压力油膜密封摆叶马达的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种压力油膜密封摆叶马达，包括具有转子安装孔的定子及转子，转子上设有第一凸起，转子安装孔内设有第二凸起，第一凸起与侧壁及第二凸起与转子之间均设有间隙，第一凸起上设有第一压力油槽和第二压力油槽，第一压力油槽和第二压力油槽的长度方向与转子的轴线平行，第二凸起上设有第三压力油槽和第四压力油槽，第三压力油槽和第四压力油槽的长度方向与转子的轴线平行，转子上设有第一供油孔和第二供油孔，第一供油孔与第一压力油槽连通，第二供油孔与第二压力油槽连通，定子上设有第三供油孔和第四供油孔，第三供油孔与第三压力油槽连通，第四供油孔与第四压力油槽连通。上述方案，具有摩擦力、摩擦力矩小，泄漏量小及可靠性高的优点。
【专利说明】压力油膜密封摆叶马达
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压马达【技术领域】，尤其涉及一种压力油膜密封摆叶马达。
【背景技术】
[0002]液压伺服系统由于功率密度大、调速范围宽和力矩惯量比高等优点，被广泛应用高精度控制领域中，如国防、医疗和航空航天等领域。液压执行机构为液压伺服系统的重要组成部分，是执行液压伺服系统任务的环节。从运动形式上，液压执行机构可分为直线式和摆动式，前者输出直线位移，后者输出旋转角度。液压执行机构的密封性能对整个系统有着非常重要的影响，它的密封性能指标主要为泄漏量、摩擦力、摩擦力矩和可靠性等。泄漏量和摩擦力、摩擦力矩的增加会导致液压伺服系统动态特性下降、刚度降低、阻尼比增大，在低速运行情况下增大爬行现象；密封的可靠性影响整个系统的正常工作，甚至人员安全，如飞机上的液压执行机构中的密封失效会导致造成飞机坠毁等。
[0003]目前，国内外的液压执行机构，如液压摆叶马达一般采用接触式的密封形式，其中采用接触式的密封由密封造成的泄漏量小，但摩擦力、摩擦力矩大，密封件可靠性低，导致液压摆叶马达的可靠性低。
【发明内容】
[0004]在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0005]本发明提供一种压力油膜密封摆叶马达，用以解决现有液压摆叶马达摩擦力、摩擦力矩大，可靠性低的问题。
[0006]本发明提供一种压力油膜密封摆叶马达，包括具有转子安装孔的定子，所述转子安装孔内转动连接有转子，所述转子上至少设置有一个凸向所述转子安装孔的侧壁的第一凸起，所述转子安装孔的侧壁上至少设置有一个凸向所述转子的第二凸起，所述第一凸起与所述侧壁及所述第二凸起与所述转子之间均设置有形成压力油膜的间隙，所述第一凸起朝向所述侧壁的端面设置有第一压力油槽和第二压力油槽，所述第一压力油槽和所述第二压力油槽并排设置，且所述第一压力油槽和所述第二压力油槽的长度延伸方向与所述转子的轴线平行，所述第二凸起朝向所述转子的端面设置有第三压力油槽和第四压力油槽，所述第三压力油槽和第四压力油槽并排设置，且所述第三压力油槽和所述第四压力油槽的长度延伸方向与所述转子的轴线平行，所述转子上设置有第一供油孔和第二供油孔，所述第一供油孔与所述第一压力油槽连通，所述第二供油孔与所述第二压力油槽连通，所述定子上设置有第三供油孔和第四供油孔，所述第三供油孔与所述第三压力油槽连通，所述第四供油孔与所述第四压力油槽连通。
[0007]本发明提供的上述方案，在第一凸起与侧壁及第二凸起与转子之间均设置有形成压力油膜的间隙，使得在使用时，第一压力油槽和第二压力油槽，以及第三压力油槽和第四压力油槽之间可以在上述间隙中形成压力密封油膜，使转子与定子之间形成非接触式的密封，具有摩擦力、摩擦力矩小，泄漏量小及可靠性高的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。
