油乳介質(zhì)通用非圓行星齒輪液壓馬達的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種液壓元器件，具體說是涉及一種油乳介質(zhì)通用非圓行星齒輪液壓馬達。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓技術(shù)是一種利用有壓液體做介質(zhì)，實現(xiàn)動力控制和傳遞的先進工程技術(shù)，從1795年世界上第一臺水壓機誕生時算起，已有二百多年的發(fā)展歷史?，F(xiàn)在，液壓技術(shù)已發(fā)展成為一個完整獨立的學(xué)科體系，是現(xiàn)代工程技術(shù)的重要組成部分，被廣泛應(yīng)用在國民經(jīng)濟建設(shè)各個領(lǐng)域，成為一個國家工業(yè)發(fā)展和技術(shù)水平的重要標志之一。
[0003]液壓馬達是液壓技術(shù)領(lǐng)域中的重要執(zhí)行元器件，可以把液體介質(zhì)壓力直接轉(zhuǎn)換成機械能用于驅(qū)動負載工作部件，應(yīng)用十分廣泛，備受多方關(guān)注。在液壓馬達家族中，低速大扭矩液壓馬達因其具有轉(zhuǎn)速低、輸出扭矩大、換向快速靈活、無需配置減速裝置直接驅(qū)動負載工作部件等技術(shù)特性，是工程機械、起重機械、礦山機械、農(nóng)業(yè)機械、注塑機械等主機產(chǎn)品都必須選擇使用的基礎(chǔ)配套元器件。
[0004]低速大扭矩液壓馬達經(jīng)過長時間的對比篩選和發(fā)展完善，逐漸形成了擺線式、葉片式、柱塞式、齒輪式等4種結(jié)構(gòu)類型，基本可以滿足不同技術(shù)領(lǐng)域各類主機產(chǎn)品的技術(shù)要求，至今依然是需要低速旋轉(zhuǎn)頻繁變向傳動主機產(chǎn)品的首選主流配套傳動部件。但是，由于受到技術(shù)發(fā)展階段限制，這些傳統(tǒng)的低速大扭矩液壓馬達在不同程度上都分別存在著結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、體積質(zhì)量較大、主機安裝布置困難、運行穩(wěn)定性低、容積機械效率不高、使用壽命較短等缺陷，制約或限制著低速大扭矩液壓馬達的應(yīng)用范圍。為適應(yīng)現(xiàn)代先進工程技術(shù)發(fā)展需要，很早以前就有一些西方工業(yè)發(fā)達國家把提升低速大扭矩液壓馬達技術(shù)水平、解決好存在的技術(shù)缺陷列為重點科研課題進行試驗研究。1977年，波蘭科學(xué)家B.Sieniawski首先將非圓行星齒輪機構(gòu)成功地應(yīng)用在液壓馬達的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計中，并開發(fā)研制出一種全新結(jié)構(gòu)形式的低速大扭矩液壓馬達。這種結(jié)構(gòu)類型的低速大扭矩液壓馬達，經(jīng)過各國工程技術(shù)人員的不斷充實完善提高，逐漸發(fā)展成為具有整體結(jié)構(gòu)緊湊、體積質(zhì)量較小、主機安裝布置方便、運行平穩(wěn)、容積機械效率高、使用壽命長等突出特點的高新技術(shù)產(chǎn)品。西方業(yè)內(nèi)人士統(tǒng)稱這種結(jié)構(gòu)類型的液壓馬達為“非圓行星齒輪液壓馬達”，并贊譽其“為低速大扭矩液壓馬達的技術(shù)進步實現(xiàn)了新突破”，“為低速大扭矩液壓馬達的產(chǎn)業(yè)發(fā)展開辟了新方向”。
[0005]西方工業(yè)發(fā)達國家憑借先進科學(xué)技術(shù)和強大生產(chǎn)制造能力，經(jīng)過短短三十多年的發(fā)展建設(shè)，使非圓行星齒輪液壓馬達的推廣應(yīng)用得到了快速發(fā)展，生產(chǎn)制造能力得到了極大提升，并逐漸形成以德國DUSTER10公司、波蘭海德曼液壓動力有限公司、英國STAFFA公司、法國波克蘭馬達公司、意大利CALZ0NT公司、日本KAYAB公司等為代表的大型跨國集團公司。這些大型跨國集團公司，充分利用擁有商標、專利、技術(shù)標準等技術(shù)優(yōu)勢和強大生產(chǎn)制造能力，不僅規(guī)范引導(dǎo)非圓行星齒輪液壓馬達的技術(shù)發(fā)展方向，而且壟斷控制著非圓行星齒輪液壓馬達世界市場的交易對象和交易價格。
