专利名称:球环式油马达的制作方法
一种摆动缸体、径向活塞、静力平衡式、低速大扭矩油马达；属于机械领域的液压传动元件。
已知的摆缸(帕来格尔)式油马达，是通过配流器将压力油输入油缸，由于缸体摆动，活塞无侧压力；但另件较多，马达外径尺寸较大(排量为0.55公斤／转的LM180型，外径410毫米)。
已知的五星轮(罗斯通)式油马达，其壳转式无需配流器，另件减少，但缸体固定，活塞有侧压力。据日本HT33A测试，当油压为175公斤／厘米2时，活塞接触比压高峰值为364公斤／厘米2，超过一般铸铁材料比压一倍以上。由此带来三个问题一是要用优质材料，提高了成本；二是为了防止活塞自锁，增加导向长度，结果增大了马达外径(排量为0.69公斤的HT30A型，外径445毫米)三是低速时运转不平稳，出现爬行现象，(最低转速10～20转／分钟)同时整体式缸体，必须分度精确，且与五星轮一致；各油缸轴线与五星轮各相应平面的垂直度，允差极小(0.008毫米)，工艺难度较大。
本实用新型——球环式油马达，则保留上述两类马达的优点，克服其缺点。既是摆动缸体，活塞无侧压力；又省去摆动缸体，件少；同时，发挥球面另件的自动调心作用，使工艺性大大改善；马达外形尺寸也明显减小(当排量0.5公升／转时，外径320毫米)。
图1为球环式油马达壳转式结构图。其主要剖视图如A－A和B－B。壳体(1)为整体式金属铸造。轴向两个大园孔，安装轴承盖((2)、(10)和一对轴承(3)，使偏心轴(13)定位。径向均布五(七或九)个管状凸超部，每个凸起部的内孔分三段中段孔径较大，铸造成形，且与相邻各孔相通；底段孔径较小，有一肩卡，使垫圈(5)和弹垫(4)定位；顶段孔径适中，与封头(11)配合，四周有螺孔，用螺钉将封头(11)固定。
垫圈(5)和封头(11)有内球面，组成一个球形空间。垫圈(5)的孔径尺寸和封头(11)的平顶尺寸，考虑了油缸(6)活塞(8)的摆动范围，不致出现干涉现象。垫圈(5)的内球面上有储油槽，以保证润滑。弹垫(4)可用耐油橡胶或波浪形弹簧，以补偿球面磨损量。
油缸(6)的外形如园球，见图2，但腰中一段为园柱形，便于减轻重量和加工内孔时装夹。内孔分三段第一段与活塞配合，起密封和向导作用；第二段为退刀槽；第三段孔径较小，便于安装弹簧(12)和留出位置，在外球面上加工密封槽。安装○形密封圈(7)。密封槽的计算直径，与活塞直径相等，使油缸静力平衡又保证密封。油缸(6)在垫圈(5)和封头(11)之间能自由摆动。
活塞(8)形如短管，见图3，外径与油缸(6)内径配合。与配油环(9)接触的端面为内球面，为保持轴向静力平衡，内球面上开槽与压力油相通(见放大图E)，只保留一圈完整的“外墙”，以便密封。当设计大功率油马达时，活塞端部直径加粗，使“外墙”稍大。活塞(8)内部有安置弹簧(12)的位置。弹簧(12)始终将活塞(8)推向配油环(9)，保持接触状态。
配油环(9)的构造见图4。外部为园球面；内部为园柱面，内周均布与活塞数量相同的油室，室与室之间的“外墙”，厚度相等且分度精确，室顶钻孔与活塞(8)相通，以便给排油。配油环(9)与壳体(1)之间，在工作时的相对运动为以壳体中心为园心，以偏心轴的偏心距为半径作平面平移运动。为保证这种规律的实现，有限位曲柄(14)和曲柄座(15)组成限位器，曲柄座(15)用螺钉固定在配油环(9)上；限位曲柄(14)的曲柄距与偏心轴(13)的偏心距相等，构成“平行四连杆机构”。曲柄座构造见图5。
为了实现平面平移运动，限位器还有一些结构方案，见图6，如采用限长绕性件(图4a、b)或限长伸缩轴(图4c)置于拉簧中，拉簧两端挂在配油环(9)与活塞(8)的专用小孔(图4d)中。
