專(zhuān)利名稱(chēng)：一種集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓技術(shù)和異步發(fā)電機(jī)，尤其涉及一種集成式的液壓能到電能的轉(zhuǎn)換裝置。
背景技術(shù)：
采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)液壓能到電能的轉(zhuǎn)換在諸多場(chǎng)合可獲得很好的應(yīng)用，比如混合動(dòng)力工程機(jī)械的勢(shì)能回收、野外供電、風(fēng)力發(fā)電等。以混合動(dòng)力工程機(jī)械勢(shì)能回收為例，液壓馬達(dá)和發(fā)電機(jī)被安裝在系統(tǒng)的回油路，當(dāng)動(dòng)臂下放時(shí)，勢(shì)能形成的回油背壓通過(guò)液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，然后采用電容或電池等蓄能裝置存儲(chǔ)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能，從而將液壓能轉(zhuǎn)換成電能。目前，該發(fā)電裝置一般由分立的液壓馬達(dá)、聯(lián)軸器和發(fā)電機(jī)同軸連接組成，但是這種安裝組合方式的重量和占用空間均較大，不適合用于如工程機(jī)械這樣的移動(dòng)設(shè)備。而且，由于液壓馬達(dá)有外伸軸，可能存在外泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，其能減小整個(gè)液壓發(fā)電裝置的重量和體積，提高機(jī)械效率，同時(shí)還能保證具有較好的控制性能。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，包括電機(jī)殼體，在電機(jī)殼體的兩側(cè)分別固定設(shè)置左端蓋和右端蓋，貫穿電機(jī)殼體的旋轉(zhuǎn)軸與電機(jī)殼體轉(zhuǎn)動(dòng)相連；在電機(jī)殼體內(nèi)設(shè)有空心圓柱型的缸體，缸體套裝在旋轉(zhuǎn)軸的外表面，缸體的右側(cè)緊貼配油盤(pán)，在缸體的左側(cè)設(shè)置斜盤(pán)；在缸體內(nèi)設(shè)有7個(gè)或9個(gè)貫穿缸體的柱塞孔，每個(gè)柱塞孔內(nèi)均設(shè)有與柱塞孔的內(nèi)表面密封的滑動(dòng)相連的柱塞；柱塞的頭部與滑靴轉(zhuǎn)動(dòng)相連，滑靴緊貼斜盤(pán)的斜面并沿著斜盤(pán)的斜面滑動(dòng)；在缸體的外圈設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)子，帶有定子繞組的電機(jī)定子套裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子的外部；通油接頭塊與右端蓋固定相連，通油接頭塊上分別設(shè)有進(jìn)油口和出油口，右端蓋內(nèi)分別設(shè)有進(jìn)油通道和出油通道，配油盤(pán)上分別設(shè)置進(jìn)油窗口和出油窗口，通油接頭塊上的進(jìn)油口、右端蓋內(nèi)的進(jìn)油通道和配油盤(pán)上的進(jìn)油窗口依次相連通，通油接頭塊上的出油口、右端蓋內(nèi)的出油通道和配油盤(pán)上的出油窗口依次相連通。
3作為本發(fā)明的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)的改進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)均布轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，電機(jī)
轉(zhuǎn)子的兩側(cè)端面各有一個(gè)端環(huán)。
作為本發(fā)明的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)在左端蓋內(nèi)設(shè)有左軸承，
在右端蓋內(nèi)設(shè)有右軸承，旋轉(zhuǎn)軸的左右兩端分別與左軸承和右軸承相連。
作為本發(fā)明的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)柱塞的頭部與滑靴鉸接，
