一种非圆轮系乳化液马达[发明专利]

[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 1912401A [43]公开日2007年2月14日
[21]申请号200610088465.2[22]申请日2006.08.24
[21]申请号200610088465.2
[71]申请人徐州非圆机械科技有限公司
地址221000江苏省徐州市贾汪区韩场
[72]发明人陈国强 窦立宏 [74]专利代理机构徐州市三联专利事务所代理人周爱芳
[51]Int.CI.F15B 15/08 (2006.01)
权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页
[54]发明名称
一种非圆轮系乳化液马达
[57]摘要
本发明公开了一种非圆轮系乳化液马达。

该马
达具有自动间隙补偿功能的工作腔。

这种工作腔由
一个非圆轮系及前后两块侧板构成，其中非圆轮系
具有侧向间隙自动保持功能，前侧板具有轴向间隙
自动补偿功能。

由于这种工作腔的轴向及径向都具
备使密封运动间隙始终保持在微米级的功能，解决
了常规结构马达不能使用乳化液作为工作介质的问
题。

实践证明，采用这种结构的马达在使用乳化液
作为工作介质时具有很高的容积效率和使用寿命，
并且还具有制造工艺简单，起动扭矩大、传动平稳、
噪声低、密封性好等优点。

200610088465.2权 利 要 求 书第1/1页 1、一种非圆轮系乳化液马达，具有由一个心轮、一个周轮与一组行星齿轮构成的非圆轮系及前后两块侧板构成的工作腔，其特征在于：
A、马达的工作腔具有自动间隙补偿功能，其中非圆轮系具有侧向间隙自动保持功能，前侧板具有轴向间隙自动补偿功能；
B、一个心轮、一个周轮与一组行星齿轮构成的非圆轮系，其中心轮是椭圆形，行星齿轮的个数等于心轮与周轮的边数之和，配油孔的个数为周轮边数的二倍；齿轮的压力角介于28-30°之间。

2、根据权利要求1所述的一种非圆轮系乳化液马达，其特征在于：所述的具有自动间隙补偿功能的工作腔，在前侧板面对工作腔的那面，镶嵌有一块可以在轴向进行微量移动的补偿板，在补偿板背对工作腔的那面上，装有具有弹性的补偿环，补偿板的外形与周轮的内曲线形状一致并略小，在后侧板上分布进液口和出液口。

200610088465.2说 明 书第1/3页
一种非圆轮系乳化液马达
技术领域
本发明属于行星齿轮式液压动力执行机构技术领域，具体地说，涉及以乳化液为工作介质的一种非圆轮系乳化液马达。

背景技术
液压马达是一种应用极为广泛的液压执行元件，其结构形式多种多样，常见的有柱塞式马达、叶片式马达、内曲线马达等，通常都是以矿物油作为工作介质的。

但并不是任何场合都适宜使用矿物油的，譬如在煤矿的井下，经常使用的工作介质是乳化液，因此就需要使用以乳化液作为工作介质的液压马达。

常规结构的液压马达在使用乳化液作为工作介质时，存在很多问题，比如容积效率很低、使用寿命很短等。

这主要是由于乳化液不同于矿物油的性质所决定的。

具体如下：
1、与矿物油相比，乳化液的性质接近于水，难以形成具有密封作用的水膜。

因此，在相同的密封间隙条件下，乳化液的泄露量将远远超过矿物油的泄漏量，这会导致液压马达的工作压力及容积效率急剧下降，甚至于不能使用。

2、与矿物油相比，乳化液不具备良好的润滑功能，这会使液压马达的摩擦副快速磨损，缩短寿命；
3、与矿物油相比，乳化液难以在金属表明形成保护膜，这对液压马达的金属部件有很强的腐蚀作用，严重影响马达的使用性能及寿命。

因此，常规结构的液压马达在使用乳化液作为工作介质基本是行不通的。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种非圆轮系乳化液马达，用以克服常规液压马达的缺点，使该马达在以乳化液为工作介质的工况下容积效率高、起动扭矩大、使用寿命长，而且转动平稳、噪声低、密封好、强度大。

