壓力油膜密封擺葉馬達的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種壓力油膜密封擺葉馬達，包括具有轉子安裝孔的定子及轉子，轉子上設有第一凸起，轉子安裝孔內設有第二凸起，第一凸起與側壁及第二凸起與轉子之間均設有間隙，第一凸起上設有第一壓力油槽和第二壓力油槽，第一壓力油槽和第二壓力油槽的長度方向與轉子的軸線平行，第二凸起上設有第三壓力油槽和第四壓力油槽，第三壓力油槽和第四壓力油槽的長度方向與轉子的軸線平行，轉子上設有第一供油孔和第二供油孔，第一供油孔與第一壓力油槽連通，第二供油孔與第二壓力油槽連通，定子上設有第三供油孔和第四供油孔，第三供油孔與第三壓力油槽連通，第四供油孔與第四壓力油槽連通。上述方案，具有摩擦力、摩擦力矩小，泄漏量小及可靠性高的優點。
【專利說明】壓力油膜密封擺葉馬達
【技術領域】
[0001]本發明涉及液壓馬達【技術領域】，尤其涉及一種壓力油膜密封擺葉馬達。
【背景技術】
[0002]液壓伺服系統由于功率密度大、調速范圍寬和力矩慣量比高等優點，被廣泛應用高精度控制領域中，如國防、醫療和航空航天等領域。液壓執行機構為液壓伺服系統的重要組成部分，是執行液壓伺服系統任務的環節。從運動形式上，液壓執行機構可分為直線式和擺動式，前者輸出直線位移，后者輸出旋轉角度。液壓執行機構的密封性能對整個系統有著非常重要的影響，它的密封性能指標主要為泄漏量、摩擦力、摩擦力矩和可靠性等。泄漏量和摩擦力、摩擦力矩的增加會導致液壓伺服系統動態特性下降、剛度降低、阻尼比增大，在低速運行情況下增大爬行現象；密封的可靠性影響整個系統的正常工作，甚至人員安全，如飛機上的液壓執行機構中的密封失效會導致造成飛機墜毀等。
[0003]目前，國內外的液壓執行機構，如液壓擺葉馬達一般采用接觸式的密封形式，其中采用接觸式的密封由密封造成的泄漏量小，但摩擦力、摩擦力矩大，密封件可靠性低，導致液壓擺葉馬達的可靠性低。
【發明內容】
[0004]在下文中給出關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0005]本發明提供一種壓力油膜密封擺葉馬達，用以解決現有液壓擺葉馬達摩擦力、摩擦力矩大，可靠性低的問題。
[0006]本發明提供一種壓力油膜密封擺葉馬達，包括具有轉子安裝孔的定子，所述轉子安裝孔內轉動連接有轉子，所述轉子上至少設置有一個凸向所述轉子安裝孔的側壁的第一凸起，所述轉子安裝孔的側壁上至少設置有一個凸向所述轉子的第二凸起，所述第一凸起與所述側壁及所述第二凸起與所述轉子之間均設置有形成壓力油膜的間隙，所述第一凸起朝向所述側壁的端面設置有第一壓力油槽和第二壓力油槽，所述第一壓力油槽和所述第二壓力油槽并排設置，且所述第一壓力油槽和所述第二壓力油槽的長度延伸方向與所述轉子的軸線平行，所述第二凸起朝向所述轉子的端面設置有第三壓力油槽和第四壓力油槽，所述第三壓力油槽和第四壓力油槽并排設置，且所述第三壓力油槽和所述第四壓力油槽的長度延伸方向與所述轉子的軸線平行，所述轉子上設置有第一供油孔和第二供油孔，所述第一供油孔與所述第一壓力油槽連通，所述第二供油孔與所述第二壓力油槽連通，所述定子上設置有第三供油孔和第四供油孔，所述第三供油孔與所述第三壓力油槽連通，所述第四供油孔與所述第四壓力油槽連通。
[0007]本發明提供的上述方案，在第一凸起與側壁及第二凸起與轉子之間均設置有形成壓力油膜的間隙，使得在使用時，第一壓力油槽和第二壓力油槽，以及第三壓力油槽和第四壓力油槽之間可以在上述間隙中形成壓力密封油膜，使轉子與定子之間形成非接觸式的密封，具有摩擦力、摩擦力矩小，泄漏量小及可靠性高的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]參照下面結合附圖對本發明實施例的說明，會更加容易地理解本發明的以上和其它目的、特點和優點。附圖中的部件只是為了示出本發明的原理。在附圖中，相同的或類似的技術特征或部件將采用相同或類似的附圖標記來表示。