滑靴的外表面與回程盤(pán)相連，球鉸與回程盤(pán)球面鉸接；在旋轉(zhuǎn)軸與缸體內(nèi)圈之間的間隙內(nèi)設(shè)置頂桿和回程彈簧，頂桿的兩端分別抵著回程彈簧和球鉸，從而使滑靴緊貼斜盤(pán)的斜面。作為本發(fā)明的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)電機(jī)殼體上設(shè)有接線盒，
定子繞組的導(dǎo)線引入至接線盒內(nèi)。
作為本發(fā)明的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)電機(jī)殼體上還設(shè)有泄油□。
本發(fā)明的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，將分立的軸向柱塞液壓馬達(dá)和異步發(fā)電機(jī)有機(jī)集成在一起，省去聯(lián)軸器，將電機(jī)轉(zhuǎn)子與缸體通過(guò)花鍵固定連接，利用液壓驅(qū)動(dòng)與電機(jī)轉(zhuǎn)子一體的缸體，從而直接將液壓能轉(zhuǎn)換成電能。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有以下有益效果
該集成式液壓驅(qū)動(dòng)異步發(fā)電機(jī)將分立的軸向柱塞液壓馬達(dá)和異步發(fā)電機(jī)有機(jī)集成在一起，省去聯(lián)軸器，不僅使得液壓發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)緊湊，重量和占用空間均大大減小，而且可節(jié)約原材料，降低整體成本。本發(fā)明可將液壓能直接轉(zhuǎn)換成電能，去掉中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，同時(shí)也去掉一對(duì)軸承，所以具有較高的機(jī)械效率。又因液壓馬達(dá)和發(fā)電機(jī)集成后轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大大減小，可獲得較好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。本發(fā)明沒(méi)有外伸軸，密封可靠，可以避免外泄漏。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A剖的剖面圖中1、左端蓋，2、左軸承，3、斜盤(pán)，4、銷(xiāo)，5、接線盒，6、滑靴，7、回程盤(pán)，8、柱塞，9、頂桿，10、彈簧座，11、墊圈，12、擋圈，13、銷(xiāo)，14、泄油口， 15a、進(jìn)油口， 15b、出油口， 16、通油接頭塊，17、右端蓋，18、密封圈，19、右軸承，20、配油盤(pán)，21、回程彈簧，22、底座，23、缸體，24、旋轉(zhuǎn)軸，25、電機(jī)殼體，26、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，27、電機(jī)定子，28、定子繞組，29、球鉸，30、螺釘，31、端環(huán)，32、電機(jī)轉(zhuǎn)子，33、斜面，34、通道，35、頭部，36、液壓油通道，37、柱塞孔，38、螺釘，39、密封圈。
具體實(shí)施例方式
圖1 圖2結(jié)合給出了一種集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，包括底座22和設(shè)置在底座22之上的電機(jī)殼體25，在電機(jī)殼體25的兩側(cè)分別固定設(shè)置左端蓋1和右端蓋17;在電機(jī)殼體25分別設(shè)有缸體23、旋轉(zhuǎn)軸24、斜盤(pán)3、配油盤(pán)20等。電機(jī)殼體25上設(shè)有接線盒5，在電機(jī)殼體25上還設(shè)有泄油口 14。
左端蓋1通過(guò)螺釘30與電機(jī)殼體25固定相連，在左端蓋1與電機(jī)殼體25之間設(shè)置密封圈39;右端蓋17通過(guò)螺釘38與電機(jī)殼體25固定相連，在右端蓋17與電機(jī)殼體25之間設(shè)置密封圈18。右端蓋17內(nèi)分別設(shè)有進(jìn)油通道和出油通道。在左端蓋1內(nèi)設(shè)有左軸承2，在右端蓋17內(nèi)設(shè)有右軸承19，貫穿電機(jī)殼體25的旋轉(zhuǎn)軸24的左端通過(guò)軸套與左軸承2相連、右端通過(guò)軸套與右軸承19相連；旋轉(zhuǎn)軸24的軸心線與電機(jī)殼體25的軸心線相重疊。