偏心轴(13)与五星轮(罗斯通)式油马达相同。也同样改型为轴转式、双轴式、转向车轮式等。其工作原理是当压力油从偏心轴(13)的油孔输入，经配油环(9)进入活塞(8)、油缸(6)，(8)(6)(9)密封成油柱，直接作用于壳体(1)和偏心轴(13)之间，推动旋转，输出扭矩。
本实用新型与连杆式(斯达法式)比较结构紧凑，外形尺寸小。与五星轮式(罗斯通式)比较具有以下优点1、缸体摆动，活塞无侧压力。活塞、缸体磨损均匀，密封可靠，寿命较长；壳体不参与磨损，寿命更长；上述另件，均可用普通铸铁制造。
2、活塞的导向长度可短一些，所以马达外径小20％左右。
3、低速运动性能好，最低转速可达5转／分而无爬行现象。
4、球面零件具有自动调心作用，壳体上的各缸分度误差允许值较大；油缸单个分别加工；工艺性大为改善，有利降低成本。
本实用新型适于矿山、地质、轻工、建筑、农机、化工、起重、运输等机械领域广泛使用。如采用壳转式，直接装入行走机构的车轮中、起重卷扬机的卷筒中、皮带输送机的滚筒中、井下割煤机的铣盘中，更能发挥其液压传动的优越性。
权利要求
1.球环式油马达。属于机械领域的液压元件。是一种摆动缸体，径向柱塞，静力平衡，低速大扭矩油马达。本实用新型的特征是油缸外形如园球，腰中一段的园柱与内孔同轴；内孔分三段第一段与活塞配合；第二段直径较大，为退刀槽；第三段直径最小，便于外球面上开槽，安装密封圈，槽的有效直径与活塞直径相等。活塞形如一段园管，与配油环接触的端面为内球面，内球面上开有油槽与压力油相通，只留一圈完整的“外墙”以保证密封，不使压力油泄出；当功率较大时，“外墙”直径可略大于活塞直径。配油环外表面为园球面，内孔为园柱面，与偏心轴配合，园柱面一周，径向分布有与活塞数量相同的园坑，坑与坑之间的“隔墙”，厚度相等且分度精确；坑底钻孔与活塞相通。垫圈和封头均有内球面，构成一个球形空间，夹住油缸，使之定位而可旋转；垫圈的孔，供活塞穿过而与配油环接触；垫圈背面有弹性垫，补偿磨损量。封头四周有小孔，便于用螺钉固定在壳体上。壳体为星形，径向均布五(七或九)个园孔，园孔内安装垫圈、油缸、活塞，用封头封住；壳体轴向两孔同轴，用轴承将偏心轴定位。偏心轴的偏心段被配油环园坑盖住的部份，加工成两个对称平面，各有一孔与进出油管相通。配油环及壳体之间，用限位器保持相对平移运动。
2.根据权利要求
1所述的环球式油马达，其特征是在于配油环与壳体之间的限位器，由两个曲柄(曲柄的偏心距与偏心轴的偏心距相等，曲柄的两端分别插入曲柄座与壳体的孔中，曲柄座固定在球环上)构成“平行四连杆机构”，使球环相对于壳体作平面平移运动。
3.根据权利要求
1所述的球环式油马达，其特征在于配油环与壳体之间的限位器，可以采用限长拉伸弹簧，挂在配油环与油缸的孔周。限长拉伸弹簧的限长办法，可以采用限长伸缩管、定长的绕性件(钢丝绳、链条等)固定在拉伸弹簧的两端，以防弹簧拉伸过长。
专利摘要
球环式油马达是一种摆动缸体、径向柱塞、静力平衡式、低速大扭矩油马达，属于机械领域的液压元件。压力油从偏心轴进入，由球环式配油环、空心活塞、球形油缸、内球面封头，组成“液力柱”，其中配油环、活塞、油缸，只起密封作用，本身静力平衡而不传力，由“液力柱”直接作用于壳体封头和偏心轴之间，产生扭矩而旋转。本实用新型活塞无侧压力，材料比压低，静力平衡，密封可靠，低速平稳，工艺性好，寿命较长。适合于矿山、地质、化工、建筑、工程、农机、船舶、起重、动输等各个机械领域广泛应用。
文档编号F03C4/00GK87207826SQ87207826
公开日1988年9月28日 申请日期1987年5月5日
发明者袁正敏 申请人:袁正敏导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan