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1、(10)申请公布号 CN 104033329 A (43)申请公布日 2014.09.10 C N 1 0 4 0 3 3 3 2 9 A (21)申请号 201310091298.7 (22)申请日 2013.03.06 F03C 2/00(2006.01) (71)申请人宁波高新协力机电液有限公司 地址 315040 浙江省宁波市江东区周宿渡路 26号 (72)发明人陈斌 (54) 发明名称 径向滚柱高速变量油马达 (57) 摘要 一种径向滚柱高速变量油马达，包括前盖、中 间壳体、后盖由端盖螺钉固定，前盖内大轴承和后 盖内小轴承支承一个转子，转子包括输出轴、两个 小转缸体、大转缸体、支承轴。
2、，每个小转缸流道与 两个小转缸体的凹槽相通，每个大转缸流道与大 转缸体凹槽相通，小转缸体凹槽内放置短滚柱，大 转缸体的凹槽内放置长滚柱，滚柱接触的三个定 子，中间是长定子，两侧各一个短定子，中间壳体 径向两端各有三个油缸，大控制缸两侧各一个小 回程缸，大回程缸两侧各一个小控制缸，控制缸活 塞的直径都大于回程缸内活塞的直径，各回程缸 油口接高压工作油，各控制缸油口分别与阀控回 路接通，高压工作油经阀控回路调节控制各缸压 力，驱动各定子移动，从而改变滚柱行程，实现变 量。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利。
3、要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104033329 A CN 104033329 A 1/1页 2 1.一种径向滚柱高速变量油马达，包括前盖(4)、中间壳体(12)后盖(28)由端盖螺钉 (8)固定，组成油马达壳体，前盖(4)内大轴承(3)和后盖(28)内小轴承(29)支承一个转 子(47)；其特征在于：转子(47)一端面与前盖(4)之间是大配流盘(6)接触，静压密封圈 (5)密封大配流盘(6)与前盖(4)的结合面，转子(47)另一端面与后盖(28)之间是小配流 盘(27)，小配流盘静压密封圈(26)密封小配流盘(27)与后盖(28)的结合面。 2.根据权利要求1所。
4、述的径向滚柱高速变量油马达，其特征在于：转子(47)包括输出 轴(1)、两个衬板(32)、两个小转缸体(41)、两个隔板(34)、大转缸体(37)、支承轴(30)，由 定位套(33)定位，紧固螺钉(31)固定。 3.根据权利要求2所述的径向滚柱高速变量油马达，其特征在于：转子(47)中设置小 转缸流道(25)、大转缸流道(42)，每个小转缸流道(25)与两个小转缸体(41)的凹槽相通， 每个大转缸流道(42)与大转缸体(37)凹槽相通，小转缸体(41)凹槽内放置短滚柱(9)，大 转缸体(37)的凹槽内放置长滚柱(23)，所有滚柱径向及两端面间隙配合，所有滚柱工作时 可与定子内圈接触滚动。 4.。
5、根据权利要求3所述的径向滚柱高速变量油马达，其特征在于：滚柱接触的三个定 子，中间是长定子(22)，两侧各一个短定子(10)，右挡块(7)、左挡块(24)限制定子移位， 长定子(22)与两个大缸球垫(21)接触，两个大缸球垫(21)的球面分别与大控制缸活塞 (20)、大回程缸(35)内活塞接触，短定子(10)与两个小缸球垫(11)接触，两个小缸球垫 (11)的球面分别与小回程缸活塞(13)、小控制缸(39)内活塞接触，大控制缸(19)内弹簧 由大控制缸盖(17)预压并用螺钉(40)固定，小控制缸(39)内弹簧由小控制缸(39)端部 的缸盖预压并用螺钉(40)固定，大回程缸(35)内弹簧由大回程。
6、缸(35)端部的缸盖预压并 用螺钉(40)固定，小回程缸(14)内弹簧由小回程缸(14)端部的缸盖预压并用螺钉(40) 固定。 5.根据权利要求4所述的径向滚柱高速变量油马达，其特征在于：中间壳体(12)径向 两端各有三个油缸，大控制缸(19)两侧各一个小回程缸(14)，大回程缸(35)两侧各一个小 控制缸(39)，大控制缸活塞(20)的直径大于大回程缸(35)内活塞的直径，小回程缸活塞 (13)的直径小于小控制缸(39)内活塞的直径，大控制缸(19)内弹簧的刚度低于另一侧大 回程缸(35)内弹簧的刚度，小控制缸(39)内弹簧的刚度低于另一侧小回程缸(14)内弹簧 的刚度，保证非工作状态各定子。
