應(yīng)的凸輪曲面部件的截面圖；圖4是在
圖1中兩個(gè)凸輪曲面段連接處的沿VI—VI線的截面圖。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一種可以設(shè)想的應(yīng)用，也就是用于一個(gè)直徑很大且具有水平縱向軸的圓柱形鼓10的旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。鼓10可旋轉(zhuǎn)安裝在沿鼓的縱向上相隔開而設(shè)置的軸承(未示出)上。
在所示的實(shí)施例中，液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)U形的固定機(jī)座12，該機(jī)座包圍著鼓10的圓周的一部分，具體而言即圓周的下半部分。需要指出的是，鼓及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的左半部分(在
圖1中只局部地示出)與右半部分完全一樣。如果需要，帶有下述活塞組件的機(jī)座可以包圍鼓10的整個(gè)圓周。
機(jī)座12支撐四組活塞組件，每組都有四個(gè)徑向定位的活塞單元14。如圖3所詳細(xì)示出的，每個(gè)活塞單元14包括一主體16，其內(nèi)有一圓柱孔18用以容納液壓驅(qū)動(dòng)的活塞20?；钊?0借助一個(gè)銷22與一活塞桿24相連，活塞桿遠(yuǎn)離活塞20的一端圍繞并支撐住一橫向支承軸28的中間部分26。在中間部分26的一側(cè)，支承軸28支承著一對(duì)軸承34上的凸輪滾柱30，和一對(duì)軸承36上的導(dǎo)向滾輪32。凸輪滾柱30頂靠著安裝在鼓10外周上的環(huán)形凸輪曲面部件40的波形凸輪輪廓38而滾動(dòng)，而導(dǎo)向滾輪32在徑向的導(dǎo)向槽42中移動(dòng)，導(dǎo)向槽開在主體16的一對(duì)平行且分開的、跨在凸輪曲面部件40上的側(cè)支架44上。每個(gè)活塞單元14借助銷釘46牢固地安裝在機(jī)座12上，同時(shí)每組活塞組件的四個(gè)活塞單元14均借助螺釘48從兩側(cè)固定在一個(gè)扭矩緩沖臂50上。如圖2中所示，扭矩緩沖臂50本身又通過螺栓52在其端部51處固定在機(jī)座12上。
圖1中最清楚的示出，在鼓10的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)過程中與凸輪滾柱30相互作用的凸輪部件40由一些借助螺釘54固定在鼓10上的曲線形凸輪曲面段件41組成。凸輪段件41之間可以圖4所示的方式進(jìn)行連接，其中，一個(gè)楔狀的末端部分56嵌入相鄰的凸輪段件相對(duì)的末端部分上的一個(gè)相應(yīng)的楔狀空腔58內(nèi)，對(duì)于凸輪滾柱30通過兩個(gè)相鄰?fù)馆喍渭?1間的接口時(shí)的表面壓力來說，這種連接可提供一個(gè)平穩(wěn)的過渡。實(shí)施例中，每個(gè)凸輪段件41的波形凸輪輪廓38具有三個(gè)波峰，且曲面段件41之間的接口位于凸輪段件間的波谷部分。每個(gè)凸輪段件也可以由焊接在一起成環(huán)形的單個(gè)的葉形件構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的操作原理對(duì)應(yīng)于一種已知的，被稱為“四活塞機(jī)”的操作原理，其含義是活塞的數(shù)目可被四整除，而凸輪凸起的數(shù)目可被三整除。在
圖1所示的實(shí)施例中，凸輪環(huán)40由九個(gè)凸輪曲面段件41組成，每個(gè)段件有三個(gè)凸輪凸起，即總共二十七個(gè)凸起，而活塞單元16的數(shù)量是四乘以四，即十六。活塞單元16以本來已知的設(shè)置方式與凸輪環(huán)40的凸輪曲面38相配合，這樣，通過不同活塞單元14組件中活塞20和相應(yīng)的凸輪滾柱30的同步的定相的行程，在活塞單元的流體壓力與對(duì)凸輪環(huán)40所傳遞的扭矩之間或者在活塞單元的流體流量與鼓10的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)之間達(dá)到一種線性關(guān)系。
為了引導(dǎo)液壓流體流到各個(gè)活塞單元14，每一對(duì)活塞單元14可以與一個(gè)閥60相聯(lián)系，在所示的實(shí)例中，所述閥由一個(gè)與凸輪曲面輪廓38相接觸的凸輪從動(dòng)件62進(jìn)行控制。
圖1中只顯示了每組四個(gè)活塞單元14的一個(gè)閥60及凸輪從動(dòng)件62。一個(gè)相應(yīng)的閥(未顯示)設(shè)置在機(jī)座12的另一邊。這種閥的功能也可以建立在各活塞單元14中，或由電控閥來執(zhí)行。
在
圖1至4中，根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)例形式是一個(gè)巨大的旋轉(zhuǎn)鼓10，它具有相對(duì)于鼓心徑向朝外的凸輪曲面部件40的凸輪輪廓38。但是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以設(shè)想出倒置的結(jié)構(gòu)，即，活塞單元14安裝在可轉(zhuǎn)動(dòng)的部分上而凸輪曲面部件安裝在固定的機(jī)座部分。對(duì)于某些應(yīng)用，同樣可以設(shè)想使凸輪部件和活塞單元成為線形伸展的組件，例如，對(duì)于起重機(jī)、升降機(jī)、傳送機(jī)及類似設(shè)備，活塞單元安裝在運(yùn)動(dòng)的工作部分，而直線形的凸輪曲面段件安裝在固定的支撐表面上，反之亦然。
權(quán)利要求
