一种自适应负载变化的储能液压马达散热管路的制作方法

本发明涉及一种自适应负载变化的储能液压马达散热管路。

背景技术：

目前，农业切割机械中常常用液压马达来驱动高速旋转的刀具对农作物进行切割，但因为农作物的分布间隔不均匀，以及农作物的强度和韧性存在差异，刀具在切割时受到的载荷变动较大；而液压马达一般选用齿轮马达结构，其液压管路本身就存在压力脉动，再加上刀具受到的载荷变化，引起齿轮马达内部的压力波动的主波和谐波分量较复杂，从而使得齿轮马达的浮动密封工作不稳定，导致马达内部的油液泄露增加；另一方面，受负载变动而产生的压力波动会沿管路传播至其它液压管路系统或液压元件中，造成其它液压元器件的内泄加大，加剧整个液压系统的发热；而温升会使液压流体的粘度下降，反过来加重液压系统的泄露，形成恶性循环，造成液压系统的温升持续增高，导致液压马达因內泄的加大而工作出现异常。在解决上述问题时，现有技术中的液压管路系统一般会选择较大的油箱和散热系统，以此降低液压系统的温度，以确保液压马达的工作可靠性，但这种方式会额外增加设备成本和油液成本，而且会占用更多的空间，而且液压马达的温升会降低密封件的使用寿命，会导致液压马达出现故障，降低使用寿命；

现有的液压管路系统中还会应用到气压压力表前端的螺旋缓冲降温管(俗称“表弯”)，和液压管路系统中为消减压力脉动而使用的蓄能器。压力表弯管是用来连接压力表与压力表测量的设备或管道之间的配件，用来缓冲被测量介质对压力表弹簧管的瞬时冲击，同时可降低被测介质的温度，是对压力表进行缓冲保护；而蓄能器仅能旁路管路中的部分流量脉冲，不能有效阻碍因工作负载变化造成的油液压力脉动在管路中的传播；现有的压力表表弯和蓄能器的结构并不能有效解决液压马达应用在农业切割机械中出现的液压脉动和温度升高的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种自适应负载变化的储能液压马达散热管路，其结构设计合理，进油管的螺旋管结构能够将液压管路中产生的压力脉动的冲击动能转化成螺旋管的势能，并将压力脉动中多余的能量储存在进油管的油液和螺旋管的弹性变形中，进油管能够随压力脉动进行伸缩而平衡压力脉动，减少脉动沿管路传播；回油管整体管路采用扩口海螺式的圆锥螺旋管结构，有助于液压马达中的油液快速顺利通过回油管，而且充分利用了油液的离心动量，加速了回油速度，降低了背压，相当于增加了液压马达的有用功率，另外开口向上的海螺式螺旋结构的管路外部散热均匀，易于形成中部空气向上流动、周围空气下沉的流动场，增加空气与回油管的热交换，增强马达散热和减少对液压系统的温升污染。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种自适应负载变化的储能液压马达散热管路，包括：

和液压马达进油口相连的进油管，进油管设置为螺旋管结构，进油管适于将液压马达因负载陡增而产生的反向冲击动能转化为螺旋管内油液的压缩势能和管路螺旋结构的弹性形变势能并储存在进油管位置；进油管的弹性形变势能随着液压马达负载的波动而实时释放或累积，用于增补液压马达对负载的冲击做功；

和液压马达出油口相连的回油管，回油管设置为圆锥螺旋管结构，且回油管的圆锥锥顶的端口和液压马达的出油口相连，以使流体相对均匀地从回油管离心旋出，使流体与管壁的热交换相对稳定。

进一步的，所述进油管选用圆锥螺旋管结构，且圆锥螺旋管的圆锥锥底的端口和所述液压马达的进油口相连。

进一步的，所述回油管选用阿基米德螺旋型的圆锥螺旋管结构，且圆锥螺旋管的圆锥锥顶的端口和所述液压马达的回油口相连。

进一步的，所述回油管选用阿基米德螺旋型的圆锥螺旋管结构，圆锥螺旋管的锥轴线方向的螺距与阿基米德螺旋匀速外展的开度成正比，以使流体相对均匀地从回油管离心旋出，使流体与管壁的热交换相对稳定。

进一步的，所述进油管的螺旋圈数至少三圈。

进一步的，所述进油管选用非阿基米德螺旋型的圆锥螺旋管结构。

进一步的，所述进油管的螺旋圈数为3至5圈。

进一步的，所述回油管的螺旋圈数为3至5圈。

进一步的，还包括和液压马达的泄油口相连的泄油管，所述泄油管设置为螺旋管结构，适于增大所述泄油管的散热面积。

进一步的，所述泄油管或回油管设置为锥顶在下，锥底在上的圆锥螺旋管结构，其内部流体的流动使周围空气形成向上流动的趋势。

本发明采用上述结构的有益效果是，其结构设计合理，进油管的螺旋管结构能够将液压管路中产生的压力脉动的冲击动能转化成螺旋管的势能，并将压力脉动中多余的能量储存在进油管的油液和螺旋管的弹性变形中，进油管能够随压力脉动进行伸缩而平衡压力脉动，减少脉动沿管路传播；回油管整体管路采用扩口海螺式的圆锥螺旋管结构，有助于液压马达中的油液快速顺利通过回油管，而且充分利用了油液的离心动量，加速了回油速度，降低了背压，相当于增加了液压马达的有用功率，另外开口向上的海螺式螺旋结构的管路外部散热均匀，易于形成中部空气向上流动、周围空气下沉的流动场，增加空气与回油管的热交换，增强马达散热和减少对液压系统的温升污染。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的另一种进油管的结构示意图；