7、移向控制缸一侧。 6.根据权利要求5所述的径向滚柱高速变量油马达，其特征在于：大回程缸油口(36) 及小回程缸油口(15)接通油马达高压工作油，大控制缸油口(18)及小控制缸油口(38)分 别与阀控回路接通，高压工作油经阀控回路调节控制各缸压力，改变控制缸内活塞推力，驱 动定子移动，从而改变滚柱行程，实现变量。 权 利 要 求 书CN 104033329 A 1/3页 3 径向滚柱高速变量油马达 技术领域 0001 本发明涉及一种液压机械换能元件，具体地说是一种与现有的柱塞式，齿轮及球 塞式油马达不同，具有高转速、高效率、变排量性能，即可工作在马达状态，也可工作在泵状 态，尤其工作在高速小排量。
8、状态，效率高于现有变量油马达的新型径向滚柱高速变量油马 达。 背景技术 0002 在液压技术领域，现有的变量油马达是以轴向柱塞泵工作在马达状态来实现，轴 向柱塞泵变量是通过改变变量斜盘的倾角来实现，为了避免柱塞缸体倾翻力过大，通常设 计斜盘平面与柱塞运动平面夹角在18度左右，当夹角小于5度时，滑靴与斜盘平面组成的 滑动摩擦副将自锁，由于摩擦角占工作角的比例较大，低效率区域大，能量损耗及发热量 大，由于受耐磨材料在高正压力下最高线速度限制，现有变量油马达最大功率在200Kw左 右。 发明内容 0003 本发明之目的是弥补上述油马达的不足，向社会公开一种变摩擦副为滚动副、工 作效率高、转速高、可变。
9、量、最大功率超过1000Kw的新型径向滚柱高速油马达。 0004 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案： 0005 一种径向滚柱高速变量油马达，包括前盖、中间壳体后盖由端盖螺钉固定，组成油 马达壳体，前盖内大轴承和后盖内小轴承支承一个转子；其特征在于：转子一端面与前盖 之间是大配流盘接触，静压密封圈密封大配流盘与前盖的结合面，转子另一端面与后盖之 间是小配流盘，小配流盘静压密封圈密封小配流盘与后盖的结合面。 0006 所述的转子包括输出轴、两个衬板、两个小转缸体、两个隔板、大转缸体、支承轴， 由定位套定位，紧固螺钉固定。 0007 转子中设置小转缸流道、大转缸流道，每个小转缸流道与两个小转缸。
10、体的凹槽相 通，每个大转缸流道与大转缸体凹槽相通，小转缸体凹槽内放置短滚柱，大转缸体的凹槽内 放置长滚柱，所有滚柱径向及两端面间隙配合，所有滚柱工作时可与定子内圈接触滚动。 0008 所述的滚柱接触的三个定子，中间是长定子，两侧各一个短定子，右挡块、左挡块 限制定子移位，长定子与两个大缸球垫接触，两个大缸球垫的球面分别与大控制缸活塞、大 回程缸内活塞接触，短定子与两个小缸球垫接触，两个小缸球垫的球面分别与小回程缸活 塞、小控制缸内活塞接触，大控制缸内弹簧由大控制缸盖预压并用螺钉固定，小控制缸内弹 簧由小控制缸端部的缸盖预压并用螺钉固定，大回程缸内弹簧由大回程缸端部的缸盖预压 并用螺钉固定，小回。
11、程缸内弹簧由小回程缸端部的缸盖预压并用螺钉固定。 0009 所述的中间壳体径向两端各有三个油缸，大控制缸两侧各一个小回程缸，大回程 缸两侧各一个小控制缸，大控制缸活塞的直径大于大回程缸内活塞的直径，小回程缸活塞 的直径小于小控制缸内活塞的直径，大控制缸内弹簧的刚度低于另一侧大回程缸内弹簧的 说 明 书CN 104033329 A 2/3页 4 刚度，小控制缸内弹簧的刚度低于另一侧小回程缸内弹簧的刚度，保证非工作状态各定子 移向控制缸一侧。 0010 所述的大回程缸油口及小回程缸油口接通油马达高压工作油，大控制缸油口及小 控制缸油口分别与阀控回路接通，高压工作油经阀控回路调节控制各缸压力，改变控。
12、制缸 内活塞推力，驱动定子移动，从而改变滚柱行程，实现变量。 0011 本发明与现有技术相比的优点是： 0012 径向滚柱高速变量油马达采用滚柱替代柱塞及滑靴，以滚动副替换滑动副，大副 降低摩擦系数，减小工作死区，又因本发明采用了转子正径向液压力平衡技术，从图3中看 出，当高压油进入，受径向液压力，互相抵消，提高轴承寿命，减小体积和重量，最大功率提 高到1000Kw以上，在全液压风力发电机及履带式车辆等领域具有重要意义。 附图说明 0013 图1是本发明实施例的轴向总剖视示意图。 0014 图2是图1的上视剖视示意图。 0015 图3是图1拆卸前盖，输出轴，衬板后的左视示意图，虚线所示为另一层。
13、定子、滚柱 的工作位置，其定子圆心与所示实践层定子圆心对称转子中心。 具体实施方式 0016 附图中的各附标记名称是： 0017 输出轴1、油封2、大轴承3、前盖4、静压密封圈5、大配流盘6、右挡块7、端盖螺钉 8、短滚柱9、短定子10、小缸球垫11、中间壳体12、小回程缸活塞13、小回程缸14、小回程缸 油口15、小回程缸盖16、大控制缸盖17、大控制缸油口18、大控制缸19、大控制缸活塞20、 大缸球垫21、长定子22，长滚柱23、左档块24、小转缸流道25、小配流盘静压密封圈26、小 配流盘27、后盖28、小轴承29、支承轴30、紧固螺钉31、衬板32、定位套33、隔板34、大回程 缸3。