[0009]图1为本发明实施例提供的压力油膜密封摆叶马达的半剖视图；
[0010]图2为图1的A-A剖视图；
[0011]图3为本发明实施例提供的定子的断面图；
[0012]图4为本发明实施例提供的转子于第一供油孔处的断面图；
[0013]图5为本发明实施例提供的转子于第二供油孔处的断面图；
[0014]图6为本发明实施例提供的转子的立体图；
[0015]图7为本发明实施例提供的转子的主视图；
[0016]图8为本发明实施例提供的转子的局部剖视图；
[0017]图9为本发明实施例提供的旋转进油封的主视图；
[0018]图10为图9的B-B剖视图；
[0019]图11为本发明实施例提供的压力油膜密封摆叶马达的使用状态示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
[0021]图1为本发明实施例提供的压力油膜密封摆叶马达的半剖视图；图2为图1的A-A剖视图；图3为本发明实施例提供的定子101的断面图。如图1-图3所示，本发明实施例提供的压力油膜密封摆叶马达，包括具有转子安装孔的定子101，转子安装孔内转动连接有转子106，转子106上至少设置有一个凸向转子安装孔的侧壁的第一凸起107，转子安装孔的侧壁上至少设置有一个凸向转子106的第二凸起103，第一凸起107与侧壁及第二凸起103与转子106之间均设置有形成压力油膜的间隙，第一凸起107朝向侧壁的端面设置有第一压力油槽115和第二压力油槽116，第一压力油槽115和第二压力油槽116并排设置，且第一压力油槽115和第二压力油槽116的长度延伸方向与转子106的轴线平行，第二凸起103朝向转子106的端面设置有第三压力油槽104和第四压力油槽105，第三压力油槽104和第四压力油槽105并排设置，且第三压力油槽104和第四压力油槽105的长度延伸方向与转子106的轴线平行，转子106上设置有第一供油孔114和第二供油孔117，第一供油孔114与第一压力油槽115连通，第二供油孔117与第二压力油槽116连通，定子101上设置有第三供油孔112和第四供油孔113，第三供油孔112与第三压力油槽104连通，第四供油孔113与第四压力油槽105连通。[0022]本发明中所指的转动连接是指两个相互配合的部件可以发生相对的转动。
[0023]本发明提供的上述方案，在第一压力油槽115和第二压力油槽116，以及第三压力油槽104和第四压力油槽105之间形成压力密封油膜，使转子106与定子101之间形成非接触式的密封，具有摩擦力、摩擦力矩小，泄漏量小及可靠性高的优点。
[0024]参见图4-图8，为了提高受力的均匀性及运行的精度，转子106上沿转动方向均匀设置有两个第一凸起107，两个第一凸起107上的两个第一压力油槽115中心对称且连通，两个第一凸起107上的第二压力油槽116中心对称且连通。也即在同一投影面内，两个第一压力油槽115的连线与两个第二压力油槽116的连线呈交叉形状(另可参见图11)。
[0025]另可参见图9、图10，在定子101的一侧密封固定连接有第一端盖126，第一端盖126可以是扣装在定子101的外圆周上并实现与定子101的密封连接，以防止定子101内的液压油从定子101与第一端盖126的连接处渗出，第一端盖126背离定子101的一侧固定连接有旋转进油封109，通过该旋转进油封109为转子106上的第一压力油槽115及第二压力油槽116供油。