本發(fā)明涉及一種機械工程領域低速大扭矩液壓馬達的配流機構，尤其涉及一種擺缸式低速大扭矩高水基液壓馬達自平衡閥式配流機構。

背景技術：

低速大扭矩液壓馬達因具有可直接驅動負載，結構緊湊，加速和制動時間短，過載保護容易等特點，廣泛應用于各種工程領域中。但在應用中因礦物油易燃、泄漏引起嚴重的環(huán)境污染，且工作環(huán)境危險、運行空間狹小受限等，所以迫切需要以純水或高水基為介質的低速大扭矩馬達。

目前應用的各種高水基液壓柱塞式馬達按配流方式以端面配流居多，軸配流由于配合間隙過大，高水基作為工作介質時容易泄漏，故很少在高水基液壓馬達中使用。端面配流存在一個面接觸的摩擦副，由于加工精度的影響，該摩擦副會有一定程度的泄漏，且應用于高壓、低速工況時的泄漏更加嚴重。并且，由于外界污染物的侵入，摩擦副的結合面上會產生磨損，使得摩擦副結合面的間隙變大，密封效果變差，泄漏加大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的問題是針對上述現(xiàn)有技術易泄漏，摩擦副的結合面易磨損的不足，而提供擺缸式低速大扭矩高水基液壓馬達自平衡閥式配流機構。

本發(fā)明的目的在于針對上述存在的技術問題，提供一種擺缸式低速大扭矩高水基液壓馬達自平衡閥式配流機構。本發(fā)明采用自平衡配流閥組代替?zhèn)鹘y(tǒng)的軸配流、配流盤式配流機構，具有結構簡單、密封性能好，可靠性高等優(yōu)點，從根本上克服了傳統(tǒng)配流方式容積效率低的缺點，滿足馬達雙向旋轉需求，適用于高壓、低速、大扭矩工作場合。

本發(fā)明采用的技術方案是：

一種擺缸式低速大扭矩高水基液壓馬達自平衡閥式配流機構，包括端蓋、配流塊、排液配流閥組和進液配流閥組；端蓋與配流塊固聯(lián)，端蓋上設有高壓進口P0和低壓出口PT，配流塊安裝于液壓馬達本體上，排液配流閥組和進液配流閥組分別環(huán)形均布于配流塊內的兩個平行的圓周面平面內；且排液配流閥組與進液配流閥組沿配流塊軸向一一對應設置，配流塊上開設有流道網，高壓進口P0和低壓出口PT分別與流道網連通，高壓進口PO通過流道網與進液配流閥組的液壓腔相通，低壓出口PT通過流道網與排液配流閥組的液壓腔相通；位于同一軸向平面內的排液配流閥組和進液配流閥組的啟閉狀態(tài)相反，兩者的液壓腔出口均與液壓馬達本體的柱塞腔相通，兩者共同控制位于同一軸向平面內的柱塞的進、排液。

配流塊內通過軸承安裝有配流軸，配流軸與馬達曲軸相連，并隨著馬達曲軸轉動，配流軸上設有兩處偏心結構，且兩處偏心結構的相位差為π，兩處偏心結構上分別安裝有Ⅰ號配流軸承和Ⅱ號配流軸承，排液配流閥組所有的導桿均與Ⅰ號配流軸承的外周面始終接觸，進液配流閥組所有的導桿均與Ⅱ號配流軸承的外周面始終接觸。

所述的進液配流閥組的進液配流閥和排液配流閥組的排液配流閥具有相同的結構形式，進液配流閥包括導桿Ⅱ、閥座Ⅱ、閥導向Ⅱ、彈簧Ⅱ和閥芯Ⅱ，閥芯上腔Ⅱ的通徑d₂與閥芯下腔Ⅱ的通徑d₁相等；