[0009]圖1為本發明實施例提供的壓力油膜密封擺葉馬達的半剖視圖；
[0010]圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0011]圖3為本發明實施例提供的定子的斷面圖；
[0012]圖4為本發明實施例提供的轉子于第一供油孔處的斷面圖；
[0013]圖5為本發明實施例提供的轉子于第二供油孔處的斷面圖；
[0014]圖6為本發明實施例提供的轉子的立體圖；
[0015]圖7為本發明實施例提供的轉子的主視圖；
[0016]圖8為本發明實施例提供的轉子的局部剖視圖；
[0017]圖9為本發明實施例提供的旋轉進油封的主視圖；
[0018]圖10為圖9的B-B剖視圖；
[0019]圖11為本發明實施例提供的壓力油膜密封擺葉馬達的使用狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面參照附圖來說明本發明的實施例。在本發明的一個附圖或一種實施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或實施方式中示出的元素和特征相結合。應當注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發明無關的、本領域普通技術人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0021]圖1為本發明實施例提供的壓力油膜密封擺葉馬達的半剖視圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為本發明實施例提供的定子101的斷面圖。如圖1-圖3所示，本發明實施例提供的壓力油膜密封擺葉馬達，包括具有轉子安裝孔的定子101，轉子安裝孔內轉動連接有轉子106，轉子106上至少設置有一個凸向轉子安裝孔的側壁的第一凸起107，轉子安裝孔的側壁上至少設置有一個凸向轉子106的第二凸起103，第一凸起107與側壁及第二凸起103與轉子106之間均設置有形成壓力油膜的間隙，第一凸起107朝向側壁的端面設置有第一壓力油槽115和第二壓力油槽116，第一壓力油槽115和第二壓力油槽116并排設置，且第一壓力油槽115和第二壓力油槽116的長度延伸方向與轉子106的軸線平行，第二凸起103朝向轉子106的端面設置有第三壓力油槽104和第四壓力油槽105，第三壓力油槽104和第四壓力油槽105并排設置，且第三壓力油槽104和第四壓力油槽105的長度延伸方向與轉子106的軸線平行，轉子106上設置有第一供油孔114和第二供油孔117，第一供油孔114與第一壓力油槽115連通，第二供油孔117與第二壓力油槽116連通，定子101上設置有第三供油孔112和第四供油孔113，第三供油孔112與第三壓力油槽104連通，第四供油孔113與第四壓力油槽105連通。[0022]本發明中所指的轉動連接是指兩個相互配合的部件可以發生相對的轉動。
[0023]本發明提供的上述方案，在第一壓力油槽115和第二壓力油槽116，以及第三壓力油槽104和第四壓力油槽105之間形成壓力密封油膜，使轉子106與定子101之間形成非接觸式的密封，具有摩擦力、摩擦力矩小，泄漏量小及可靠性高的優點。
[0024]參見圖4-圖8，為了提高受力的均勻性及運行的精度，轉子106上沿轉動方向均勻設置有兩個第一凸起107，兩個第一凸起107上的兩個第一壓力油槽115中心對稱且連通，兩個第一凸起107上的第二壓力油槽116中心對稱且連通。也即在同一投影面內，兩個第一壓力油槽115的連線與兩個第二壓力油槽116的連線呈交叉形狀(另可參見圖11)。