在電機(jī)殼體25內(nèi)設(shè)有呈空心圓柱型的缸體23，此缸體23套裝在旋轉(zhuǎn)軸24的外表面，缸體23與旋轉(zhuǎn)軸24通過(guò)花鍵固定相連；缸體23的內(nèi)圈(即內(nèi)表面)與旋轉(zhuǎn)軸24的外表面保持一定的間隙。在缸體23的左側(cè)設(shè)置斜盤(pán)3，此斜盤(pán)3通過(guò)銷(xiāo)4與左端蓋1固定相連；在缸體23的右側(cè)設(shè)置配油盤(pán)20，此配油盤(pán)20通過(guò)銷(xiāo)13與右端蓋17固定相連，且配油盤(pán)20緊貼缸體23的右端面。配油盤(pán)20上分別設(shè)有進(jìn)油窗口和回油窗口。
在缸體23內(nèi)均勻設(shè)置9個(gè)軸向貫穿缸體23的柱塞孔37，在每個(gè)柱塞孔37內(nèi)均設(shè)有一個(gè)可沿著柱塞孔37的內(nèi)表面左右滑動(dòng)的柱塞8，柱塞8與柱塞孔37的內(nèi)表面依靠配合面中的液壓油實(shí)現(xiàn)密封。每個(gè)柱塞8的球形的頭部35與對(duì)應(yīng)的滑靴6上的球形凹部鉸接，回程盤(pán)7上均布9個(gè)圓孔，因此每個(gè)滑靴6的上端均套裝在回程盤(pán)7的圓孔內(nèi)，從而使滑靴6與回程盤(pán)7固定相連。球鉸29以球面配合的形式與回程盤(pán)7鉸接。因此，缸體23 —側(cè)與配油盤(pán)20相貼，另一側(cè)通過(guò)柱塞8、滑靴6、球鉸29、回程盤(pán)7的配合與斜盤(pán)3相貼。
在柱塞8內(nèi)設(shè)有液壓油通道36，此液壓油通道36在柱塞8的頭部35處形成一阻尼孔；在滑靴6內(nèi)設(shè)有通道34，使滑靴6與斜盤(pán)31的斜面33之間的間隙形成阻尼，上述阻尼孔和阻尼構(gòu)成B型液壓半橋，形成滑靴6底腔壓力的反饋控制作用。柱塞孔37內(nèi)的油流經(jīng)液壓油通道36后，對(duì)柱塞8頭部35與滑靴6的配合面進(jìn)行潤(rùn)滑和密封；上述油再進(jìn)一步通過(guò)通道34后，對(duì)滑靴6和斜盤(pán)3斜面33的配合面進(jìn)行潤(rùn)滑和密封。在缸體23的內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)軸24的外表面所形成的間隙內(nèi)設(shè)置彈簧座10、擋圈12、回程彈簧21和若干根的頂桿9 (例如圖2中所顯示的4根)。靠近缸體23右端面的擋圈12與缸體23固定相連，回程彈簧21的右端通過(guò)墊圈11抵著擋圈12，回程彈簧21的左端設(shè)置彈簧座IO，每根頂桿9的兩端分別抵著彈簧座10和球鉸29?；爻虖椈?1被彈簧座10和擋圈12固定成壓縮狀態(tài)，從而一方面使得缸體23壓緊配流盤(pán)20，另一方面依次通過(guò)頂桿9、球鉸29和回程盤(pán)7使得滑靴6緊貼斜盤(pán)3的斜面33。
缸體23的外圈被環(huán)形的電機(jī)轉(zhuǎn)子32包圍，電機(jī)轉(zhuǎn)子32通過(guò)花鍵與缸體23固定連接；此電機(jī)轉(zhuǎn)子32內(nèi)均布若干的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條26，電機(jī)轉(zhuǎn)子32的兩側(cè)端面各有一個(gè)端環(huán)31;端環(huán)31的作用是將轉(zhuǎn)子導(dǎo)條26連接形成短路環(huán)，從而構(gòu)成轉(zhuǎn)子電路。環(huán)形的電機(jī)定子27同軸心的包圍電機(jī)轉(zhuǎn)子32，此電機(jī)定子27與電機(jī)殼體25的內(nèi)表面固定相連；定子繞組28嵌在電機(jī)定子27中。定子繞組28的導(dǎo)線引入至接線盒5內(nèi)。