本发明的解决方案是：为保证马达的容积效率达到额定的要求，必须解决乳化液的泄露问题，最直接的办法就是减小摩擦副之间的密封间隙使之始终保持在微米级。

而柱塞式马达、叶片式马达、内曲线马达的是不可能始终达到上述间隙
的。

本发明技术方案的核心就是设计一种具有自动间隙补偿功能的工作腔。

这种工作腔由一个非圆轮系及前后两块侧板构成，其中非圆轮系具有侧向间隙自动保持功能，前侧板具有轴向间隙自动补偿功能。

其具体技术方案如下：一种非圆轮系乳化液马达，具有由一个心轮、一个周轮与一组行星齿轮构成的非圆轮系及前后两块侧板构成的工作腔，其特征在于： A、马达的工作腔具有自动间隙补偿功能，其中非圆轮系具有侧向间隙自动保持功能，前侧板具有轴向间隙自动补偿功能；
B、一个心轮、一个周轮与一组行星齿轮构成的非圆轮系，其中心轮是椭圆形，行星齿轮的个数等于心轮与周轮的边数之和，配油孔的个数为周轮边数的二倍；齿轮的压力角介于28-30°之间。

所述的具有自动间隙补偿功能的工作腔，在前侧板面对工作腔的那面，镶嵌有一块可以在轴向进行微量移动的补偿板，在补偿板背对工作腔的那面上，装有具有弹性的补偿环，补偿板的外形与周轮的内曲线形状一致并略小，在后侧板上分布进液口和出液口。

心轮及周轮根据其周边数有多种配伍，行星轮的个数等于周轮与心轮的周边数之和。

这种轮系在工作时，由于乳化液对行星齿轮产生很大的侧压，行星齿轮在与心轮及周轮的啮合时，是被紧密地压在一起的，即使非圆轮系经过长时间使用发生磨损，依然还是被紧密地压在一起，因此，非圆轮系具有的侧向间隙保持功能能够使乳化液产生泄露的侧向间隙保持在微米级范围内。

非圆轮系乳化液马达的前侧板采取一种组合结构。

具体来说，就是在前侧板面对工作腔的那面，镶嵌有一块可以在轴向进行微量移动的侧板，也可称之为补偿板。

该补偿板外形与周轮的内曲线一致并略小，在背对工作腔的那面上，装有具有弹性的补偿环。

当马达的心轮及行星轮产生磨损后，由于补偿环的作用，使补偿板在轴向产生微量移动，从而使心轮、行星轮的端面始终与前后侧板紧密贴合，始终保持在微米级范围内。

由于这种轮系的轴向及径向都具备使密封运动间隙始终保持在微米级的功能，这就同时解决了由于乳化液润滑不良及易腐蚀给马达带来的容积效率及寿命
下降的问题。

由于采用了上述结构，常规结构的液压马达在使用乳化液作为工作介质存在的问题得到了彻底解决。

利用上述技术制造出来的液压马达，在使用乳化液作为工作介质时，额定工作压力可达25-31.5MPa，容积效率达80％以上，转速0.2 -800转/分，额定工况下的连续使用寿命超过4000小时。

本发明的有益效果是：克服了传统液压马达不能使用乳化液作为工作介质的缺点，并且具有制造工艺简单、成本低、在额定工况下性能指标好、起动扭矩大、传运平稳、噪声低、密封好、强度大、抗污染等特点，明显优于现行各类液压马达。

附图说明
下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明。

图1是本发明总体结构示意图。

图2是图1的A-A′剖视图。

图中：1、进液口，2、出液口，3、前侧板，4、行星齿轮，5、周轮，6、螺钉，7、后侧板，8、补偿板，9、心轮，10、配流孔，11、补偿环，12、配流盘。

具体实施方式
如图1、图2所示，本发明的乳化液液压马达包括心轮9、周轮5及5个行星轮组成的非圆齿轮轮系，行星齿轮的个数等于心轮与周轮的边数之和，非圆轮系及前侧板3、后侧板7构成工作腔。

在前侧板面对工作腔的那面，镶嵌有一块可以在轴向进行微量移动的补偿板8，在补偿板背对工作腔的那面上，装有具有弹性的补偿环11，补偿板8的外形与周轮的内曲线形状一致并略小；在后侧板7上有进液口1、出液口2，前、后侧板3、7通过螺钉6紧固连接。

心轮9为椭圆型，周边数为二，周轮周边数为三，椭圆型心轮9、三角形周轮5形成如图2所示节曲线是唯一的。

6个配流孔10开在后侧板7上，呈对称分布，其个数为周轮5周边数的2倍。

乳化液通过配流盘12上的进液口1进入轮系、从出液口2流出。

配油孔的个数为周轮边数的二倍；齿轮的压力角介于28-30°之间。

200610088465.2说 明 书 附 图第1/2页
图1
200610088465.2说 明 书 附 图 第2/2页
图2。