[0025]另可參見圖9、圖10，在定子101的一側密封固定連接有第一端蓋126，第一端蓋126可以是扣裝在定子101的外圓周上并實現與定子101的密封連接，以防止定子101內的液壓油從定子101與第一端蓋126的連接處滲出，第一端蓋126背離定子101的一側固定連接有旋轉進油封109，通過該旋轉進油封109為轉子106上的第一壓力油槽115及第二壓力油槽116供油。具體地，旋轉進油封109包括與轉子106轉動配合的中心孔，中心孔的壁面上設置有并排設置的第一環槽120和第二環槽121，第一供油孔114在轉子106的側壁上具有第一開口，第一開口與所述第一環槽120連通，第二供油孔117在轉子106的側壁上具有第二開口，第二開口與第二環槽121連通，旋轉進油封109上設置有第五供油孔119和第六供油孔118，第五供油孔119與第一環槽120連通，第六供油孔118與第二環槽121連通。在轉子106轉動過程中，第一開口一直能與第一環槽120連通,第二開口一直能與第二環槽121連通，這樣，外部的壓力油通過第五供油孔119、第六供油孔118分別進入到第一環槽120及第二環槽121，再分別通過第一開口、第二開口進入到第一供油孔114及第二供油孔117，最終在第一壓力油槽115及第二壓力油槽116之間形成用于進行非接觸密封的壓力油膜。采用此種結構可以可靠的、不間斷的為旋轉部件定子101提供形成壓力油膜的油料，保證形成壓力油膜的穩定性，提高該壓力油膜密封擺葉馬達的可靠性。
[0026]此外，在定子101背離第一端蓋126的一側密封固定有第二端蓋110，第二端蓋110扣轉在定子101的外圓周上并實現與定子101的密封,方式定子101內的油液從定子101與第二端蓋110的連接處滲出。在第二端蓋110具有階梯通孔，階梯通孔的大徑孔段背離定子101，大徑孔段內設置有與轉子106配合的軸承111，通過將大徑孔段設置在背離定子101的位置，可以防止軸承111對定子101內的液壓油造成不良影響，而影響該壓力油膜密封擺葉馬達的性能。階梯通孔的小徑孔段設置有密封槽，密封槽內設置有與轉子106密封配合的密封圈。
[0027]為了保護軸承，防止灰塵給軸承帶來不利影響，在第二端蓋110上設置有封蓋軸承的軸承蓋108，以對軸承進行保護。
[0028]為了防止第一環槽120與第二環槽121內的油液相互連通，而影響到密封油膜的密封效果，則至少在第一環槽120和第二環槽121之間設置有第一密封槽122,第一密封槽122內設置有與轉子106密封配合的第一密封圈，通過設置密封圈將第一環槽120及第二環槽121進行隔斷，使第一環槽120與第二環槽121內的油液不相同，保證了所形成的壓力油膜的密封效果。
[0029]另外，在第一環槽120及第二環槽121背離第一密封槽122的一側均設置有第二密封槽123，各第二密封槽123內均設置有與轉子106密封配合的第二密封圈。通過設置第二密封圈可以防止油液從第一環槽120及第二環槽121背離第一密封槽122的一側泄露，保證了第一環槽120及第二環槽121內的壓力穩定，進而保證了所形成的壓力油膜的密封效果。
[0030]如圖11所示，以轉子106上均與設置有兩個第一凸起107，定子101上設置有兩個第二凸起103為例進行說明。通過兩個第一凸起107和兩個第二凸起103，將定子101內的空腔分隔為兩組工作腔(其中，一個第一凸起107與一個第二凸起103每組一個工作腔，兩個第一凸起107與兩個第二凸起103每組兩個工作腔，以此類推)，即A組腔和B組腔，A組腔有兩個A腔，B組腔有兩個B腔。通過控制伺服閥125來調節A腔與B腔的壓差來控制該壓力油膜密封擺葉馬達的輸出轉矩及轉角。通過壓力油膜密封閥塊124輸出A’和B’兩路油，分別通往定第一凸起107的第一壓力油槽115、第二凸起103的第三壓力油槽104，以及第一凸起107的第二壓力油槽116、第二凸起103的第四壓力油槽105。其中，第一凸起107的第一壓力油槽115，也即A’ 口在靠近A腔的位置，第一凸起107的第二壓力油槽116，也即B’ 口在靠近B腔的位置。