图中，1、液压马达；2、进油管；3、回油管；4、泄油管。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1-2所示，一种自适应负载变化的储能液压马达散热管路，包括和液压马达1进油口相连的进油管2，进油管2设置为螺旋管结构，进油管2适于将液压马达1负载变动引起的压力脉动的冲击动能转化成螺旋管内油液和结构的弹性形变势能并储存在进油管2位置，形成一种能将这些势能及时释放的“特殊动力源”，增加了马达进油口的油压，自适应了负载的陡增，提升了马达的工作能力和效率；进油管2的弹性形变势能随着液压马达1负载的波动而实时释放或累积，用于增补液压马达1对负载的冲击做功，为马达的进油端起到储能、增压和均载的作用，进而也使液压系统免受马达压力脉动的干扰，达到自适应负载的作用；还包括和液压马达1回油口相连的回油管3，回油管3设置为圆锥螺旋管结构，且回油管3的圆锥锥顶的端口和液压马达1的出油口相连，，利用渐开的螺旋管路，以使流体相对均匀地从回油管离心旋出，使流体与管壁的热交换相对稳定，易于使得螺旋结构的管路外部散热均匀，形成温差的空气流动，从而起到增强马达散热和减少对液压系统的温升污染。使用时，当液压管路中的油液经过进油管2进入液压马达1时，进油管2的螺旋管结构能够将液压管路中产生的压力脉动的势能转化成螺旋管的形变，将压力脉动中多余的能量储存在进油管2的螺旋管弹性变形和油液的压缩中，并且进油管2能够随压力脉动进行伸缩而调平波动，起到缓冲作用；当液压马达1中的油液经回油管3流出时，回油管3采用扩口海螺式的圆锥螺旋管结构，能够克服压力表表弯的阻尼作用，有助于液压马达1中的油液快速顺利通过回油管3，而且充分利用了油液的离心动量，加速了回油速度，降低了背压，相当于增加了液压马达1的有用功率，另外还有利于螺旋温升的变化，沿回油管3持续流动的油液能够引导周围空气的流动，增加空气与回油管3的热交换，避免了马达工作温升对液压系统的热污染。

在优选的实施例中，进油管2选用圆锥螺旋管结构，且圆锥螺旋管的圆锥锥底的端口和液压马达1的进油口相连。进油管2相当于采用倒置的圆锥螺旋管结构，使液压马达1的进油更加顺畅，从液压马达1进油口反向进入进油管2的回油液体会受阻，进油管2的弹性变形直接在液压马达1的进油口位置储能削峰，使削减压力脉动的峰值更加及时，储能的响应更快捷。

在优选的实施例中，回油管3选用阿基米德螺旋型的圆锥螺旋管结构，且圆锥螺旋管的圆锥锥顶的端口和液压马达的回油口相连。圆锥螺旋管的锥轴线方向的螺距与阿基米德螺旋匀速外展的开度成正比，以使流体相对均匀地从回油管离心旋出，使流体与管壁的热交换相对稳定。回油管3的设计使得流体与管壁的热交换均匀稳定，达到散热目的。

在优选的实施例中，进油管2的螺旋圈数为3至5圈。不同于压力表表弯起阻尼作用的紧密两圈圈结构，进油管2采用至少三圈的螺旋管结构，确保进油管2具有足够的油液和变形量来对压力脉动进行及时储能和释放的作用，最终起到自适应负载变化的作用，为保证及时储能和自适应的均载作用，进油螺旋管应保证足够的刚度，一般不超过5圈。

在优选的实施例中，进油管2选用非阿基米德螺旋型的圆锥螺旋管结构，适于将液压管路中产生的压力脉动利用流体的可压缩性储存在圆锥螺旋管内。进油管2相当于采用倒置的非阿基米德螺旋线的圆锥螺管结构，可更好地将液压管路中产生的压力脉动利用流体的可压缩性储存在圆锥螺旋管内，把负载产生的液压冲击能储存在圆锥螺旋管的弹性变形的势能中，并可随时释放，起到均载和缓冲作用。

在优选的实施例中，回油管3的螺旋圈数为3至5圈。回油管3采用至少三圈的螺旋管结构，确保回油管3具有足够的行程距离对油液进行加速，使油液的离心运动充分发挥，进而提高会有速度，能够引导回油管3周围空气流动，与回油管3进行充分的热交换；最多5圈，以节省系统空间和材料损耗。

在优选的实施例中，包括和液压马达1泄油口相连的泄油管4，泄油管4设置为螺旋管结构，适于增大泄油管4的散热面积。液压马达1的泄油管4区别于压力表表弯的紧密螺旋结构，采用增大螺距的螺旋管结构形式，增加泄油管4的换热面积，提高泄油管4的散热能力。

可以理解的是，泄油管4还可以选用其他结构形式实现，例如选用蛇形管结构。蛇形管的结构也能够增加泄油管4的散热能力，或者采用其他结构形状的管路布置方式，目的是为了增加泄油管4的换热面积，可根据液压马达1的环境空间情况灵活选择。

在优选的实施例中，泄油管4或回油管3设置为锥顶在下，锥底在上的圆锥螺旋管结构，有利于空气的升腾，形成空气向上流动的流动场，有利于热交换和散热。

上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。