通油接頭塊16與右端蓋17固定相連，通油接頭塊16設(shè)有進(jìn)油口 15a和出油口 15b。通油接頭塊16上的進(jìn)油口 15a、右端蓋17內(nèi)的進(jìn)油通道和配油盤(pán)20上的進(jìn)油窗口依次相連通，通油接頭塊16上的出油口 15b、右端蓋17內(nèi)的出油通道和配油盤(pán)20上的出油窗口依次相連通。缸體23轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，9個(gè)柱塞孔37，有4或5個(gè)柱塞孔37與配油盤(pán)20上的進(jìn)油窗口相連通，其余的柱塞孔37與配油盤(pán)20上的出油窗口相連通。與配油盤(pán)20上的進(jìn)油窗口相連通的柱塞孔37稱(chēng)為高壓腔柱塞？L，與配油盤(pán)20上的出油窗口相連通的柱塞孔37稱(chēng)為低壓腔柱塞孔。
本發(fā)明的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，設(shè)置在缸體23上的電機(jī)轉(zhuǎn)子32隨著旋轉(zhuǎn)軸24—同旋轉(zhuǎn)，從而構(gòu)成發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
本發(fā)明的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)工作原理如下
一方面，當(dāng)通油接頭塊16上的進(jìn)油口 15a接上高壓油液后，油液依次經(jīng)過(guò)通油接頭塊16的進(jìn)油口 15a、右端蓋17的進(jìn)油通道進(jìn)入配油盤(pán)20的進(jìn)油窗口，然后又流入缸體23的高壓腔柱塞孔；由于高壓油的作用，使得高壓腔柱塞孔內(nèi)的柱塞8被頂出(即向著斜盤(pán)3的斜面33運(yùn)動(dòng))。另一方面，低壓腔柱塞孔內(nèi)的柱塞8被縮回，低壓油液依次經(jīng)過(guò)配流盤(pán)20的回油窗口、右端蓋17的出油通道、通油接頭塊16的出油口 15b回油。每只柱塞孔37內(nèi)的油液在高壓腔、低壓腔周期性切換，從而完成周期性進(jìn)油、回油的過(guò)程。
由于高低壓油液的作用，斜盤(pán)3對(duì)缸體23的反作用力形成不平衡的驅(qū)動(dòng)力矩，帶動(dòng)缸體23旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑靴6在斜盤(pán)3的斜面33上做橢圓軌跡的滑動(dòng)，柱塞8
6相對(duì)于缸體23在柱塞孔37內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)柱塞孔37中通高壓油時(shí)，柱塞8向外運(yùn)動(dòng)(被頂出)；當(dāng)柱塞孔37中通低壓油時(shí)，柱塞8向里運(yùn)動(dòng)(被縮回)。缸體23上的電機(jī)轉(zhuǎn)子32，隨著缸體23旋轉(zhuǎn)后，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，電機(jī)定子27的定子繞組28中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而且通過(guò)接線盒5與負(fù)載相連后產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而實(shí)現(xiàn)液壓能到電能的直接轉(zhuǎn)換。
在運(yùn)行過(guò)程中，柱塞8與柱塞孔37，滑靴6與斜盤(pán)3的斜面33，缸體23與配流盤(pán)20之間的摩擦副不可避免地存在泄漏，為了避免電機(jī)殼體25內(nèi)油液壓力過(guò)高，需要及時(shí)將泄漏的油液排出電機(jī)殼體25外，泄油口 14即用于排放泄漏油液。
最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，包括電機(jī)殼體(25)，其特征在于在電機(jī)殼體(25)的兩側(cè)分別固定設(shè)置左端蓋(1)和右端蓋(17)，貫穿電機(jī)殼體(25)的旋轉(zhuǎn)軸(24)與電機(jī)殼體(25)轉(zhuǎn)動(dòng)相連；在電機(jī)殼體(25)內(nèi)設(shè)有空心圓柱型的缸體(23)，所述缸體(23)套裝在旋轉(zhuǎn)軸(24)的外表面，缸體(23)的右側(cè)緊貼配油盤(pán)(20)，在缸體(23)的左側(cè)設(shè)置斜盤(pán)(3)；在缸體(23)內(nèi)設(shè)有7個(gè)或9個(gè)貫穿缸體(23)的柱塞孔(37)，每個(gè)柱塞孔