專利名稱：一種殼配油式球形葉片液壓馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓馬達(dá)，尤其涉及一種殼配油式球形葉片液壓馬達(dá)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的葉片式液壓馬達(dá)結(jié)構(gòu)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(shí)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(dá)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(shí)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(dá)整體磨損快，壽命短，效率低。另外，旋轉(zhuǎn)時(shí)為了保證葉片能在轉(zhuǎn)子內(nèi)安全進(jìn)出，轉(zhuǎn)子必須有相當(dāng)?shù)闹睆?，這樣勢(shì)必體積大，比功率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種殼配油式球形葉片液壓馬達(dá)，本發(fā)明比功率大，全部密封處又均為面密封，且不易磨損。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種殼配油式球形葉片液壓馬達(dá)，包括殼體、轉(zhuǎn)子、兩個(gè)葉片、兩個(gè)密封條和兩個(gè)墊塊。轉(zhuǎn)子位于中心，殼體位于外部，兩個(gè)葉片分別位于轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，并安放在殼體對(duì)角的的空心圓環(huán)(即導(dǎo)向槽)內(nèi)，與轉(zhuǎn)子成一個(gè)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(gè)平面與轉(zhuǎn)子的圓臺(tái)側(cè)面相切，密封條位于轉(zhuǎn)子和葉片之間，其平面一側(cè)與轉(zhuǎn)子的一個(gè)平面貼合，柱面一側(cè)則與葉片的柱面El貼合，墊塊位于殼體對(duì)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(gè)平面A1、B1和兩個(gè)柱面C1、E1圍合而成，其中，柱面Cl是中心為球心01、半徑與殼體的空心圓環(huán)的柱面E3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(diǎn)Kl為過球心01的垂直對(duì)稱軸與柱面El的交點(diǎn)。兩個(gè)平面Al和Bl 平行，連接柱面Cl和E1。兩平行平面Al和Bl的距離為葉片厚度，葉片厚度與殼體的空心圓環(huán)寬度相等。OlKl的長(zhǎng)度為轉(zhuǎn)子平板厚度的一半和密封條的高度之和。所述密封條上側(cè)是一中心為球心01、半徑與葉片柱面El半徑相等的柱面，下側(cè)是一平面，球心01與該下側(cè)平面的垂直距離為轉(zhuǎn)子平板厚度的一半，柱面Gl是中心為01、半徑與轉(zhuǎn)子柱面P2半徑相等的柱面，球面Fl是球心為01、半徑與殼體球面F3半徑相等的球面，平面Hl和Il平行，寬度(即平面Hl和Il的距離)與葉片的厚度相等。葉片和密封條均為軸對(duì)稱。所述轉(zhuǎn)子當(dāng)中是一塊平板，G2和H2是兩相同的準(zhǔn)圓臺(tái)部分側(cè)面，位于平板中間兩腰處，其中一個(gè)準(zhǔn)圓臺(tái)下底為B2，上底與平板相接處是中心為02半徑與密封條中間Gl半徑相同的陰圓柱面P2，A2和B2是半徑相等的平行的圓平面，12和J2是平行的平板平面，E2 和F2是球心為02的左右外側(cè)大球面，位于平面12和J2之間，兩平行平面12和J2的距離為轉(zhuǎn)子平版厚度，K2M2的直線段長(zhǎng)度為轉(zhuǎn)子的寬度，整個(gè)轉(zhuǎn)子不僅關(guān)于中心02對(duì)稱，也是軸對(duì)稱。所述殼體是兩頭平行截掉兩個(gè)球冠的腰鼓形球面，厚度與轉(zhuǎn)子的寬度K2M2相等， 頂面A3和底面B3是半徑相等的平行的圓平面，球面F3是以03為球心，半徑與轉(zhuǎn)子左右外側(cè)大球面E2和F2的半徑相等的球面，殼體球面的對(duì)角是一空心圓環(huán)，空心圓環(huán)的兩個(gè)側(cè)面 C3和D3是平行的平面圓環(huán)，E3是中心軸通過03的柱面，位于殼體的對(duì)角線上，空心圓環(huán)平行的兩平面C3和D3的空間位置以如下而定保證裝配好后C3和D3兩平面與相應(yīng)的轉(zhuǎn)子兩圓臺(tái)側(cè)面G2和H2分別貼合，K3G3H3的球面為進(jìn)油面，G3H3的位置是當(dāng)轉(zhuǎn)子由紙面位置轉(zhuǎn)到垂直于紙面位置時(shí)轉(zhuǎn)子平板左側(cè)平面的位置，L3I3J3的球面為排油面，I3J3的位置是當(dāng)轉(zhuǎn)子由紙面位置轉(zhuǎn)到垂直于紙面位置時(shí)，轉(zhuǎn)子平板右側(cè)平面的位置。整個(gè)殼體關(guān)于球臺(tái)中心03對(duì)稱。所述墊塊是一段圓環(huán)，其外側(cè)面A4是半徑與殼體空心圓環(huán)E3外徑相等的柱面，內(nèi)側(cè)面B4是半徑與殼體球面F3半徑相等的球面，兩腰部C4和D4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(duì)稱。高壓油從殼體的球面K3G3H3的進(jìn)油面輸入，低壓油從殼體的球面L3I3J3的排油面輸出，液壓馬達(dá)輸出力矩至負(fù)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(jié)構(gòu)緊湊，加工相對(duì)容易；