1.液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它主要用于驅(qū)動(dòng)大體積的重型工業(yè)設(shè)備，比如旋轉(zhuǎn)研磨機(jī)，鍋爐、鼓輪、絞車及類似設(shè)備，或者線性運(yùn)動(dòng)的傳送機(jī)、起重機(jī)、升降機(jī)及類似設(shè)備；該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有多個(gè)帶凸輪滾柱(30)的液壓驅(qū)動(dòng)的活塞單元(14)，它們?cè)O(shè)置成頂靠住凸輪曲面部件(40)的波形凸輪輪廓(38)，這樣凸輪滾柱(30)對(duì)著凸輪輪廓(38)的線性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)凸輪曲面部件(40)和活塞單元(14)之間的相對(duì)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；其特征在于，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由分立的凸輪曲面部件的組件(41)和分立的活塞單元(14)組件構(gòu)成，所述凸輪曲面部件的組件(41)安裝在待驅(qū)動(dòng)的工作設(shè)備上，而所述活塞單元14安裝在一個(gè)固定機(jī)座(12)，或者反過來亦然。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于一工作設(shè)備(10)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，具有曲線段(41)形狀的凸輪曲面部件的組件圍繞工作設(shè)備(10)的外周組裝成至少一個(gè)環(huán)(41)的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，凸輪曲面段件(41)的凸輪輪廓(38)徑向朝外，活塞單元(14)沿一條在凸輪曲面段件(41)的組件的徑向外側(cè)的圓形弧線安裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，凸輪曲面段件的凸輪輪廓徑向朝內(nèi)，活塞單元沿一條在凸輪曲面段件的組件的徑向內(nèi)側(cè)的圓形弧線安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于工作設(shè)備的直線驅(qū)動(dòng)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，凸輪曲面部件的組件成直線形，而活塞單元沿一條平行于凸輪曲面部件的直線進(jìn)行安裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)活塞單元(14)具有一主體(16)，所述主體有至少一個(gè)圓柱孔(18)，其內(nèi)安裝一個(gè)可移動(dòng)的液壓驅(qū)動(dòng)的活塞(20)，所述活塞(20)的末端以已知的方式支撐一個(gè)凸輪滾柱機(jī)構(gòu)(30)，所述凸輪滾柱機(jī)構(gòu)用以和凸輪曲面部件(40)的凸輪輪廓(38)相接觸，主體(16)和凸輪滾柱機(jī)構(gòu)(30)同樣以已知的方式設(shè)有配合的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(32，42)，用以在活塞(20)在液壓缸內(nèi)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，引導(dǎo)凸輪滾柱機(jī)構(gòu)(30)垂直于凸輪曲面部件的縱向?qū)ΨQ軸線而運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，幾個(gè)分立的活塞單元(14)成組地安裝在機(jī)座上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特在于，每組中的活塞單元(14)通過時(shí)序控制以及和其它活塞單元組中的相應(yīng)活塞單元一起的同步控制，作用于由凸輪曲面裝配組件(41)構(gòu)成的凸輪曲面部件(40)，以便在操作中產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它用于大直徑的具有一水平旋轉(zhuǎn)軸的管狀工作設(shè)備(10)的旋轉(zhuǎn)，其特征在于，由多個(gè)具有向外的凸輪輪廓(38)的凸輪曲面段件(41)構(gòu)成的一個(gè)凸輪環(huán)(40)安裝在管狀工作設(shè)備(10)的外圍，且機(jī)座(12)至少部分地包圍住凸輪環(huán)(40)的圓周。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，活塞單元(14)的液壓介質(zhì)的輸送由一個(gè)凸輪控制的閥裝置(60)控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及主要用于驅(qū)動(dòng)重型工業(yè)設(shè)備的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它具有多個(gè)帶凸輪滾柱(30)的液壓驅(qū)動(dòng)的活塞單元(14)，它們?cè)O(shè)置成頂靠住一凸輪曲面部件(40)的波形凸輪輪廓(38)，這樣凸輪滾柱(30)對(duì)著凸輪輪廓(38)的直線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生凸輪曲面部件(40)和活塞單元(14)間的相對(duì)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的特征是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由分離的凸輪曲面部件的裝配組件(41)和分立的活塞單元(14)組件構(gòu)成，所述凸輪曲面部件的組件(41)安裝在待驅(qū)動(dòng)的工作設(shè)備上，而活塞單元(14)安裝在一固定機(jī)座(12)上，或者反過來也一樣。
文檔編號(hào)B02C17/00GK1120366SQ94191629
公開日1996年4月10日 申請(qǐng)日期1994年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月30日
發(fā)明者烏爾夫·亨利克森 申請(qǐng)人:烏爾夫·亨利克森