技术领域
[0001] 本发明涉及一种驱动装置,尤其是一种轮边行走驱动装置。
相关背景技术
[0002] 农业机械、森林机械等多采用液压马达和行星减速机组成的轮边驱动装置进行行走的驱动。
[0003] 现有的轮边驱动装置的液压马达主要采用轴向柱塞式液压马达和径向柱塞式液压马达。径向柱塞式液压马达虽然输出的扭矩大,但是输出的转速较小,对于农用机械在转场时需要的转速不能满足要求,导致转场的行走速度较慢。如果提高径向柱塞式液压马输出的转速则会导致输出的扭矩减小,因此现有的径向柱塞式液压马不能满足既能用于大扭矩输出,同时也能用于高转速的输出。
[0004] 此外,由于现有的轮毂是直接与行星减速机连接,在发生故障时不能直接牵引。
具体实施方式
[0018] 现结合附图对本发明作进一步说明。
[0019] 如图1至图27所示,一种轮边行走驱动装置,包括径向变量液压马达、制动装置3、制动套31、减速装置1和解锁装置。径向变量液压马达包括变量装置、偏心曲轴5、活动设于偏心曲轴5上的轴承套46和变径装置、与轴承套46活动连接的驱动装置,变径装置还与轴承套46连接,变量装置用于控制变径装置推动轴承套46沿径向移动以调节偏心曲轴5的偏心距,驱动装置用于驱动轴承套46带动偏心曲轴5转动;制动装置3安装在径向变量液压马达上;制动套31分别与偏心曲轴5和制动装置3连接;减速装置1安装在制动装置3上,减速装置1还与制动套31连接;解锁装置分别与制动套31和减速装置1连接,用于制动套31与减速装置1之间的连接或断开。
[0020] 径向变量液压马达为径向柱塞式液压马达。径向变量液压马达的马达箱体4上设有驱动腔441、变量阀孔442和变量油路45,变量阀孔442分别与驱动腔441和变量油路45相通;偏心曲轴5的两端通过轴承转动安装在驱动腔441内,偏心曲轴5上设有连通油路54、偏心部50、设置在偏心部50上的第一活塞孔51、第二活塞孔52和第三活塞孔53以及与第一活塞孔51和第二活塞孔52相通的小排量油路56和与第三活塞孔53相通的大排量油路55;第一活塞孔51和第二活塞孔52位于偏心部50的同一侧,并且并列设置,第一活塞孔51与第二活塞孔52相通。第三活塞孔53位于偏心部50的另一侧,也就是第一活塞孔51和第二活塞孔52与第三活塞孔53分别位于偏心曲轴5的两侧。
[0021] 变径装置包括:第一活塞61、第二活塞62和第三活塞63,第一活塞61活动设于第一活塞孔51内;第二活塞62活动设于第二活塞孔52内;第三活塞63活动设于第三活塞孔53内。
[0022] 轴承套46设有偏心调节孔461,偏心调节孔461包括相对设置的第一调节侧面462和第二调节侧面463,偏心调节孔461活动套设在偏心曲轴5的偏心部50上,且位于驱动腔441内,轴承套46还分别与第一活塞61、第二活塞62和第三活塞63相对设置,第一活塞61和第二活塞62的端部活动抵在偏心调节孔461的第一调节侧面462上,第三活塞63的端部活动抵在第二调节侧面463上;第一活塞61、第二活塞62和第三活塞63用于推动轴承套46沿径向移动以调节偏心曲轴5的偏心距。
[0023] 变量装置活动安装在变量阀孔442内,还活动套设在偏心曲轴5的一端,且位于设有连通油路54的一端,变量装置还分别与变量油路45、小排量油路56和大排量油路55相通;其中,径向变径装置包括大排量状态和小排量状态,变量装置用于切换大排量状态和小排量状态;大排量状态时连通油路54与大排量油路55相通以使第三活塞63推动轴承套46增大偏心曲轴5的偏心距;小排量状态时连通油路54与小排量油路56相通以使第一活塞61推动轴承套46减小偏心曲轴5的偏心距。
[0024] 农用机械在正常作业时需要大扭矩低转速,而转场时需要高转速低扭矩。现有的定量液压马达输出高转速时需要的流量很大,导致液压马达的功率增大,而液压马达径向变量装置通过调整偏心曲轴5的偏心距来实现大扭矩低转速和小扭矩高转速的切换,既能减小液压系统的流量,又能减少了发动机的功率。
[0025] 第一活塞61和第二活塞62分别位于轴承套46的两端,能够使轴承套46受力均匀。
[0026] 变量阀孔442与驱动腔441通过变量装置隔离。
[0027] 偏心调节孔461为方孔,偏心部50为方形,偏心调节孔461与偏心部50能够使轴承套46沿固定的径向移动,避免轴承套46绕偏向曲轴的轴线旋转。