具体地，旋转进油封109包括与转子106转动配合的中心孔，中心孔的壁面上设置有并排设置的第一环槽120和第二环槽121，第一供油孔114在转子106的侧壁上具有第一开口，第一开口与所述第一环槽120连通，第二供油孔117在转子106的侧壁上具有第二开口，第二开口与第二环槽121连通，旋转进油封109上设置有第五供油孔119和第六供油孔118，第五供油孔119与第一环槽120连通，第六供油孔118与第二环槽121连通。在转子106转动过程中，第一开口一直能与第一环槽120连通,第二开口一直能与第二环槽121连通，这样，外部的压力油通过第五供油孔119、第六供油孔118分别进入到第一环槽120及第二环槽121，再分别通过第一开口、第二开口进入到第一供油孔114及第二供油孔117，最终在第一压力油槽115及第二压力油槽116之间形成用于进行非接触密封的压力油膜。采用此种结构可以可靠的、不间断的为旋转部件定子101提供形成压力油膜的油料，保证形成压力油膜的稳定性，提高该压力油膜密封摆叶马达的可靠性。
[0026]此外，在定子101背离第一端盖126的一侧密封固定有第二端盖110，第二端盖110扣转在定子101的外圆周上并实现与定子101的密封,方式定子101内的油液从定子101与第二端盖110的连接处渗出。在第二端盖110具有阶梯通孔，阶梯通孔的大径孔段背离定子101，大径孔段内设置有与转子106配合的轴承111，通过将大径孔段设置在背离定子101的位置，可以防止轴承111对定子101内的液压油造成不良影响，而影响该压力油膜密封摆叶马达的性能。阶梯通孔的小径孔段设置有密封槽，密封槽内设置有与转子106密封配合的密封圈。
[0027]为了保护轴承，防止灰尘给轴承带来不利影响，在第二端盖110上设置有封盖轴承的轴承盖108，以对轴承进行保护。
[0028]为了防止第一环槽120与第二环槽121内的油液相互连通，而影响到密封油膜的密封效果，则至少在第一环槽120和第二环槽121之间设置有第一密封槽122,第一密封槽122内设置有与转子106密封配合的第一密封圈，通过设置密封圈将第一环槽120及第二环槽121进行隔断，使第一环槽120与第二环槽121内的油液不相同，保证了所形成的压力油膜的密封效果。
[0029]另外，在第一环槽120及第二环槽121背离第一密封槽122的一侧均设置有第二密封槽123，各第二密封槽123内均设置有与转子106密封配合的第二密封圈。通过设置第二密封圈可以防止油液从第一环槽120及第二环槽121背离第一密封槽122的一侧泄露，保证了第一环槽120及第二环槽121内的压力稳定，进而保证了所形成的压力油膜的密封效果。
[0030]如图11所示，以转子106上均与设置有两个第一凸起107，定子101上设置有两个第二凸起103为例进行说明。通过两个第一凸起107和两个第二凸起103，将定子101内的空腔分隔为两组工作腔(其中，一个第一凸起107与一个第二凸起103每组一个工作腔，两个第一凸起107与两个第二凸起103每组两个工作腔，以此类推)，即A组腔和B组腔，A组腔有两个A腔，B组腔有两个B腔。通过控制伺服阀125来调节A腔与B腔的压差来控制该压力油膜密封摆叶马达的输出转矩及转角。通过压力油膜密封阀块124输出A’和B’两路油，分别通往定第一凸起107的第一压力油槽115、第二凸起103的第三压力油槽104，以及第一凸起107的第二压力油槽116、第二凸起103的第四压力油槽105。其中，第一凸起107的第一压力油槽115，也即A’ 口在靠近A腔的位置，第一凸起107的第二压力油槽116，也即B’ 口在靠近B腔的位置。通过调节压力油膜密封阀块124，使A’ 口的压力等于A腔的压力，B’ 口的压力等于B腔的压力，根据流体动力学的理论可知，由该压力油膜密封摆叶马达的高压腔流到低压腔的流量大大减小，这样，在第一压力油槽115与第二压力油槽116就形成了高压油膜以实现该压力油膜密封摆叶马达A、B腔的密封。采用此种油膜密封，为非接触式密封，定子101与转子106之间的摩擦力、摩擦力矩仅为压力油膜的粘性摩擦力、摩擦力矩，大大降低了由密封接触引起的摩擦力、摩擦力矩，由于压力油膜产生的密封，很好的组织了 A、B两腔之间的泄露，克服了因采用密封元件，在磨损、氧化及冲击等原因下造成密封元件实效，而导致液压执行机构不能正常工作的问题。
