[发明专利]一种配流副间隙磁力补偿式水液压马达

说明书

技术领域

本发明属于水压传动技术领域，涉及一种水压系统中的回转运动执行元件，尤其涉及一种配流副间隙磁力补偿式水液压马达。

背景技术

以过滤后的纯水（包括淡、海水）为介质的水压传动技术具有无污染、阻燃性好、介质来源广等优点，适应当今资源节约、环境友好型社会发展要求。近年来，新型复合材料的应用、精密加工技术的进步以及设计方法的改进优化为水压元件的研制提供了条件，促使水压系统开始在食品加工、消防、水下作业、海洋资源开发等众多领域展露出独特的优势。

水液压马达是水压系统中的关键执行元件，其性能指标对整个系统的质量具有决定性影响。综合国内外研究状况来看，采用全水润滑和端面配流的轴向柱塞式水液压马达因其具有径向尺寸小，重量轻，比功率大等优点，而且直接利用过滤后的纯水（包括淡、海水）作为工作介质和润滑介质，所有摩擦副间也全部通过纯水（包括淡、海水）来润滑和冷却，已成为当今水液压马达设计和研发的主要结构形式。然而，相比油介质，纯水（包括淡水、海水）的粘度很低，约为同温度下液压油粘度的1/30，这会导致在同等工况下，通过相同摩擦副间隙时水的泄漏流量要比液压油增大约30倍，从而引起容积效率显著降低，而随着泄漏量的增加，摩擦副间隙中的高速液流将对表面材料产生强烈的冲刷作用，使泄漏进一步加剧，不能再建立起期望的工作压力。

因此，对于全水润滑的端面配流轴向柱塞式水液压马达来说，如何保证马达长时间保持有较高的容积效率是提高其工作可靠性的关键性问题，其中端面配流副又是影响其容积效率的最关键的一对摩擦副。对于端面配流副的设计通常采用液压平衡原理即剩余压紧力设计法，要求缸体通过浮动衬板对配流盘施加的压紧力要略大于配流盘对浮动衬板的液压反推力，即要求有合适的剩余压紧力来保证配流副既能形成适当的边界润滑水膜，又具有一定的密封性能。对于全水润滑的水液压来说，剩余压紧力不能取太大，这是因为水介质的粘度低、润滑性差，而且水液压马达的配流盘表面一般是工程塑料层，较大的剩余压紧力会加剧配流盘的磨损，导致水液压马达过早失效。此外，由于受到零部件加工精度、装配误差以及工作时受交变载荷等因素影响，致使运动件的力矩不可能完全达到平衡，导致端面配流副间常出现偏磨和楔形空间，较大的剩余压紧力又会加剧偏磨速度，造成严重泄漏和配流盘的早期失效，对水液压马达的工作可靠性产生致命性影响。为了保证水液压马达长时间保持有较高的容积效率，只有进一步减小端面配流副之间的密封间隙，防止端面配流副偏磨和楔形空间的产生，改善端面配流副的密封性能，才能建立起具有有效刚度的水膜，产生足够的支撑力，进而提高水液压马达的容积效率和工作可靠性。

发明内容

本发明提供一种配流副间隙磁力补偿式水液压马达，目的是补偿配流副由于加工精度、装配误差以及工作时交变载荷等因素造成的配合间隙，防止偏磨和楔形空间的产生，改善配流副密封性能，保持水液压马达长时间工作具有较高容积效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案包括：一种配流副间隙磁力补偿式水液压马达，由小端盖、大端盖、壳体组成外壳，传动轴由装在壳体内孔中的前滑动轴承和装在大端盖内部的后滑动轴承支撑，柱塞装在缸体上圆周均布的缸孔内，滑靴经由回程盘压在斜盘上，缸孔的一端与浮动盘的对应孔之间装有浮动套并通过O型圈组件密封，安装在缸体内孔中的弹簧的一端通过顶杆压在装配在传动轴上的球铰上，另一端将浮动盘压在配流盘上，浮动盘与固定在大端盖上的配流盘构成配流副，浮动盘的外围端面上对称安装有上半圆弧形永磁铁和下半圆弧形永磁铁，配流盘外围端面上对应安装有一对与所述圆弧形永磁铁极性相反的上半圆弧形电磁铁和下半圆弧形电磁铁，在配流盘的腰形槽外围支撑面上对称安装有第一压电晶体压力传感器和第二压电晶体压力传感器，第一压电晶体压力传感器和第二压电晶体压力传感器的信号输出端分别与调节控制器连接，调节控制器的输出端与功率放大器连接，功率放大器的输出端分别与上半圆弧形电磁铁和下半圆弧形电磁铁连接。

上述配流副间隙磁力补偿式水液压马达，其中的浮动盘由不锈钢加工制成，而配流盘则由工程塑料制成或外壁覆盖有工程塑料层。

上述配流副间隙磁力补偿式水液压马达，其中的上半圆弧形永磁铁和浮动盘之间以及下半圆弧形永磁铁和浮动盘之间均安装有隔磁材料。

上述配流副间隙磁力补偿式水液压马达，其中的上半圆弧形电磁铁和下半圆弧形电磁铁的信号输入端分别通过水密信号线缆经由配流盘上的通孔、大端盖上的环形凹槽和大端盖上的孔道与功率放大器连接。