排液配流閥包括導桿Ⅰ、閥座Ⅰ、閥導向Ⅰ、彈簧Ⅰ和閥芯Ⅰ，閥芯上腔Ⅰ的通徑d₄與閥芯下腔Ⅰ的通徑d₃相等，且d₁與d₃相等；

配流閥在啟閉狀態(tài)時閥芯Ⅱ和閥芯Ⅰ上下腔液壓力始終相等，配流軸隨馬達曲軸的轉動帶動導桿Ⅱ和導桿Ⅰ的移動來控制閥口的啟閉，從而控制柱塞的進、排液。

配流塊包括兩個端面，靠近排液配流閥組的端面為Ⅰ面，靠近進液配流閥組的端面為Ⅱ面，流道網包括設于Ⅰ面的出液網和設于Ⅱ面的進液網；

出液網包括：外環(huán)道Ⅰ、內環(huán)道Ⅰ、至少一條徑向道Ⅰ、上流道Ⅰ和下流道Ⅰ；外環(huán)道Ⅰ和內環(huán)道Ⅰ同心設置，徑向道Ⅰ連通外環(huán)道Ⅰ和內環(huán)道Ⅰ，上流道Ⅰ和下流道Ⅰ為軸向設置的，上流道Ⅰ與外環(huán)道Ⅰ相通，下流道Ⅰ與內環(huán)道Ⅰ相通，上流道Ⅰ和下流道Ⅰ分別對應排液配流閥組的閥芯上腔Ⅰ和閥芯下腔Ⅰ；

進液網包括：外環(huán)道Ⅱ、內環(huán)道Ⅱ、至少一條徑向道Ⅱ、上流道Ⅱ、下流道Ⅱ、柱塞腔流道和高壓進液流道；外環(huán)道Ⅱ和內環(huán)道Ⅱ同心設置，徑向道Ⅱ連通外環(huán)道Ⅱ和內環(huán)道Ⅱ，上流道Ⅱ、下流道Ⅱ、柱塞腔流道和高壓進液流道為軸向設置的，上流道Ⅱ與外環(huán)道Ⅱ相通，下流道Ⅱ與內環(huán)道Ⅱ相通，上流道Ⅱ和下流道Ⅱ分別對應進液配流閥組的閥芯上腔Ⅱ和閥芯下腔Ⅱ，柱塞腔流道與進液配流閥組的液壓腔出口相通，高壓進液流道貫通配流塊，其一端與高壓進口P0連接，另一端與徑向道Ⅱ相通。

排液配流閥組包括5個排液配流閥，進液配流閥組包括5個進液配流閥，排液配流閥組與進液配流閥組分別與5個柱塞腔一一對應。

通過高壓進口P0與低壓出口PT互換，相應柱塞的高、低壓狀況改變，可實現(xiàn)馬達的雙向轉動。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將自平衡閥式配流機構應用于擺缸式液壓馬達，使得擺缸式液壓馬達由傳統(tǒng)的盤配流方式轉變成為閥配流式。利用錐閥良好的密封特性，有效的克服了傳統(tǒng)配流方式下液壓馬達應用于低速、高壓工況時泄漏嚴重的缺點，有利于提高馬達在高水基介質中的容積效率。

本自平衡閥式配流機構與盤配流方式相比，其減少了一對摩擦副(缸體與配流盤之間的配流副)，這樣不僅減小了設計和制造的難度，而且增加的配流閥錐閥的結構形式還具有良好的密封性能，使傳統(tǒng)的低速大扭矩液壓馬達在低速、高壓、高水基工況時具有較高的容積效率和機械效率。另外，結構完全相同的自平衡配流閥組的中心對稱設計滿足馬達雙向運轉的工作需求。

