油壓式柱塞滾輪機構的製作方法

2023-10-31 22:05:47

專利名稱：油壓式柱塞滾輪機構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種柱塞滾輪機構，尤其涉及到一種徑向柱塞式液壓馬達中使用的油壓式柱塞滾輪機構。
背景技術：
在柱塞馬達和柱塞泵中，滾輪、柱塞組件和轉子、定子之間的配合，是影響液壓馬達性能的關鍵技術之一。滾輪和柱塞之間通常用無油軸承或滾輪結構連接的方式。無油軸承通常固定在柱塞內的C形槽內表面，滾輪與無油軸承直接接觸。當滾輪和柱塞在油壓力的作用下沿定子的內曲線面滾動時，滾輪與無油軸承產生相對摩擦運動， 二者的接觸面會承受較大的壓力。雖然無油軸承具有較低的摩擦係數，較好的耐磨特性以及無油潤滑的優點，但無油軸承允許的最高PV值(壓力與速度的乘積)有限，隨著馬達的轉速提高，油壓相應增大，無油軸承承受的PV值超過無油軸承能承受的極限，會造成無油軸承變形、出現裂紋等損壞，影響其壽命，進而影響到滾輪的轉動，致使整臺馬達出現故障。 而且將無油軸承加工在柱塞的C形槽內表面，工藝複雜，成本較高。如專利號CN 99252417. 2 「柱塞式液壓機械的一種滾輪機構」，由柱塞頂部兩旁的兩個滾輪及支撐軸承組成，滾輪直徑數倍於支撐軸，以此降低滾輪和滾道之間的接觸應力和滑動的線速度。但該結構減少了滾輪的接觸面積，並且支撐軸直徑小於柱塞直徑，降低了柱塞的強度，限制了馬達在高速高壓環境下的使用。專利號85109057 「液壓機械的柱塞、滾輪機構」中提到了一種柱塞內設計有一通孔，將柱塞底部的高壓油引至滾輪下進行潤滑的結構，但柱塞和滾輪分體結構，柱塞縮回時，容易和滾輪分離；滾輪兩端套有滾圈，減少了滾輪和定子中內曲線面的接觸面積。液壓油內通常會有少量雜質，若雜質隨滾輪轉動而捲入滾輪和柱塞之間後，會降低滾輪的性能， 甚至會卡死滾輪和堵塞通孔。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種油壓式柱塞滾輪機構，滾輪和定子的內曲線面保持最大接觸面積，並且柱塞回縮時滾輪不會脫離，而且當有雜質捲入滾輪和柱塞之間後，可以自行排出，減少液壓設備的故障。本實用新型解決上述問題所採用的技術方案為一種油壓式柱塞滾輪機構，由滾輪嵌入柱塞頂端的C形槽內，再裝入轉子上的柱塞孔組成，柱塞內開有通孔，柱塞的下端套有密封圈，其特徵在於，所述柱塞的C形槽上有內油槽和外油槽，其中內油槽通過柱塞的通孔和柱塞腔相通，外油槽和柱塞的邊緣相切，相切處開有缺口。所述柱塞上的C形槽，其弧度大於180度。所述柱塞上的內油槽和外油槽均為橢圓形。所述柱塞孔由上、下兩段組成，柱塞孔的下段為一圓柱孔，上段另開有4個半圓形副孔。[0011 ] 所述滾輪的長度和柱塞的直徑相同。與現有技術相比，本實用新型的優點在於柱塞和滾輪之間過渡配合，柱塞底部的高壓油通過通孔進入填充滿內油槽，並對滾輪底部產生向上的推力，轉子轉動時，減少滾輪和柱塞之間的摩擦，並且隨著馬達轉速的提高，高壓油壓力相應增大，維持了滾輪和柱塞之間的壓力，抵消了部分高速轉動時定子的內曲線面對滾輪的壓力，滾輪和柱塞之間保持了良好的潤滑效果，減少摩擦損耗，因此適用於高速高壓條件下運行。C形槽的弧度大於180度，將滾輪嵌入柱塞內，成為一個整體，滾輪兩端和柱塞孔上半段配合，只能在轉子的徑向方向上運動，當柱塞縮回柱塞孔時，滾輪不會脫落，造成故障。外油槽和缺口及柱塞孔上的四個副孔，具有自行排出雜質的功能，當油內的雜質被滾輪捲入滾輪和柱塞之間後，會被外油槽阻攔，並隨著滾輪轉動，沿外油槽，從缺口和副孔排入轉子和定子之間的油腔內，避免了滾輪被卡住，或堵住柱塞的通孔。