[0006]我國目前生產(chǎn)和應(yīng)用的低速大扭矩液壓馬達，絕大多數(shù)都屬于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型，與先進的非圓行星齒輪液壓馬達相比差距十分明顯，很難適應(yīng)現(xiàn)代先進工程技術(shù)快速發(fā)展的需要。進入二十一世紀以后，在市場需求強勁和國外產(chǎn)品大量涌進的雙重壓力推動下，我國直接參與非圓行星齒輪液壓馬達開發(fā)研制的高等院校、科研單位和生產(chǎn)企業(yè)越來越多，有很多科研成果和專利技術(shù)開始陸續(xù)公開，但整體上仍處于技術(shù)理論研究或樣機試驗試制階段。最近幾年，雖然已有幾種非圓行星齒輪液壓馬達陸續(xù)投放市場，但基本上屬于試用驗證階段，均未形成大批量規(guī)模生產(chǎn)能力；有幾家合資企業(yè)引進西方工業(yè)發(fā)達國家技術(shù)生產(chǎn)的非圓行星齒輪液壓馬達產(chǎn)品，仍存在著齒面磨損較快、軸承壽命短、加工制造難度高、成本費用大、市場競爭能力低等缺陷，因此我國很多高新技術(shù)主機產(chǎn)品需要配置的低速大扭矩液壓馬達，絕大多數(shù)依靠直接從國外購買配套。
[0007]本發(fā)明專利長期緊密跟蹤國內(nèi)外非圓行星齒輪液壓馬達技術(shù)領(lǐng)域的最新科研成果及技術(shù)發(fā)展趨勢，在認真分析研究我國目前生產(chǎn)和應(yīng)用低速大扭矩液壓馬達存在不足和弱點基礎(chǔ)上，同時結(jié)合快速發(fā)展普及高水基乳化液對液壓馬達腐蝕、泄漏、磨損、生銹等技術(shù)問題提出的更高要求，緊緊圍繞液壓馬達的整體結(jié)構(gòu)布置安排、非圓行星齒輪機構(gòu)設(shè)計，運行技術(shù)參數(shù)選擇確定、油乳介質(zhì)通用條件等關(guān)鍵核心技術(shù)內(nèi)容，有針對性采取多項創(chuàng)新技術(shù)措施，研究設(shè)計出一種油乳介質(zhì)通用非圓行星齒輪液壓馬達。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明專利擬解決的技術(shù)問題。
[0009]本發(fā)明專利在認真分析研究我國目前生產(chǎn)和應(yīng)用低速大扭矩液壓馬達存在不足和弱點基礎(chǔ)上，研究設(shè)計出一種將非圓行星齒輪機構(gòu)與液壓馬達技術(shù)進行科學(xué)集成整合后，使其具有整體結(jié)構(gòu)緊湊、體積質(zhì)量小、主機安裝布置方便、啟動扭矩大、轉(zhuǎn)動慣量小、運行平穩(wěn)、容積機械效率高、使用壽命長、油乳介質(zhì)通用等突出技術(shù)特性的低速大扭矩液壓馬達，解決好傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型液壓馬達長期存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積質(zhì)量大、主機安裝布置困難、運行穩(wěn)定性差、容積機械效率不高、使用壽命較短等技術(shù)難題。
[0010]本發(fā)明專利解決技術(shù)問題采取的技術(shù)方案。
[0011]本發(fā)明專利解決的技術(shù)問題，通過以下技術(shù)方案預(yù)以實現(xiàn):研究設(shè)計出一種將非圓行星齒輪機構(gòu)與液壓馬達技術(shù)相結(jié)合的油乳介質(zhì)通用非圓行星齒輪液壓馬達，包括馬達外殼、非圓行星齒輪機構(gòu)、配液裝置、動力輸出裝置、橡膠密封系統(tǒng)等主要工作部件。