14、5、大回程缸油口36、大转缸体(37)、小控制缸油口38、小控制缸39、螺钉40、小转缸体 41、大转缸流道42、大转缸体进油口43、大转缸体出油口44、小转缸体出油口45、小转缸体 进油口46、转子47。 0018 一种径向滚柱高速变量油马达，包括前盖4、中间壳体12后盖28由端盖螺钉8固 定，组成油马达壳体，前盖4内大轴承3和后盖28内小轴承29支承一个转子47；其特征在 于：转子47一端面与前盖4之间是大配流盘6接触，静压密封圈5密封大配流盘6与前盖 4的结合面，转子47另一端面与后盖28之间是小配流盘27，小配流盘静压密封圈26密封 小配流盘27与后盖28的结合面。 0019 所述的转。
15、子47包括输出轴1、两个衬板32、两个转小缸体41、两个隔板34、大转缸 体37、支承轴30，由定位套33定位，紧固螺钉31固定。 0020 转子47中设置小转缸流道25、大转缸流道42，每个小转缸流道25与两个小转缸 体41的凹槽相通，每个大转缸流道42与大转缸体37凹槽相通，小转缸体41凹槽内放置短 滚柱9，大转缸体37的凹槽内放置长滚柱23，所有滚柱径向及两端面间隙配合，所有滚柱工 作时可与定子内圈接触滚动。 0021 所述的滚柱接触的三个定子，中间是长定子22，两侧各一个短定子10，右挡块7、 说 明 书CN 104033329 A 3/3页 5 左挡块24限制定子移位，长定子22与两。
16、个大缸球垫21接触，两个大缸球垫21的球面分别 与大控制缸活塞20、大回程缸35内活塞接触，短定子10与两个小缸球垫11接触，两个小缸 球垫11的球面分别与小回程缸活塞13、小控制缸39内活塞接触，大控制缸19内弹簧由大 控制缸盖17预压并用螺钉40固定，小控制缸39内弹簧由小控制缸39端部的缸盖预压并 用螺钉40固定，大回程缸35内弹簧由大回程缸35端部的缸盖预压并用螺钉40固定，小回 程缸14内弹簧由小回程缸14端部的缸盖预压并用螺钉40固定。 0022 所述的中间壳体12径向两端各有三个油缸，大控制缸19两侧各一个小回程缸14， 大回程缸35两侧各一个小控制缸39，大控制缸活塞20的直径。
17、大于大回程缸35内活塞的直 径，小回程缸活塞13的直径小于小控制缸39内活塞的直径，大控制缸19内弹簧的刚度低 于另一侧大回程缸35内弹簧的刚度，小控制缸39内弹簧的刚度低于另一侧小回程缸14内 弹簧的刚度，保证非工作状态各定子移向控制缸一侧。 0023 所述的大回程缸油口36及小回程缸油口15接通油马达高压工作油，大控制缸油 口18及小控制缸油口38分别与阀控回路接通，高压工作油经阀控回路调节控制各缸压力， 改变控制缸内活塞推力，驱动定子移动，从而改变滚柱行程，实现变量。 0024 以上径向滚柱高速变量油马达是一种新型液压机械换能元件，适合工作在马达和 泵工况。 0025 马达工作原理，图3。
18、所示，高压工作油进入大转缸体进油口，通过双点划线所示配 流盘左侧半圆腰型孔，经大转缸流道进入左侧大转缸体凹槽，左侧虚线所示滚柱受径向液 压力作用贴紧虚线所示定子，并沿定子内表面向顺时针带动转子滚动。同样另一路高压工 作油进入小转缸体进油口，通过小配流盘经虚线所示小转缸流道，进入右侧小转缸体凹槽， 右侧实线所示滚柱受径向液压力作用贴紧实线所示定子，并沿定子内表面向顺时针带动转 子滚动。调整控制缸压力，改变控制缸活塞推力，可改变定子偏心量，从而改变滚柱行程，实 现变量。 0026 泵工作原理，图3所示，外力作用转子顺时针旋转，右侧实线所示滚柱受离心力作 用沿径向向外运动，吸入低压油，左侧实线所示滚。
19、柱沿定子内表面滚动，同时向转子圆心运 动，将左侧实线所示小转缸体凹槽内液压油经虚线所示小转缸流道挤出。同样左侧虚线所 示滚柱受离心力作用沿径向向外运动，吸入低压油，右侧虚线所示滚柱沿定子内表面滚动， 同时向转子圆心运动，将右侧大转缸体凹槽内液压油经实线所示大转缸流道挤出。调整控 制缸压力，改变控制缸活塞推力，可改变定子偏心量，从而改变滚柱行程，实现变量。 说 明 书CN 104033329 A 1/3页 6 图1 说 明 书 附 图CN 104033329 A 2/3页 7 图2 说 明 书 附 图CN 104033329 A 3/3页 8 图3 说 明 书 附 图CN 104033329 A 。