[实用新型]扭矩自检型内曲线液压马达

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种液压马达，具体地说是一种扭矩自检型内曲线液压马达，属于液压传动领域。

背景技术

众所周知，内曲线多作用径向柱塞式液压马达(简称内曲线液压马达)是一种低速大扭矩液压马达，其主要由定子、转子、柱塞、滚轮组、配流轴、输出轴及端盖等组成，其定子内壁是由多段形状完全相同的曲面组成的，定子既作为马达的壳体，又作为滚轮的导轨曲面，用于支撑滚轮组，完成扭矩传递。内曲线液压马达具有尺寸小、重量轻、传动扭矩大、变速范围大、起动效率高、低速稳定性好等一系列特点，在矿山机械、工程机械、起重运输机械、工程船舶机械上得到了广泛的应用。为了检测内曲线液压马达的输出扭矩，进而对传动系统的运行状态进行监测和控制，通常需要在内曲线液压马达与负载之间安装扭矩传感器(或转速转矩传感器)。

扭矩是传动系统的重要参数，扭矩测量是传动系统技术参数测试的技术难点，液压马达输出轴的扭矩通常采用扭矩传感器进行测量。扭矩传感器的种类很多，根据其工作原理可归纳为两大类，第一类是基于剪应力的，利用应变片测量轴的剪应力来计算输出轴的扭矩，其缺点是它的测量精度与贴片工艺密切相关，精度较低，除此之外，还需要集流环、电刷等装置将信号输出，而集流环、电刷容易磨损，导致信号测量准确性不高。第二类是基于扭转变形的，利用扭转轴两端面转角差，通过测量轴的扭转变形来计算输出轴的扭矩，常用的有相对位移法、光电法及磁阻法等，但需要将传动轴断开，使用不便。

根据现有扭矩测量技术，不管是基于剪应力的，还是基于扭转变形的，由于温度补偿和初始相位补偿问题较难解决，因此，进行输出轴动态扭矩测量时，其准确度都比较低。

发明内容

本实用新型的目的是，通过对传统的内曲线液压马达的改进，使其既具备动力传递的功能，又具备扭矩检测的功能，从而可以取消专门的扭矩传感器，简化动力传动系统，实现内曲线液压马达的在线扭矩实时检测，并提高输出轴动态扭矩测量的准确度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：(1)将原来的内曲线液压马达的定子设计成由凸轮环和壳体两部分组成，使凸轮环与壳体可以相对转动，而凸轮环所采用的支撑方法是，在凸轮环的外侧面圆周方向设计一滚道，在壳体上与凸轮环的滚道对应的位置上均匀分布至少3个径向螺纹孔，优选地，采用5个径向螺纹孔，每个径向螺纹孔中有一个钢球和一个螺纹堵头，螺纹堵头的内端有一球窝，钢球用螺纹堵头固定在凸轮环的滚道和螺纹堵头的球窝之间，以便支撑凸轮环，为了提高钢球的稳定性，球窝的深度应大于钢球的半径；(2)在凸轮环的外侧设计一个挡块，在壳体的相应位置开一凹槽，使凸轮环的挡块伸入到壳体的凹槽中；(3)在挡块与壳体之间安装压电陶瓷传感器，用于测量凸轮环的周向力，根据牛顿第三定律知，凸轮环的周向力反映了输出轴的扭矩；(4)在壳体凹槽的内外槽口分别设有挡油板和盖板，以防止油液和粉尘影响压电陶瓷传感器的灵敏度，进而影响测量的精度。

本实用新型的有益效果是：(1)将内曲线液压马达与扭矩传感器合二为一，省去了专门的扭矩传感器，简化了动力传动系统；(2)将扭矩的测量转化为力的测量，同时，由于压电陶瓷传感器非常适合动态力测量，因此，本实用新型大大提高了输出轴动态扭矩测量的准确性，实现了内曲线液压马达的在线扭矩实时检测，并且扭矩测量原理简单可靠，受环境影响小，维护简单方便。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图2中螺纹堵头12的结构图。

图中1.配流轴，2.转子，3.柱塞，4.端盖，5.壳体，6.凸轮环，7.滚轮组，8.安装架，9.输出轴，10.轴承，11.轴承盖，12.螺纹堵头，13.钢球，14.挡油板，15.挡块，16.第一压电陶瓷传感器，17.第一电荷放大器，18.第一信号处理器，19.盖板，20.第二压电陶瓷传感器，21.第二电荷放大器，22.第二信号处理器，51.凹槽，61.内曲面，62.滚道，121.球窝，151.根部，161.第一信号电缆，201.第二信号电缆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。