[发明专利]全水润滑的通轴式水液压柱塞马达

说明书

所属技术领域

本发明涉及水液压传动中的能量转换装置、执行元件液压马达，属于流体机械领域。

背景技术

随着社会进步和科学技术发展，节约能源和资源、生态友好的绿色制造技术已成为现代机械工程的首要目标。水液压传动技术使用过滤后的自然水(含海水和淡水)作为液压传动的工作介质实现动力传递，不含任何添加剂，具有来源广泛、环境友好、清洁安全的独特优势，并且水本身还具有阻燃性等优点，可以最大限度的满足人们对于安全、经济及环境保护等方面的渴求，符合人类可持续发展的需要，已经成为当今国际流体传动及控制领域最新的发展方向之一。加之新型材料的应用，精密加工技术的进步和新结构的液压元件研制成功，使水液压传动技术取得了长足的进步。发达国家包括美国、英国、德国、芬兰、丹麦、日本等自20世纪70年代末或80年代初开始研制，现进入实用推广阶段，已广泛在海洋开发、核能工业、采矿业等领域应用。我国自20世纪90年代初开始进行水液压传动技术方面的研究工作，但发展速度相对缓慢，目前尚无定型产品投向市场，各类水液压元件的研发工作仍处于起步阶段。

水液压马达(泵)是水液压系统中的关键元件，其性能指标直接决定了整个水液压系统的性能指标。到目前为止，已开发出来的海、淡水液压马达(泵)结构具有以下特点：

除美国最早期为水下作业工具而研制过叶片马达外，其他几乎所有的海、淡水马达(泵)都采用柱塞式结构。

斜轴式轴向柱塞结构的传动轴为悬臂结构且承受较大的轴向力，因而对轴承提出了更为苛刻的要求。对采用陶瓷轴承或者采用油、水分离结构时滚动轴承(油或油脂润滑)可以满足要求，但对采用水作为润滑介质的柱塞马达(泵)而言，滑动轴承很难胜任斜轴式结构产生的巨大负载。因而水压柱塞马达(泵)大多采用了斜盘式结构。

为了提高摩擦副的抗腐蚀磨损能力，提高海水液压马达的抗污染能力，几乎所有海、淡水液压马达(泵)的摩擦副都广泛地采用了工程陶瓷、工程塑料以及耐腐蚀合金等材料。

国外的轴向柱塞式水压泵既有阀配流型式也有端面配流型式，阀配流结构密封性好多用来做超高压水泵的配流机构。而水液压马达则普遍采用配流盘结构，工作转速一般为1400-1800r/min。

在国外，美国专利(专利号：6000316)公布了一种轴向柱塞泵，该泵为全水润滑半轴式前斜盘结构，缸体通过插盘与配流盘紧贴，自吸能力受到限制。在国内目前暂无定型的商品化纯水液压马达(泵)。中国专利(专利号：ZL03118632.7)公布了一种轴向柱塞式水液压泵，该泵采用全水润滑阀配流结构，主轴带动斜盘转动，而缸体静止不动，结构较为复杂，加工难度较大。中国专利(申请号：200310108538.6)公布了一种全水润滑的纯水液压轴向柱塞泵/马达，采用端面配流，靠斜盘和中心弹簧来实现柱塞往复运动，驱动/输出轴与缸体是过盈配合采用浮动止推盘的浮动端面配流结构，结构紧凑，比功率大，加工难度较大，但实际效果也未见报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种端面配流的全水润滑的通轴式水液压柱塞马达，它利用过滤后自然水(含淡水和海水)作为工作介质，不再需要有任何其它润滑剂。

为解决上述问题，本发明的全水润滑的通轴式水液压柱塞马达包括：大端盖通过螺纹与壳体固连，小端盖与大端盖通过螺钉固接，大端盖、壳体与小端盖构成外壳；柱塞的球头插入到滑靴的半圆形的球窝中，靴肩垫片镶嵌在滑靴上，滑靴底压入滑靴内孔中，过盈配合，由滑靴、滑靴底、靴肩垫片、柱塞构成了柱塞滑靴组件。

采用通轴式结构，缸体轴插入壳体的内孔中，分别由位于壳体内的前滑动轴承和位于大端盖内的后滑动轴承支承；缸体轴上开有奇数个与轴线平行的大孔和小孔，柱塞滑靴组件中的柱塞分别置于大孔内构成柱塞副；缸体轴一端装有浮动盘，均布于缸体轴小孔中的奇数个中心弹簧的一端将浮动盘压在配流盘上，浮动盘和配流盘构成配流副，中心弹簧另一端将顶杆压在装配于缸体轴上的中心球铰上，套于中心球铰外的回程盘将每个柱塞滑靴组件中的滑靴经由滑靴底压在斜盘斜面上，构成滑靴副；浮动套的一端装入缸体轴相应的缸孔中，浮动套的另一端装入浮动盘相应的孔中，浮动盘相对于缸体轴浮动；在大端盖中心装有定位环，定位环和定位销将配流盘固定在大端盖上，定位环将斜盘固定在壳体上，壳体、缸体轴、斜盘上均开有导水沟槽。

柱塞内设有柱塞中心孔，在球头内设有柱塞球头中心孔，在滑靴内开有滑靴中心孔，柱塞中心孔、柱塞球头中心孔、滑靴中心孔、滑靴底孔和滑靴底与斜盘的接触面依次相通。