附圖說明

圖1是具有自平衡閥式配流機構的擺缸式低速大扭矩高水基液壓馬達的主視圖；

圖2是具有自平衡閥式配流機構的擺缸式低速大扭矩高水基液壓馬達的工作原理；

圖3是排液配流閥組的剖視圖；

圖4是進液配流閥組的剖視圖；

圖5是進液配流閥組在配流塊中的A-A向視圖；

圖6是配流塊的B向Ⅰ面視圖；

圖7是配流塊的C向Ⅱ面視圖；

圖8是配流塊的D-D向剖視圖。

圖中：1、端蓋；2、配流軸；3、軸承；4、Ⅰ號配流軸承；5、Ⅱ號配流軸承；

6、排液配流閥組；

61、導桿Ⅰ；62、閥座Ⅰ；63、閥導向Ⅰ；64、彈簧Ⅰ；65、閥芯Ⅰ，6-A、閥芯上腔Ⅰ；6-B、閥芯下腔Ⅰ；

6-I、排液配流閥I；6-II、排液配流閥II；6-III、排液配流閥III；6-IV、排液配流閥IV；6-V排液配流閥V；

7、進液配流閥組；

7-I、進液配流閥I；7-II、進液配流閥II；7-III、進液配流閥III；7-IV、進液配流閥IV；7-V、進液配流閥V；

71、導桿Ⅱ；72、閥座Ⅱ；73、閥導向Ⅱ；74、彈簧Ⅱ；75、閥芯Ⅱ，7-A、閥芯上腔Ⅱ；7-B、閥芯下腔Ⅱ；

8、配流塊；

81、上流道Ⅰ；82、下流道Ⅰ；83、外環(huán)道Ⅰ；84、徑向道Ⅰ；85、內環(huán)道Ⅰ；

86、高壓進液流道；87、上流道Ⅱ；88、柱塞腔流道；89、下流道Ⅱ；810、外環(huán)道Ⅱ；811、徑向道Ⅱ；812、內環(huán)道Ⅱ；

9、柱塞；

9-I、柱塞I；9-II、柱塞II；9-III、柱塞III；9-IV、柱塞IV；9-V、柱塞V；

10、馬達曲軸；P0、高壓進口；PT、低壓出口。

具體實施方式

現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。

如圖1、5、6、7、8所示，一種擺缸式低速大扭矩高水基液壓馬達自平衡閥式配流機構，包括端蓋、配流塊、排液配流閥組和進液配流閥組；端蓋與配流塊固聯(lián)，端蓋上設有高壓進口P0和低壓出口PT，配流塊安裝于液壓馬達本體上，排液配流閥組和進液配流閥組分別環(huán)形均布于配流塊內的兩個平行的圓周面平面內；且排液配流閥組與進液配流閥組沿配流塊軸向一一對應設置，配流塊上開設有流道網，高壓進口P0和低壓出口PT分別與流道網連通，高壓進口PO通過流道網與進液配流閥組的液壓腔相通，低壓出口PT通過流道網與排液配流閥組的液壓腔相通；位于同一軸向平面內的排液配流閥組和進液配流閥組的啟閉狀態(tài)相反，兩者的液壓腔出口均與液壓馬達本體的柱塞腔相通，兩者共同控制位于同一軸向平面內的柱塞的進、排液。

如圖1所示，配流塊內通過軸承安裝有配流軸，配流軸與馬達曲軸相連，并隨著馬達曲軸轉動，配流軸上設有兩處偏心結構，且兩處偏心結構的相位差為π，兩處偏心結構上分別安裝有Ⅰ號配流軸承和Ⅱ號配流軸承，排液配流閥組所有的導桿均與Ⅰ號配流軸承的外周面始終接觸，進液配流閥組所有的導桿均與Ⅱ號配流軸承的外周面始終接觸。

如圖3、4所示，所述的進液配流閥組的進液配流閥和排液配流閥組的排液配流閥具有相同的結構形式，進液配流閥包括導桿Ⅱ、閥座Ⅱ、閥導向Ⅱ、彈簧Ⅱ和閥芯Ⅱ，閥芯上腔Ⅱ的通徑d₂與閥芯下腔Ⅱ的通徑d₁相等；排液配流閥包括導桿Ⅰ、閥座Ⅰ、閥導向Ⅰ、彈簧Ⅰ和閥芯Ⅰ，閥芯上腔Ⅰ的通徑d₄與閥芯下腔Ⅰ的通徑d₃相等，且d₁與d₃相等；配流閥在啟閉狀態(tài)時閥芯Ⅱ和閥芯Ⅰ上下腔液壓力始終相等，配流軸隨馬達曲軸的轉動帶動導桿Ⅱ和導桿Ⅰ的移動來控制閥口的啟閉，從而控制柱塞的進、排液。

如圖1、6、7所示，配流塊包括兩個端面，靠近排液配流閥組的端面為Ⅰ面，靠近進液配流閥組的端面為Ⅱ面，流道網包括設于Ⅰ面的出液網和設于Ⅱ面的進液網；

如圖6所示，出液網包括：外環(huán)道Ⅰ、內環(huán)道Ⅰ、至少一條徑向道Ⅰ、上流道Ⅰ和下流道Ⅰ；外環(huán)道Ⅰ和內環(huán)道Ⅰ同心設置，徑向道Ⅰ連通外環(huán)道Ⅰ和內環(huán)道Ⅰ，上流道Ⅰ和下流道Ⅰ為軸向設置的，上流道Ⅰ與外環(huán)道Ⅰ相通，下流道Ⅰ與內環(huán)道Ⅰ相通，上流道Ⅰ和下流道Ⅰ分別對應排液配流閥組的閥芯上腔Ⅰ和閥芯下腔Ⅰ；

