油乳介质通用非圆行星齿轮液压马达的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种液压元器件，具体说是涉及一种油乳介质通用非圆行星齿轮液压马达。
【背景技术】
[0002]液压技术是一种利用有压液体做介质，实现动力控制和传递的先进工程技术，从1795年世界上第一台水压机诞生时算起，已有二百多年的发展历史。现在，液压技术已发展成为一个完整独立的学科体系，是现代工程技术的重要组成部分，被广泛应用在国民经济建设各个领域，成为一个国家工业发展和技术水平的重要标志之一。
[0003]液压马达是液压技术领域中的重要执行元器件，可以把液体介质压力直接转换成机械能用于驱动负载工作部件，应用十分广泛，备受多方关注。在液压马达家族中，低速大扭矩液压马达因其具有转速低、输出扭矩大、换向快速灵活、无需配置减速装置直接驱动负载工作部件等技术特性，是工程机械、起重机械、矿山机械、农业机械、注塑机械等主机产品都必须选择使用的基础配套元器件。
[0004]低速大扭矩液压马达经过长时间的对比筛选和发展完善，逐渐形成了摆线式、叶片式、柱塞式、齿轮式等4种结构类型，基本可以满足不同技术领域各类主机产品的技术要求，至今依然是需要低速旋转频繁变向传动主机产品的首选主流配套传动部件。但是，由于受到技术发展阶段限制，这些传统的低速大扭矩液压马达在不同程度上都分别存在着结构比较复杂、体积质量较大、主机安装布置困难、运行稳定性低、容积机械效率不高、使用寿命较短等缺陷，制约或限制着低速大扭矩液压马达的应用范围。为适应现代先进工程技术发展需要，很早以前就有一些西方工业发达国家把提升低速大扭矩液压马达技术水平、解决好存在的技术缺陷列为重点科研课题进行试验研究。1977年，波兰科学家B.Sieniawski首先将非圆行星齿轮机构成功地应用在液压马达的整体结构设计中，并开发研制出一种全新结构形式的低速大扭矩液压马达。这种结构类型的低速大扭矩液压马达，经过各国工程技术人员的不断充实完善提高，逐渐发展成为具有整体结构紧凑、体积质量较小、主机安装布置方便、运行平稳、容积机械效率高、使用寿命长等突出特点的高新技术产品。西方业内人士统称这种结构类型的液压马达为“非圆行星齿轮液压马达”，并赞誉其“为低速大扭矩液压马达的技术进步实现了新突破”，“为低速大扭矩液压马达的产业发展开辟了新方向”。
[0005]西方工业发达国家凭借先进科学技术和强大生产制造能力，经过短短三十多年的发展建设，使非圆行星齿轮液压马达的推广应用得到了快速发展，生产制造能力得到了极大提升，并逐渐形成以德国DUSTER10公司、波兰海德曼液压动力有限公司、英国STAFFA公司、法国波克兰马达公司、意大利CALZ0NT公司、日本KAYAB公司等为代表的大型跨国集团公司。这些大型跨国集团公司，充分利用拥有商标、专利、技术标准等技术优势和强大生产制造能力，不仅规范引导非圆行星齿轮液压马达的技术发展方向，而且垄断控制着非圆行星齿轮液压马达世界市场的交易对象和交易价格。
[0006]我国目前生产和应用的低速大扭矩液压马达，绝大多数都属于传统结构类型，与先进的非圆行星齿轮液压马达相比差距十分明显，很难适应现代先进工程技术快速发展的需要。进入二十一世纪以后，在市场需求强劲和国外产品大量涌进的双重压力推动下，我国直接参与非圆行星齿轮液压马达开发研制的高等院校、科研单位和生产企业越来越多，有很多科研成果和专利技术开始陆续公开，但整体上仍处于技术理论研究或样机试验试制阶段。最近几年，虽然已有几种非圆行星齿轮液压马达陆续投放市场，但基本上属于试用验证阶段，均未形成大批量规模生产能力；有几家合资企业引进西方工业发达国家技术生产的非圆行星齿轮液压马达产品，仍存在着齿面磨损较快、轴承寿命短、加工制造难度高、成本费用大、市场竞争能力低等缺陷，因此我国很多高新技术主机产品需要配置的低速大扭矩液压马达，绝大多数依靠直接从国外购买配套。
[0007]本发明专利长期紧密跟踪国内外非圆行星齿轮液压马达技术领域的最新科研成果及技术发展趋势，在认真分析研究我国目前生产和应用低速大扭矩液压马达存在不足和弱点基础上，同时结合快速发展普及高水基乳化液对液压马达腐蚀、泄漏、磨损、生锈等技术问题提出的更高要求，紧紧围绕液压马达的整体结构布置安排、非圆行星齿轮机构设计，运行技术参数选择确定、油乳介质通用条件等关键核心技术内容，有针对性采取多项创新技术措施，研究设计出一种油乳介质通用非圆行星齿轮液压马达。