(37)內(nèi)均設(shè)有與柱塞孔(37)的內(nèi)表面密封的滑動(dòng)相連的柱塞(8)；柱塞(8)的頭部(35)與滑靴(6)轉(zhuǎn)動(dòng)相連，滑靴(6)緊貼斜盤(pán)(3)的斜面(33)并沿著斜盤(pán)(3)的斜面(33)滑動(dòng)；在缸體(23)的外圈設(shè)置電機(jī)轉(zhuǎn)子(32)，帶有定子繞組(28)的電機(jī)定子(27)套裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子(32)的外部；通油接頭塊(16)與右端蓋(17)固定相連，通油接頭塊(16)上分別設(shè)有進(jìn)油口(15a)和出油口(15b)，右端蓋(17)內(nèi)分別設(shè)有進(jìn)油通道和出油通道，配油盤(pán)(20)上分別設(shè)置進(jìn)油窗口和出油窗口，通油接頭塊(16)上的進(jìn)油口(15a)、右端蓋(17)內(nèi)的進(jìn)油通道和配油盤(pán)(20)上的進(jìn)油窗口依次相連通，通油接頭塊(16)上的出油口(15b)、右端蓋(17)內(nèi)的出油通道和配油盤(pán)(20)上的出油窗口依次相連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，其特征在于所述電機(jī)轉(zhuǎn)子(32) 內(nèi)均布轉(zhuǎn)子導(dǎo)條(26)，電機(jī)轉(zhuǎn)子(32)的兩側(cè)端面各有一個(gè)端環(huán)(31)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，其特征在于在左端蓋(1) 內(nèi)設(shè)有左軸承(2),在右端蓋(17)內(nèi)設(shè)有右軸承(19)，旋轉(zhuǎn)軸(24)的左右兩端分別與左 軸承(2)和右軸承(19)相連。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，其特征在于柱塞(8)的頭 部(35)與滑靴(6)鉸接，滑靴(6)的外表面與回程盤(pán)(7)相連，球鉸(29)與回程盤(pán)(7) 球面鉸接；在旋轉(zhuǎn)軸(24)與缸體(23)內(nèi)圈之間的間隙內(nèi)設(shè)置頂桿(9)和回程彈簧(21)， 頂桿(9)的兩端分別抵著回程彈簧(21)和球鉸(29)，從而使滑靴(6)緊貼斜盤(pán)(3)的 斜面(33)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，其特征在于電機(jī)殼體(25) 上設(shè)有接線盒(5)，定子繞組(28)的導(dǎo)線引入至接線盒(5)內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，其特征在于電機(jī)殼體(25) 上還設(shè)有泄油口 (14)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種集成式液壓驅(qū)動(dòng)的異步發(fā)電機(jī)，包括電機(jī)殼體(25)、旋轉(zhuǎn)軸(24)、缸體(23)、電機(jī)轉(zhuǎn)子(32)和電機(jī)定子(27)；缸體(23)的右側(cè)緊貼配油盤(pán)(20)，在缸體(23)的左側(cè)設(shè)置斜盤(pán)(3)；在缸體(23)內(nèi)設(shè)有柱塞孔(37)，位于柱塞孔(37)內(nèi)的柱塞(8)的頭部(35)與滑靴(6)轉(zhuǎn)動(dòng)相連，滑靴(6)緊貼斜盤(pán)(3)；通油接頭塊(16)上的進(jìn)油口(15a)、右端蓋(17)內(nèi)的進(jìn)油通道和配油盤(pán)(20)上的進(jìn)油窗口依次相連通，通油接頭塊(16)上的出油口(15b)、右端蓋(17)內(nèi)的出油通道和配油盤(pán)(20)上的出油窗口依次相連通。該異步發(fā)電機(jī)用于將液壓能轉(zhuǎn)換成電能。
文檔編號(hào)H02K7/18GK101635485SQ20091010191
公開(kāi)日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月24日
發(fā)明者滔 王, 王慶豐 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)