[0012]所述的馬達外殼，設(shè)計成由馬達殼體、底端封蓋、前端壓蓋等零部件組成，均選擇使用高強度防爆鋁合金鑄件加工制成，以包容方式安裝連接液壓馬達所有工作部件。馬達殼體上設(shè)有左右2條進排液管道，通過液壓軟管分別與配置的液壓換向閥相連接，引進或排出壓力液體；調(diào)節(jié)壓力液體的進出流量，可以有效控制液壓馬達轉(zhuǎn)速；切換進排液管道的進、排液位置，可以快速轉(zhuǎn)換動力輸出軸旋轉(zhuǎn)方向。馬達殼體內(nèi)壁上，安裝固定有非圓行星齒輪機構(gòu)的六角形內(nèi)齒圈，非圓行星齒輪機構(gòu)的四角形外齒太陽輪通過聯(lián)軸鋼球與動力輸出軸相連接；在非圓行星齒輪機構(gòu)的左、右兩側(cè)，分別安裝固定有配液裝置的左、右配液盤，通過配液盤上設(shè)有的進排配液孔，分別與馬達殼體上設(shè)有的進排液管道和非圓行星齒輪機構(gòu)中形成的密閉工作腔相連通，承擔(dān)壓力液體的流進或排出功能。馬達殼體底端安裝固定有動力輸出裝置的軸承座，軸承座上裝有深溝球軸承，馬達殼體前端裝有動力輸出裝置的圓柱滾子軸承，兩塊軸承均直接與動力輸出軸相連接。底端封蓋和前端壓蓋，分別通過緊固羅釘安裝固定在馬達殼體底端和前端的端面上，形成對安裝連接在馬達殼體內(nèi)所有工作部件的密封保護，構(gòu)成油乳介質(zhì)通用非圓行星齒輪液壓馬達的整機結(jié)構(gòu)形象。
[0013]馬達外殼選擇使用高強度防爆鋁合金鑄件加工制成，選擇采用以包容方式安裝連接液壓馬達所有工作部件的結(jié)構(gòu)布置形式，具有整體結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、主機安裝布置方便、防銹抗腐能力強、防爆安全性能好等技術(shù)特性，可以滿足液壓馬達在易燃易爆環(huán)境中安全作業(yè)的技術(shù)條件要求，也能適應(yīng)快速發(fā)展普及高水基乳化液做壓力液體的技術(shù)性能需要，有利于拓展擴大低速大扭矩液壓馬達的應(yīng)用范圍。
[0014]所述的非圓行星齒輪機構(gòu)，設(shè)計成由一個非圓六角形內(nèi)齒圈、一個非圓四角形外齒太陽輪、十個圓柱形行星齒輪組成，整體安裝布置在左、右配液盤之間，六角形內(nèi)齒圈直接安裝固定在馬達殼體的內(nèi)壁上，四角形外齒太陽輪通過聯(lián)軸鋼球安裝固定在動力輸出軸上，圓柱形行星齒輪安裝布置在六角形內(nèi)齒圈與四角形外齒太陽輪之間。非圓行星齒輪機構(gòu)，通過輪齒嚙合形式使圓柱形行星齒輪同時與六角形內(nèi)齒圈和四角形外齒太陽輪相連接，由相鄰2個圓柱形行星齒輪、六角形內(nèi)齒圈、四角形外齒太陽輪的左、右兩側(cè)齒端與配液裝置的左、右配液盤實現(xiàn)全面嚴密滑動接觸，構(gòu)成液壓馬達的10個硬密封密閉工作腔。液壓馬達運行時，由壓力液體進出壓差的切向不平衡力產(chǎn)生出強大扭矩，推動圓柱形行星齒輪產(chǎn)生自轉(zhuǎn)，并圍繞四角形外齒太陽輪進行公轉(zhuǎn)移動；相鄰2個圓柱形行星齒輪在公轉(zhuǎn)移動過程中，會連續(xù)不斷開啟或遮蔽左、右配液盤上分別設(shè)有的進排配液孔，控制壓力液體在密閉工作腔內(nèi)進行連續(xù)反復(fù)的流進或排出，使密閉工作腔內(nèi)的壓力液體體積發(fā)生周期性變化。各密閉工作腔內(nèi)壓力液體連續(xù)反復(fù)流進、排出的轉(zhuǎn)換過程，就是推動圓柱形行星齒輪進行連續(xù)不斷自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)移動過程；在這個過程中，圓柱形行星齒輪驅(qū)動四角形外齒太陽輪產(chǎn)生連續(xù)不斷旋轉(zhuǎn)，通過聯(lián)軸鋼球帶動動力輸出軸進行同步旋轉(zhuǎn)輸出扭矩。研究設(shè)計出這種結(jié)構(gòu)布置形式的非圓行星齒輪機構(gòu)