随着我国建筑行业的发展和规范化,混凝土的生产逐渐实现商品化的发展,混凝土搅拌运输车在该行业中的需求量越来越大,并且逐渐向大型化重载型发展。而目前在国内,小型轻载型搅拌运输车搅拌筒的驱动装置主要采用定轴轮系和链传动开式减速器装置,结构庞大,输出
扭矩有限,制约了搅拌运输车的发展。中大型重载型搅拌运输车搅拌筒(容量不小于7m3)的驱动装置主要依赖成套进口减速机设备,成本高、维修不方便。
发明内容
本实用新型为了克服上述的不足,提供一种高性能、高可靠性、操作安全、易于安装维护、重量轻、噪音低的混凝土搅拌运输车搅拌筒驱动装置。
本实用新型是采用下列技术方案来实现的:它由
箱体、行星传动减速装置、液压传动及控制系统组成,减速机箱体即为
马达壳体及油箱,低速大扭矩
柱塞式
液压马达驱动后置行星传动减速机构,内置径向柱塞式液压马达与减速机为一整体式,即马达
输出轴直接作为行星减速机构的
输入轴,马达旋
转轴和行星减速机构输入轴通过圆锥滚子
轴承支撑,液压控制元器件均设置在箱体上,输出
法兰直接与
混凝土搅拌车滚筒相连。
为了更好的效果:内曲线
导轨固定在箱体上,十组滚柱传
力式径向柱塞通过柱塞
弹簧压紧,滚柱紧贴在内曲线导轨上,配油盘端面通过配油盘弹簧静压支撑与
转子配油孔端面紧贴配油,柱塞在转子内形成
活塞式滑动。
稳压
阀、溢流阀、
单向阀组成的
控制阀设置到后端盖上,且分布在壳体的高、低工作油道上。
行星传动减速装置输出法兰采用碗形骨架密封。
行星
齿轮支撑轴承采用无内
外圈式非标双排
滚针轴承。
行星传动减速装置采用关节轴承和浮动鼓形齿式
联轴器的均载装置。
行星传动减速装置采用空心输出法兰轴、调心滚子轴承及关节轴承的偏摆支撑装置。
马达整体设置在减速机箱体即油箱内,内置吸油
滤油器,
热交换器和冷却系统直接设置在马达背面。
本实用新型通过1、采用一个箱体把液压马达、行星减速装置、滤油器、热交换及冷却系统、液压系统控制阀(包括稳压阀、溢流阀、单向阀)集成为一体,确保运行高效、平稳和低噪音。
2、箱体仅由壳体和后端盖两部分组成,只有一个剖分面需要密封,从而达到优越的
密封性能。既满足其超强的机械强度性能要求,又能达到结构小巧、外形美观的效果。
3、通过对液压系统油箱和箱体有机的融合为一体,一方面取消了单独的油箱,这种紧凑的尺寸结构为混凝土搅拌运输车整体设计提供了更大的空间,特别适用于
驾驶室与搅拌筒之间空间非常有限的混凝土搅拌运输车;另一方面箱体内加满液压油并通过液压传动控制系统的换热和冷却,对整个机械
传动系统部分进行了充分的润滑、冷却,有效的控制了机械传动系统部分的
温度,从而提高了传动部件的使用寿命并大大的降低了噪音。
4、行星减速传动装置:(1)采用行星传动装置代替普通定轴传动轮系,具有体积小、重量轻、结构紧凑、
传动比大、传动效率高、传动功率大、承载能力高等特点,并且运动平稳、抗冲击和振动的能力较强。(2)采用关节轴承和浮动鼓形齿式联轴器的均载装置,既大大简化结构,达到结构紧凑、小巧的目的,又提高了传动装置的可靠性和安全性。(3)行星齿轮支撑轴承采用无内外圈式非标双排滚针轴承,既节约了有效的空间又提高了轴承的使用寿命。(4)采用空心输出法兰轴、调心滚子轴承及关节轴承实现输出法兰可以在±6°范围内偏摆,以缓冲车辆在行驶中对减速机的冲击力。调心滚子轴承作为主要承载轴承,能够承受来自搅拌筒的巨大
载荷。(5)采用碗形骨架密封输出法兰,一方面有效防止
润滑油泄漏,另一方面阻止外界粉尘、杂物进入减速机内部。
5、液压传动及控制系统:(1)根据低速大扭矩液压径向柱塞马达设计原理,经过简化与箱体结合在一起设计制造液压径向柱塞马达,并与行星减速机有机集成一起,如马达的输出轴就是行星减速机输入轴,减速机箱体就是马达的壳体及油箱,采用一个
圆锥滚子轴承就同时解决了液压马达旋转部件和行星减速机构
太阳轮的支撑问题等。(2)根据液压系统控制原理及油路设计要求,放弃购买现成的液压控制阀,而自行设计出控制阀(包括稳压阀、溢流阀、单向阀)并设置在箱体上,不仅节约了空间,还简化了油路系统降低了制造成本。(3)通过采用变量柱塞油
泵,实现整个减速机系统无极调速功能,和平稳换向功能。(4)内置油
过滤器对来自减速箱和液压回路的油进行持续过滤,保证整个系统油液的清洁,从而大大的延长了整个减速机系统的使用寿命。(5)热交换器和冷却系统直接安装在马达背面,通过双回路油冷系统同时向液压油路和液压马达提供冷却油,并同时冷却油泵和行星减速传动装置,控制液压行星减速机系统免于发生
过热现象。