如圖7所示，進液網包括：外環(huán)道Ⅱ、內環(huán)道Ⅱ、至少一條徑向道Ⅱ、上流道Ⅱ、下流道Ⅱ、柱塞腔流道和高壓進液流道；外環(huán)道Ⅱ和內環(huán)道Ⅱ同心設置，徑向道Ⅱ連通外環(huán)道Ⅱ和內環(huán)道Ⅱ，上流道Ⅱ、下流道Ⅱ、柱塞腔流道和高壓進液流道為軸向設置的，上流道Ⅱ與外環(huán)道Ⅱ相通，下流道Ⅱ與內環(huán)道Ⅱ相通，上流道Ⅱ和下流道Ⅱ分別對應進液配流閥組的閥芯上腔Ⅱ和閥芯下腔Ⅱ，柱塞腔流道與進液配流閥組的液壓腔出口相通，高壓進液流道貫通配流塊，其一端與高壓進口P0連接，另一端與徑向道Ⅱ相通。

如圖1、2、5所示，進液配流閥組包括5個進液配流閥，分別為進液配流閥I、進液配流閥II、進液配流閥III、進液配流閥IV、進液配流閥V，進液配流閥I、進液配流閥II、進液配流閥III、進液配流閥IV、進液配流閥V均布在配流塊的A-A向剖面內，排液配流閥組包括5個排液配流閥，分別為排液配流閥I、排液配流閥II、排液配流閥III、排液配流閥IV、排液配流閥V，排液配流閥I、排液配流閥II、排液配流閥III、排液配流閥IV、排液配流閥V均布于與A-A剖面平行的平面內，5個排液配流閥與5個進液配流閥組一一對應，每一對進液配流閥與排液配流閥控制一個柱塞的進、排液，柱塞包括5個，分別為柱塞I、柱塞II、柱塞III、柱塞IV和柱塞V。

如圖1、3、4、5、6、7、8所示，進液配流閥組的閥芯上腔Ⅱ與閥芯下腔Ⅱ依次通過上流道Ⅱ、外環(huán)道Ⅱ、徑向道Ⅱ、內環(huán)道Ⅱ和下流道Ⅱ相通，并通過配流塊上開設的高壓進液流道與端蓋上開設的高壓進口P0相通；排液配流閥組的閥芯上腔Ⅰ與閥芯下腔Ⅰ依次通過流道上流道Ⅰ、徑向道Ⅰ、下流道Ⅰ相通，并通過配流塊上開設的徑向道Ⅰ與低壓出口PT相通；進液配流閥組與排液配流閥組的出口均通過柱塞腔流道與柱塞腔相通。

如圖3、4所示，閥芯上腔Ⅱ的通徑d₂與閥芯下腔Ⅱ的通徑d₁相等；閥芯Ⅱ上下腔所受液壓力始終相等；導桿Ⅱ與閥芯Ⅱ不接觸時，閥芯Ⅱ在彈簧Ⅱ的作用下與閥座Ⅱ接觸密封，閥口關閉；導桿Ⅱ上移推動閥芯Ⅱ的運動，閥口開啟，控制柱塞腔與進液口相通。通過進、低壓出口的互換，原進液配流閥組與排液配流閥組的作用也相應的改變，柱塞腔的高、低狀態(tài)將隨之改變。

如圖1所示，所述的配流軸兩處偏心結構的相位差為π，Ⅰ號配流軸承、Ⅱ號配流軸承安裝于偏心結構處，Ⅰ號配流軸承與導桿Ⅰ始終接觸，Ⅱ號配流軸承與導桿Ⅱ始終接觸，導桿Ⅰ與導桿Ⅱ隨著配流軸的轉動而上下移動，且導桿Ⅰ與導桿Ⅱ的運動方向始終相反，使得排液配流閥組與進液配流閥組內的閥口有規(guī)律的交替啟閉。

本實施實例的工作原理如圖1、2所示，以圖示的高壓進口P0、低壓出口PT為例進行說明。配流軸與馬達曲軸連接，并隨之轉動，當柱塞I、柱塞II處于進液狀態(tài)，柱塞III、柱塞IV、柱塞V處于排液狀態(tài)時，對應配流軸的位置使得進液配流閥I、進液配流閥II以及排液配流閥III、排液配流閥IV、排液配流閥V的閥口開啟，其它配流閥組的閥口處于關閉狀態(tài)，馬達曲軸將依圖2所示逆時針轉動，隨馬達曲軸1的繼續(xù)轉動，配流軸的轉動將改變配流閥組的啟閉狀態(tài)，柱塞I、柱塞II、柱塞III、柱塞IV、柱塞V順序的高、低通流，驅動馬達曲軸的轉動并輸出扭矩。高壓進口P0與低壓出口PT互換時，相應柱塞的高、低壓狀況改變，馬達將順時針旋轉。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。