通過調節壓力油膜密封閥塊124，使A’ 口的壓力等于A腔的壓力，B’ 口的壓力等于B腔的壓力，根據流體動力學的理論可知，由該壓力油膜密封擺葉馬達的高壓腔流到低壓腔的流量大大減小，這樣，在第一壓力油槽115與第二壓力油槽116就形成了高壓油膜以實現該壓力油膜密封擺葉馬達A、B腔的密封。采用此種油膜密封，為非接觸式密封，定子101與轉子106之間的摩擦力、摩擦力矩僅為壓力油膜的粘性摩擦力、摩擦力矩，大大降低了由密封接觸引起的摩擦力、摩擦力矩，由于壓力油膜產生的密封，很好的組織了 A、B兩腔之間的泄露，克服了因采用密封元件，在磨損、氧化及沖擊等原因下造成密封元件實效，而導致液壓執行機構不能正常工作的問題。
[0031]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種壓力油膜密封擺葉馬達，包括具有轉子安裝孔的定子，所述轉子安裝孔內轉動連接有轉子，所述轉子上至少設置有一個凸向所述轉子安裝孔的側壁的第一凸起，所述轉子安裝孔的側壁上至少設置有一個凸向所述轉子的第二凸起，其特征在于， 所述第一凸起與所述側壁及所述第二凸起與所述轉子之間均設置有形成壓力油膜的間隙，所述第一凸起朝向所述側壁的端面設置有第一壓力油槽和第二壓力油槽，所述第一壓力油槽和所述第二壓力油槽并排設置，且所述第一壓力油槽和所述第二壓力油槽的長度延伸方向與所述轉子的軸線平行； 所述第二凸起朝向所述轉子的端面設置有第三壓力油槽和第四壓力油槽，所述第三壓力油槽和第四壓力油槽并排設置，且所述第三壓力油槽和所述第四壓力油槽的長度延伸方向與所述轉子的軸線平行； 所述轉子上設置有第一供油孔和第二供油孔，所述第一供油孔與所述第一壓力油槽連通，所述第二供油孔與所述第二壓力油槽連通，所述定子上設置有第三供油孔和第四供油孔，所述第三供油孔與所述第三壓力油槽連通，所述第四供油孔與所述第四壓力油槽連通。
2.根據權利要求1所述的壓力油膜密封擺葉馬達，其特征在于，所述轉子上沿轉動方向均勻設置有兩個所述第一凸起，兩個所述第一凸起上的兩個所述第一壓力油槽中心對稱且連通，兩個所述第一凸起上的所述第二壓力油槽中心對稱且連通。
3.根據權利要求1或2所述的壓力油膜密封擺葉馬達，其特征在于，所述定子的一側密封固定連接有第一端蓋，所述第一端蓋背離所述定子的一側固定連接有旋轉進油封，所述旋轉進油封包括與所述轉子轉動配合的中心孔，所述中心孔的壁面上設置有并排設置的第一環槽和第二環槽，所述第一供油孔在所述轉子的側壁上具有第一開口，所述第一開口與所述第一環槽連通，所述第二供油孔在所述轉子的側壁上具有第二開口，所述第二開口與所述第二環槽連通，所述旋轉進油封上設置有第五供油孔和第六供油孔，所述第五供油孔與所述第一環槽連通，所述第六供油孔與所述第二環槽連通。
4.根據權利要求3所述的壓力油膜密封擺葉馬達，其特征在于，所述定子背離所述第一端蓋的一側密封固定有第二端蓋，所述第二端蓋具有階梯通孔，所述階梯通孔的大徑孔段背離所述定子，所述大徑孔段內設置有與所述轉子配合的軸承，所述階梯通孔的小徑孔段設置有密封槽，所述密封槽內設置有與所述轉子密封配合的密封圈。
5.根據權利要求4所述的壓力油膜密封擺葉馬達，其特征在于，所述第二端蓋上設置有封蓋所述軸承的軸承蓋。
6.根據權利要求4所述的壓力油膜密封擺葉馬達，其特征在于，至少所述第一環槽和所述第二環槽之間設置有第一密封槽，所述第一密封槽內設置有與所述轉子密封配合的第一密封圈。
7.根據權利要求6所述的壓力油膜密封擺葉馬達，其特征在于，所述第一環槽及所述第二環槽背離所述第一密封槽的一側均設置有第二密封槽，各所述第二密封槽內均設置有與所述轉子密封配合的第二密封圈。
【文檔編號】F03C4/00GK103711638SQ201310744342
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】焦宗夏, 王增, 尚耀星, 吳帥, 趙龍飛 申請人:北京航空航天大學