[0031]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种压力油膜密封摆叶马达，包括具有转子安装孔的定子，所述转子安装孔内转动连接有转子，所述转子上至少设置有一个凸向所述转子安装孔的侧壁的第一凸起，所述转子安装孔的侧壁上至少设置有一个凸向所述转子的第二凸起，其特征在于， 所述第一凸起与所述侧壁及所述第二凸起与所述转子之间均设置有形成压力油膜的间隙，所述第一凸起朝向所述侧壁的端面设置有第一压力油槽和第二压力油槽，所述第一压力油槽和所述第二压力油槽并排设置，且所述第一压力油槽和所述第二压力油槽的长度延伸方向与所述转子的轴线平行； 所述第二凸起朝向所述转子的端面设置有第三压力油槽和第四压力油槽，所述第三压力油槽和第四压力油槽并排设置，且所述第三压力油槽和所述第四压力油槽的长度延伸方向与所述转子的轴线平行； 所述转子上设置有第一供油孔和第二供油孔，所述第一供油孔与所述第一压力油槽连通，所述第二供油孔与所述第二压力油槽连通，所述定子上设置有第三供油孔和第四供油孔，所述第三供油孔与所述第三压力油槽连通，所述第四供油孔与所述第四压力油槽连通。
2.根据权利要求1所述的压力油膜密封摆叶马达，其特征在于，所述转子上沿转动方向均匀设置有两个所述第一凸起，两个所述第一凸起上的两个所述第一压力油槽中心对称且连通，两个所述第一凸起上的所述第二压力油槽中心对称且连通。
3.根据权利要求1或2所述的压力油膜密封摆叶马达，其特征在于，所述定子的一侧密封固定连接有第一端盖，所述第一端盖背离所述定子的一侧固定连接有旋转进油封，所述旋转进油封包括与所述转子转动配合的中心孔，所述中心孔的壁面上设置有并排设置的第一环槽和第二环槽，所述第一供油孔在所述转子的侧壁上具有第一开口，所述第一开口与所述第一环槽连通，所述第二供油孔在所述转子的侧壁上具有第二开口，所述第二开口与所述第二环槽连通，所述旋转进油封上设置有第五供油孔和第六供油孔，所述第五供油孔与所述第一环槽连通，所述第六供油孔与所述第二环槽连通。
4.根据权利要求3所述的压力油膜密封摆叶马达，其特征在于，所述定子背离所述第一端盖的一侧密封固定有第二端盖，所述第二端盖具有阶梯通孔，所述阶梯通孔的大径孔段背离所述定子，所述大径孔段内设置有与所述转子配合的轴承，所述阶梯通孔的小径孔段设置有密封槽，所述密封槽内设置有与所述转子密封配合的密封圈。
5.根据权利要求4所述的压力油膜密封摆叶马达，其特征在于，所述第二端盖上设置有封盖所述轴承的轴承盖。
6.根据权利要求4所述的压力油膜密封摆叶马达，其特征在于，至少所述第一环槽和所述第二环槽之间设置有第一密封槽，所述第一密封槽内设置有与所述转子密封配合的第一密封圈。
7.根据权利要求6所述的压力油膜密封摆叶马达，其特征在于，所述第一环槽及所述第二环槽背离所述第一密封槽的一侧均设置有第二密封槽，各所述第二密封槽内均设置有与所述转子密封配合的第二密封圈。
【文档编号】F03C4/00GK103711638SQ201310744342
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】焦宗夏, 王增, 尚耀星, 吴帅, 赵龙飞 申请人:北京航空航天大学