如采用传统的定轴传动减速机设计方案则体积重量均远远超过混凝土搅拌车整车装配要求,而我们采用的低速大扭矩液压马达驱动后置行星传动减速箱,一方面即满足高性能要求,又大大降低体积和重量,体现出其输出强大、结构紧凑、有高性能、高可靠性、噪音低、操作更安全、易于安装维护、重量轻等特点。这种紧凑结构集行星减速箱、液压马达、滤油器、冷却器、
风扇和连接
电缆于一体,只需很少的安装空间,但仍能提供卓越的输出性能和超常的使用寿命。
附图说明
下面结合附图及
实施例对本实用新型作进一步详述:图1为液压行星减速机模
块图。
图2为液压传动系统原理图。
图3为单向阀模块图。
图4为稳压阀、溢流阀集成模块图。
图5为行星传动减速机结构示意图。
图6为本实用新型径向柱塞式液压马达结构示意图。
实施例参见图1:混凝土搅拌运输车搅拌筒驱动装置由箱体1、行星传动装置2、液压传动及控制系统3组成,见图6,内曲线导轨6固定在箱体1上,十组滚柱7传力式径向柱塞4通过柱塞弹簧8压紧,使滚柱7始终紧贴在内曲线导轨6上,配油盘5端面通过配油盘弹簧51静压支撑与转子11配油孔端面紧贴配油,通过配油盘5规律的交替分配出高低液压油,分配到高压油的柱塞孔在液压能的作用下使柱塞4对内曲线导轨6施加强大的压力,分配到低压油的柱塞孔在内曲线导轨6的反作用下复位,内曲线导轨6对十组柱塞的反作用力(即转子11受到的十处作用力)的合成,得到转子11受到强大的切向力,在切向力的作用下推动转子11高速旋转,实现液压能转换成机械能的功能。
参见图2,图3、图4,稳压阀42、溢流阀43、单向阀41组成的控制阀集成到箱体1中的后端盖上,且分布在壳体的两个油道上。根据液压系统传动需要控制高压工作回路成封闭回路,低压工作回路与油箱相通以补充工作回路油液的泄漏的要求,参见图3在壳体的两个油道上制作单向阀41。其工作原理是设若工作油路A44为高压油路,则设置在工作油路A44上的单向阀41中的阀球413在高压油的作用下上升,并与单向阀螺塞411内锥面紧密贴合,从而封住单向阀螺塞411油路口,断开工作油路A44与油箱的通路。与此同时工作油路B45为低压油路,设置在工作油路B45上的另一个单向阀41中的阀球413在重力作用下下落,从而打开工作油路B45与油箱的通路,油箱中的液压油进入工作油路B45中。这种设计一方面控制液压油只能单向流动,另一方面还不影响换向功能,使工作压力最高可达40Mpa(稳定正常工作压力在16-18Mpa范围)。
参见图2、图4,在壳体的两个油道上制作稳压阀42、溢流阀43集成。其工作原理是当整个液压系统停止工作时,稳压阀42与溢流阀43在稳压阀弹簧423、稳压阀弹簧425及溢流阀弹簧431的作用下处于平衡状态,当液压系统启动工作时,设若工作油路A44为高压油路,当高压油路中液压升到设定值后再上升时,则高压工作油路A44端对稳压阀阀芯424的压力大于低压工作油路B45端对稳压阀阀芯424的压力,迫使稳压阀阀芯424向低压端移动,从而打开了高压工作油路到溢流阀43的通路,而溢流阀43在此时因高压工作油的作用,迫使溢流阀阀芯434移动打开马达溢流油路46口,使高压工作油路的部分液压油从马达溢流油路46回到油箱,使高压工作油路的液压回落。当高压工作油路的液压回落到设定值时,稳压阀阀芯424在弹簧的作用下返回到平衡
位置,从而关闭高压工作油路到溢流阀43的通路及溢流阀阀芯434复位。稳压阀42与溢流阀43重复作以上动作,使液压系统压力达到一个动态平衡状态,实现整个液压系统平稳持续的工作。
参见图5、图1,减速机输出法兰22采用碗形骨架密封23。
行星轮轴承采用无内外圈式非标双排滚针轴承26。减速机采用空心输出法兰轴、调心滚子轴承24及关节轴承21的偏摆支撑装置。马达
旋转轴和行星减速机构输入轴通过圆锥滚子轴承19支撑,行星减速传动装置2工作原理是齿轮轴12作为液压马达的输出轴高速旋转,齿轮轴12又作为行星减速传动机构的太阳轮(输入轴)与安装在
行星架13上圆周均布的三个行星齿轮9
啮合,行星齿轮9与齿圈10啮合,由于齿圈10固定在箱体1上,迫使行星架13转动,输出法兰22通过鼓形齿式联轴器25与行星架13连接,输出低速、大扭矩。
参见图1、图2,马达32整体设置在减速机箱体1即油箱内,内置吸油滤油器17,热交换器及冷却系统31直接设置在马达32背面。通过取力器从混凝土搅拌车
发动机曲轴与柱塞式油泵37相连,驱动油泵37工作,调节油泵
斜盘角度使油泵37输出高压油通过液压控制系统到达马达32,马达32对液压能转换成机械能并输出到行星减速机构,行星减速机构经过减速通过输出法兰22输出低速(1-18转/分)大扭矩(Tmax=54000Nm)驱动搅拌筒工作。通过连续调节油泵斜盘偏摆角度实现本设备的无极调速及平稳换向功能,杜绝了混凝土搅拌车搅拌筒在四个工况流程中交替变换过程中的冲击载荷。