圖1是液壓馬達轉子部分的剖視圖圖2是柱塞的立體圖圖3是圖2的B-B剖視圖圖4是圖7中柱塞部分的放大圖圖5是圖4的C-C剖視圖圖6是柱塞和滾輪的立體圖圖7是圖1的A-A剖視圖
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步描述。如圖1、圖7所示，在內曲線多作用徑向柱塞式液壓馬達中，高壓油通過配油盤和轉子1上柱塞孔相連，而轉子1和定子4之間的油腔在馬達使用前會預先充填低壓油，維持柱塞2和滾輪3的潤滑，柱塞下的柱塞腔1-4通入高壓油後，馬達開始轉動。如圖2、圖3所示，所述柱塞2為一圓柱，頂端有C形槽2-1，C形槽的弧度大於180 度，能將滾輪3嵌入其中，柱塞上下滑動時，滾輪不會從C形槽內脫出。柱塞中間有一通孔 2-4，從柱塞底部通到C形槽內。C形槽內有內油槽和外油槽，均為橢圓形，其中內油槽2-3 和通孔2-4相連通，外油槽2-2和柱塞上C形槽的邊緣相切，相切處開有一對缺口 2-5。柱塞的底部套有密封圈2-6。滾輪3為圓柱形，滾輪的長度和柱塞的直徑相同，可以最大程度地增大滾輪和定子的接觸面積，減少接觸面的壓強。滾輪的兩端有臺階3-1。滾輪3嵌入柱塞的C形槽2-1 內，和C形槽2-1過渡配合。結合圖4、圖5所示，轉子1上均布有多個柱塞孔，柱塞孔分上下兩段，其中下半段 1-1為一個圓柱孔，和柱塞2配合；柱塞孔的上半段1-2均布4個半圓形副孔1-4，在副孔 1-4之間有一對滑槽1-3，和滾輪兩端的臺階3-1配合。將安裝好滾輪的柱塞裝入轉子的柱塞孔內，轉子裝在液壓馬達內。轉子1和定子4之間的油腔在馬達轉動前預先充滿低壓油。馬達轉動時，高壓油經過配油盤進入柱塞下的柱塞腔1-4內，在油壓的推力下將柱塞頂起，推動柱塞，進而推動滾輪和定子4的內曲線面接觸。柱塞腔1-4內的高壓油從柱塞內的通孔2-4流進並填充滿內油槽2-3，對滾輪底部產生一個向上的推力並形成一層高壓油膜層，由於高壓油膜壓力均勻分布，使滾輪所受壓力對稱分布，滾輪在工作中始終處於靜壓平衡狀態，避免單邊磨損，減少滾輪和柱塞之間的摩擦。隨著轉速的提高，柱塞腔1-4內的油壓也會增大，通過通孔2-4進入內油槽2-3的油壓也逐漸增大，能維持油膜的厚度，保持良好的潤滑效果。隨著轉子轉動，滾輪沿定子的內曲線面滾動，定子和轉子之間的液壓油隨著滾輪轉動，而捲入滾輪和柱塞之間的縫隙，形成油膜層。低壓油腔內也容易混入小顆粒雜質，雜質被捲入滾輪和柱塞之間的縫隙後，會阻礙轉子運動，淤積在C形槽底部，甚至會堵塞通孔 2-4。橢圓形外油槽2-2可以將雜質衝到缺口 2-5，排到副孔4-3中，避免雜質進入內油槽 2-3，有效地減少了馬達故障。副孔4-3的設計不僅可以排出雜質，還可以減少了柱塞2和柱塞孔之間的接觸面積，減少摩擦，也可使柱塞和低壓油充分浸潤，帶走柱塞運動而產生的熱量。
權利要求1.一種油壓式柱塞滾輪機構，由滾輪C3)嵌入柱塞( 頂端的C形槽內，再裝入轉子(1)上的柱塞孔組成，柱塞內開有通孔0-4)，柱塞的下端套有密封圈0-6)，其特徵在於所述柱塞的C形槽(2-1)上有內油槽(2- 和外油槽0-2)，其中內油槽通過柱塞內的通孔0-4)和柱塞腔(1-4)相通，外油槽和柱塞的邊緣相切，相切處開有缺口 0-5)。
2.根據權利要求1所述的油壓式柱塞滾輪機構，其特徵在於所述柱塞上的C形槽 0-1)，其弧度大於180度。
3.根據權利要求1所述的油壓式柱塞滾輪機構，其特徵在於所述柱塞上的內油槽 (2-3)和外油槽(2-2)均為橢圓形。
4.根據權利要求1所述的油壓式柱塞滾輪機構，其特徵在於所述柱塞孔由上、下兩段組成，柱塞孔的下段(1-1)為一圓柱孔，上段(1-2)另開有4個半圓形副孔(1-4)。
5.根據權利要求1所述的油壓式柱塞滾輪機構，其特徵在於所述滾輪(3)的長度和柱塞的直徑相同。
專利摘要一種油壓式柱塞滾輪機構，由滾輪嵌入柱塞頂端的C形槽內，裝入轉子上的柱塞孔組成，柱塞內開有通孔，柱塞的下端套有密封圈，所述柱塞的C形槽上有內油槽和外油槽，其中內油槽和柱塞內的通孔相通，外油槽和和柱塞的邊緣相切，相切處開有缺口。從通孔下的柱塞腔進入內油槽的高壓油對滾輪向上產生的推力，可以保持滾輪和柱塞之間油膜的厚度，形成良好的潤滑，並且隨著轉速提高，內油槽內的壓力也逐步提高，解決了高速轉動時，定子、滾輪、柱塞之間因壓力增大，潤滑不良而磨損嚴重的問題，同時外油槽和柱塞邊緣相切處的缺口可以排出捲入轉子和柱塞之間的雜質，防止通孔堵塞。
文檔編號F03C2/30GK202215425SQ201120232800
公開日2012年5月9日 申請日期2011年7月1日 優先權日2011年7月1日
發明者王芳 申請人:寧波市恆通液壓科技有限公司