5)成本較低，壽命長(zhǎng)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5的W-W剖視圖； 圖7是本發(fā)明的殼體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是殼體的剖視圖； 圖9是圖8的M-M剖視圖； 圖10是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11是圖10的K向示意圖； 圖12是圖10的N-N剖視圖； 圖13是本發(fā)明的運(yùn)行原理示意圖； 圖14是圖10的U-U剖視圖； 圖15是本發(fā)明的工作過程原理示意圖；圖16是圖13的V-V剖視圖； 圖17是本發(fā)明的工作過程原理示意圖； 圖中殼體1、轉(zhuǎn)子2、葉片3、密封條4、墊塊5。
具體實(shí)施例方式如圖13所示，本發(fā)明殼配油式球形葉片液壓馬達(dá)包括殼體1、轉(zhuǎn)子2、兩個(gè)葉片 3、兩個(gè)密封條4和兩個(gè)墊塊5。轉(zhuǎn)子2位于中心，殼體1位于外部，兩個(gè)葉片3分別位于轉(zhuǎn)子2的兩側(cè)，并安放在殼體1對(duì)角的的空心圓環(huán)(即導(dǎo)向槽)內(nèi)，與轉(zhuǎn)子2成一個(gè)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(gè)平面與轉(zhuǎn)子2的圓臺(tái)側(cè)面相切，密封條4位于轉(zhuǎn)子2和葉片3之間，其平面一側(cè)與轉(zhuǎn)子2的一個(gè)平面貼合，柱面一側(cè)則與葉片3的柱面El貼合，墊塊5位于殼體1對(duì)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(gè)平面A1、B1和兩個(gè)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E3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(diǎn)Kl為過球心01的垂直對(duì)稱軸與柱面El的交點(diǎn)。兩個(gè)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8殼體1的空心圓環(huán)寬度相等。OlKl的長(zhǎng)度為圖6 轉(zhuǎn)子2平板厚度的一半和密封條4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(cè)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(cè)是一平面，球心01與該下側(cè)平面的垂直距離為圖6轉(zhuǎn)子2平板厚度的一半，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、半徑與圖8殼體1球面F3半徑相等的球面，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。葉片3和密封條4均為軸對(duì)稱。圖5和圖6所示為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子2的形狀。轉(zhuǎn)子2當(dāng)中是一塊平板，G2和H2是兩相同的準(zhǔn)圓臺(tái)部分側(cè)面，位于平板中間兩腰處，其中一個(gè)準(zhǔn)圓臺(tái)下底為B2，上底與平板相接處是中心為02半徑與密封條4中間Gl半徑相同的陰圓柱面P2，A2和B2是半徑相等的平行的圓平面，12和J2是平行的平板平面，E2和F2是球心為02的左右外側(cè)大球面，位于平面12和J2之間，兩平行平面12和J2的距離為轉(zhuǎn)子2平版厚度，K2M2的直線段長(zhǎng)度為轉(zhuǎn)子2的寬度，整個(gè)轉(zhuǎn)子2不僅關(guān)于中心02對(duì)稱，也是軸對(duì)稱。圖7、圖8和圖9所示為本發(fā)明的殼體1的形狀。殼體1是兩頭平行截掉兩個(gè)球冠的腰鼓形球面，厚度與轉(zhuǎn)子2的寬度K2M2相等，頂面A3和底面B3是半徑相等的平行的圓平面，球面F3是以03為球心，半徑與轉(zhuǎn)子2左右外側(cè)大球面E2和F2的半徑相等的球面， 殼體1球面的對(duì)角是一空心圓環(huán)，空心圓環(huán)的兩個(gè)側(cè)面C3和D3是平行的平面圓環(huán)，E3是中心軸通過03的柱面，位于殼體1的對(duì)角線上，空心圓環(huán)平行的兩平面C3和D3的空間位置以如下而定保證裝配好后C3和D3兩平面與相應(yīng)的轉(zhuǎn)子2兩圓臺(tái)側(cè)面G2和H2分別貼合，K3G3H3的球面為進(jìn)油面，G3H3的位置是當(dāng)轉(zhuǎn)子2由圖5所示紙面位置轉(zhuǎn)到如圖13所示的垂直于紙面位置時(shí)轉(zhuǎn)子2平板左側(cè)平面的位置，L3I3J3的球面為排油面，I3J3的位置是當(dāng)轉(zhuǎn)子2由圖5所示紙面位置轉(zhuǎn)到如圖13所示的垂直于紙面位置時(shí)，轉(zhuǎn)子2平板右側(cè)平面的位置。整個(gè)殼體1關(guān)于球臺(tái)中心03對(duì)稱。圖12中示出了墊塊5的形狀。墊塊5是一段圓環(huán)，其外側(cè)面A4是半徑與殼體1 空心圓環(huán)E3外徑相等的柱面，內(nèi)側(cè)面B4是半徑與殼體1球面F3半徑相等的球面，兩腰部 C4和D4是半徑與葉片3底面柱面El的半徑相等的柱面，墊塊5的厚度與葉片3厚度相同。 墊塊5形狀為軸對(duì)稱。如圖6所示，本發(fā)明球型葉片式液壓泵裝配好后，各部件的中心01、02、03重合。 本發(fā)明的運(yùn)行工作原理如下如圖15，在葉片液壓馬達(dá)的一端，轉(zhuǎn)子2，葉片3，密封條
4和殼體1將油腔分割成三個(gè)各自獨(dú)立的密封腔Ql，Q2和Q3。在轉(zhuǎn)子2的一端，當(dāng)轉(zhuǎn)子2 處于進(jìn)油開始位置(如圖10或6a)時(shí)，高壓油從殼體的進(jìn)油面進(jìn)入油腔Q1，如圖15，這時(shí)油腔Q3已經(jīng)充滿了高壓油，而油腔Q2則為低壓油，三個(gè)油腔形成的壓差，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生扭矩，使轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，繼而推動(dòng)葉片逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，油腔Q2里的低壓油通過殼體的排油面排出。當(dāng)高壓油繼續(xù)從殼體的進(jìn)油面進(jìn)入油腔Ql時(shí)，轉(zhuǎn)子繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到圖16位置，并繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，油腔Q3從高壓進(jìn)油腔繼而變成低壓排油腔，而高壓油則繼續(xù)進(jìn)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(dòng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，如圖17。這時(shí)Ql為高壓進(jìn)油腔，Q2和Q3為低壓排油腔。當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圖14位置時(shí)，排油腔Q2里的低壓油排盡，而Ql仍為高壓進(jìn)油腔，Q3仍為低壓排油腔， 這時(shí)高壓油又從殼體的進(jìn)油面進(jìn)入新的高壓進(jìn)油腔，推動(dòng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到圖16位置時(shí)，油腔Ql從高壓進(jìn)油腔繼而變成低壓排油腔，這時(shí)Q3仍為低壓排油腔，而高壓油繼續(xù)進(jìn)入新的高壓進(jìn)油腔，推動(dòng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。如此周而復(fù)始，推動(dòng)轉(zhuǎn)子不斷逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在液壓馬達(dá)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(qǐng)(專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810162987. 1)相比，密封條由四條變?yōu)閮蓷l，與一個(gè)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(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，而且提高了密封效果和可靠性。同時(shí)，轉(zhuǎn)子中間由球面變?yōu)闇?zhǔn)圓臺(tái)，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(shí)施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對(duì)本方面進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本方面作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種殼配油式球形葉片液壓馬達(dá)，其特征在于，它包括殼體(1 )、轉(zhuǎn)子(2)、兩個(gè)葉片 (3)、兩個(gè)密封條(4)和兩個(gè)墊塊(5)；轉(zhuǎn)子(2)位于中心，殼體(1)位于外部，兩個(gè)葉片(3) 分別位于轉(zhuǎn)子(2)的兩側(cè)，并安放在殼體(1)對(duì)角的的空心圓環(huán)(即導(dǎo)向槽)內(nèi)，與轉(zhuǎn)子(2) 成一個(gè)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(gè)平面與轉(zhuǎn)子(2)的圓臺(tái)側(cè)面相切，密封條(4)位于轉(zhuǎn)子(2)和葉片(3)之間，其平面一側(cè)與轉(zhuǎn)子 (2)的一個(gè)平面貼合，柱面一側(cè)則與葉片(3)的柱面El貼合，墊塊(5)位于殼體(1)對(duì)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(quán)利要求1所述一種殼配油式球形葉片液壓馬達(dá)，其特征在于，所述葉片(3)由兩個(gè)平面Al、Bl和兩個(gè)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E3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(diǎn)Kl為過球心01的垂直對(duì)稱軸與柱面El的交點(diǎn)；兩個(gè)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)厚度與殼體(1)的空心圓環(huán)寬度相等；OlKl的長(zhǎng)度為轉(zhuǎn)子(2)平板厚度的一半和密封條(4)的高度之和；所述密封條(4)上側(cè)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(cè)是一平面，球心01與該下側(cè)平面的垂直距離為轉(zhuǎn)子(2)平板厚度的一半，柱面Gl是中心為01、半徑與轉(zhuǎn)子(2)柱面P2半徑相等的柱面，球面Fl是球心為01、半徑與殼體(1)球面 F3半徑相等的球面，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；葉片(3)和密封條(4)均為軸對(duì)稱；所述轉(zhuǎn)子(2)當(dāng)中是一塊平板，G2和H2是兩相同的準(zhǔn)圓臺(tái)部分側(cè)面，位于平板中間兩腰處，其中一個(gè)準(zhǔn)圓臺(tái)下底為B2，上底與平板相接處是中心為02半徑與密封條(4)中間Gl 半徑相同的陰圓柱面P2，A2和B2是半徑相等的平行的圓平面，12和J2是平行的平板平面，E2和F2是球心為02的左右外側(cè)大球面，位于平面12和J2之間，兩平行平面12和J2 的距離為轉(zhuǎn)子(2)平版厚度，K2M2的直線段長(zhǎng)度為轉(zhuǎn)子(2)的寬度，整個(gè)轉(zhuǎn)子(2)不僅關(guān)于中心02對(duì)稱，也是軸對(duì)稱；所述殼體(1)是兩頭平行截掉兩個(gè)球冠的腰鼓形球面，厚度與轉(zhuǎn)子(2)的寬度K2M2相等，頂面A3和底面B3是半徑相等的平行的圓平面，球面F3是以03為球心，半徑與轉(zhuǎn)子(2) 左右外側(cè)大球面E2和F2的半徑相等的球面，殼體(1)球面的對(duì)角是一空心圓環(huán)，空心圓環(huán)的兩個(gè)側(cè)面C3和D3是平行的平面圓環(huán)，E3是中心軸通過03的柱面，位于殼體(1)的對(duì)角線上，空心圓環(huán)平行的兩平面C3和D3的空間位置以如下而定保證裝配好后C3和D3兩平面與相應(yīng)的轉(zhuǎn)子(2)兩圓臺(tái)側(cè)面G2和H2分別貼合，K3G3H3的球面為進(jìn)油面，G3H3的位置是當(dāng)轉(zhuǎn)子(2)由紙面位置轉(zhuǎn)到垂直于紙面位置時(shí)轉(zhuǎn)子(2)平板左側(cè)平面的位置，L3I3J3的球面為排油面，I3J3的位置是當(dāng)轉(zhuǎn)子(2)由紙面位置轉(zhuǎn)到垂直于紙面位置時(shí)，轉(zhuǎn)子(2)平板右側(cè)平面的位置；整個(gè)殼體(1)關(guān)于球臺(tái)中心03對(duì)稱；所述墊塊(5)是一段圓環(huán)，其外側(cè)面A4是半徑與殼體(1)空心圓環(huán)E3外徑相等的柱面，內(nèi)側(cè)面B4是半徑與殼體(1)球面F3半徑相等的球面，兩腰部C4和D4是半徑與葉片(3) 底面柱面El的半徑相等的柱面，墊塊(5)的厚度與葉片(3)厚度相同；墊塊(5)形狀為軸對(duì)稱；高壓油從殼體(1)的球面K3G3H3的進(jìn)油面輸入，低壓油從殼體(1)的球面L3I3J3的排油面輸出，液壓馬達(dá)輸出力矩至負(fù)載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種殼配油式球形葉片液壓馬達(dá)，它包括殼體、轉(zhuǎn)子、兩個(gè)葉片、兩個(gè)密封條兩個(gè)墊塊；轉(zhuǎn)子位于中心，殼體位于外部，兩個(gè)葉片分別位于轉(zhuǎn)子的兩側(cè)，并安放在殼體對(duì)角的的空心圓環(huán)內(nèi)，與轉(zhuǎn)子成一個(gè)角度，該角度的正切為殼體高度與殼體底圓直徑之比；密封條位于轉(zhuǎn)子和葉片之間，其平面一側(cè)與轉(zhuǎn)子的一個(gè)平面貼合，柱面一側(cè)則與葉片的柱面E1貼合，墊塊位于殼體對(duì)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；本發(fā)明所有密封處均為面密封，效率高，比功率大，輸出扭矩大，結(jié)構(gòu)緊湊，壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)F03C2/30GK102562431SQ20111045341
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者金波, 陳行 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)