【发明内容】
[0008]本发明专利拟解决的技术问题。
[0009]本发明专利在认真分析研究我国目前生产和应用低速大扭矩液压马达存在不足和弱点基础上，研究设计出一种将非圆行星齿轮机构与液压马达技术进行科学集成整合后，使其具有整体结构紧凑、体积质量小、主机安装布置方便、启动扭矩大、转动惯量小、运行平稳、容积机械效率高、使用寿命长、油乳介质通用等突出技术特性的低速大扭矩液压马达，解决好传统结构类型液压马达长期存在的结构复杂、体积质量大、主机安装布置困难、运行稳定性差、容积机械效率不高、使用寿命较短等技术难题。
[0010]本发明专利解决技术问题采取的技术方案。
[0011]本发明专利解决的技术问题，通过以下技术方案预以实现:研究设计出一种将非圆行星齿轮机构与液压马达技术相结合的油乳介质通用非圆行星齿轮液压马达，包括马达外壳、非圆行星齿轮机构、配液装置、动力输出装置、橡胶密封系统等主要工作部件。
[0012]所述的马达外壳，设计成由马达壳体、底端封盖、前端压盖等零部件组成，均选择使用高强度防爆铝合金铸件加工制成，以包容方式安装连接液压马达所有工作部件。马达壳体上设有左右2条进排液管道，通过液压软管分别与配置的液压换向阀相连接，引进或排出压力液体；调节压力液体的进出流量，可以有效控制液压马达转速；切换进排液管道的进、排液位置，可以快速转换动力输出轴旋转方向。马达壳体内壁上，安装固定有非圆行星齿轮机构的六角形内齿圈，非圆行星齿轮机构的四角形外齿太阳轮通过联轴钢球与动力输出轴相连接；在非圆行星齿轮机构的左、右两侧，分别安装固定有配液装置的左、右配液盘，通过配液盘上设有的进排配液孔，分别与马达壳体上设有的进排液管道和非圆行星齿轮机构中形成的密闭工作腔相连通，承担压力液体的流进或排出功能。马达壳体底端安装固定有动力输出装置的轴承座，轴承座上装有深沟球轴承，马达壳体前端装有动力输出装置的圆柱滚子轴承，两块轴承均直接与动力输出轴相连接。底端封盖和前端压盖，分别通过紧固罗钉安装固定在马达壳体底端和前端的端面上，形成对安装连接在马达壳体内所有工作部件的密封保护，构成油乳介质通用非圆行星齿轮液压马达的整机结构形象。
[0013]马达外壳选择使用高强度防爆铝合金铸件加工制成，选择采用以包容方式安装连接液压马达所有工作部件的结构布置形式，具有整体结构紧凑、重量轻、体积小、主机安装布置方便、防锈抗腐能力强、防爆安全性能好等技术特性，可以满足液压马达在易燃易爆环境中安全作业的技术条件要求，也能适应快速发展普及高水基乳化液做压力液体的技术性能需要，有利于拓展扩大低速大扭矩液压马达的应用范围。
[0014]所述的非圆行星齿轮机构，设计成由一个非圆六角形内齿圈、一个非圆四角形外齿太阳轮、十个圆柱形行星齿轮组成，整体安装布置在左、右配液盘之间，六角形内齿圈直接安装固定在马达壳体的内壁上，四角形外齿太阳轮通过联轴钢球安装固定在动力输出轴上，圆柱形行星齿轮安装布置在六角形内齿圈与四角形外齿太阳轮之间。非圆行星齿轮机构，通过轮齿啮合形式使圆柱形行星齿轮同时与六角形内齿圈和四角形外齿太阳轮相连接，由相邻2个圆柱形行星齿轮、六角形内齿圈、四角形外齿太阳轮的左、右两侧齿端与配液装置的左、右配液盘实现全面严密滑动接触，构成液压马达的10个硬密封密闭工作腔。液压马达运行时，由压力液体进出压差的切向不平衡力产生出强大扭矩，推动圆柱形行星齿轮产生自转，并围绕四角形外齿太阳轮进行公转移动；相邻2个圆柱形行星齿轮在公转移动过程中，会连续不断开启或遮蔽左、右配液盘上分别设有的进排配液孔，控制压力液体在密闭工作腔内进行连续反复的流进或排出，使密闭工作腔内的压力液体体积发生周期性变化。各密闭工作腔内压力液体连续反复流进、排出的转换过程，就是推动圆柱形行星齿轮进行连续不断自转和公转移动过程；在这个过程中，圆柱形行星齿轮驱动四角形外齿太阳轮产生连续不断旋转，通过联轴钢球带动动力输出轴进行同步旋转输出扭矩。研究设计出这种结构布置形式的非圆行星齿轮机构