[0028] 为了防止第一活塞61和第二活塞62沿轴线自由窜动以及使轴承套46处于平衡状态,还包括活塞弹簧69,活塞弹簧69设于第一活塞61与第一活塞孔51之间以及第二活塞62与第二活塞孔52之间。
[0029] 变量装置包括变量阀芯64和变量弹簧65。变量阀芯64上设有第一油槽643,变量阀芯64活动设于变量阀孔442内,且活动套设于偏心曲轴5上,第一油槽643分别与连通油路54、小排量油路56和大排量油路55相对设置,以使连通油路54通过第一油槽643与小排量油路56相通,或使连通油路54通过第一油槽643与大排量油路55相通;变量弹簧65活动设于变量阀孔442内,且活动套设于偏心曲轴5上,变量弹簧65的两端分别与变量阀芯64和偏心曲轴5连接;其中,变量阀孔442和变量弹簧65分别位于变量阀芯64的变量活塞环647的两端,用于调节变量阀芯64的位置。
[0030] 变量弹簧65可以采用碟簧,能够使结构紧凑。
[0031] 如图11和图12所示,为了使变量控制更加可靠以及加工方便,变量阀芯64包括外阀芯641和内阀芯642;外阀芯641设有外阀孔646和变量活塞环647,外阀芯641活动设于变量阀孔442内,变量活塞环647抵在变量阀孔442上;内阀芯642通过滚珠649转动设于外阀孔646内,且活动套设于偏心曲轴5上,内阀芯642的内圆面上设有第一油槽643和第二油槽
644,第一油槽643分别与小排量油路56和大排量油路55相对设置,第二油槽644与大排量油路55相对设置,第二油槽644的底部设有第二通孔645,第二通孔645分别与第二油槽644和外阀孔646相通。外阀芯641和内阀芯642上均设有与滚珠649相匹配的滚道,滚珠649使外阀芯641和内阀芯642形成转动连接,内阀芯642可跟随偏心曲轴5转动,避免内阀芯642与偏心曲轴5之间发生相对转动,而外阀芯641不转动,提高变量活塞环647与变量阀孔442之间的密封性。
[0032] 径向变量液压马达与现有的径向液压马达的区别在于径向变径装置。径向变量液压马达还包括驱动装置。驱动装置包括摆缸48、柱塞组件49和配油盘71;摆缸48转动设于径向变量液压马达上;柱塞组件49活动设于柱塞组件49上,且活动抵在轴承套46上;配油盘71转动设于径向变量液压马达上,且与摆缸48通过油路相通,用于通过摆缸48驱动柱塞组件49推动轴承套46带动偏心曲轴5转动。具体的,马达箱体4包括供油座41、前壳体42和后壳体
43,供油座41固定在前壳体42的一端,后壳体43固定在前壳体42的另一端,前壳体42上设有变量阀孔442和变量油路45。后壳体43上设有驱动腔441,驱动腔441与变量阀孔442同轴线设置。供油座41上设有进油口和出油口,配油盘71转动安装在供油座41内,配油盘71上设有多个配油油路,配油油路包括与进油口相通的进油油路和与出油口相通的出油油路,梭阀的油口通过进油油路与进油口相通。配油盘71通过双头键75与偏心曲轴5连接,并且高压油管74位于双头键75内,双头键75用于传动,使配油盘71跟随偏心曲轴5同步转动,进而实现油路的依次切换,液压油依次推动驱动装置,驱动装置通过轴承套46带动偏心曲轴5连续转动。本实施例的驱动装置设有五个,驱动装包括柱塞组件49和摆缸48,摆缸48上设有第四活塞孔481和与第四活塞孔481相通的第四油路482,摆缸48转动设于驱动腔441内,柱塞组件
49活动插在摆缸48的第四活塞孔481内,柱塞组件49活动抵在轴承套46的外圆面上;液压油通过配油盘71上的进油油路进入到马达箱体4上的驱动油路73内,然后通过第四油路482进入到摆缸48中的第四活塞孔481内,液压油推动柱塞组件49,柱塞组件49推动轴承套46转动,轴承套46推动偏心曲轴5转动,五个柱塞组件49依次推动偏心的轴承套46进而实现偏心曲轴5的连续转动。
[0033] 连通油路54的一端位于偏心曲轴5的端部,连通油路54的另一端位于偏心曲轴5的一侧。大排量油路55的进油口位于偏心曲轴5的另一侧,大排量油路55的出油口与第三活塞孔53相通。小排量油路56的进油口位于偏心曲轴5的另一侧,且位于大排量油路55的进油口的一侧,小排量油路56的出油口与第一活塞孔51相通。在大排量状态时,小排量油路56的出油口与变量阀芯64与偏心曲轴5之间装有变量弹簧65的腔体相通,也就是与变量阀孔442相通,用于存储第一活塞孔51和第二活塞孔52排出的液压油。在小排量状态时,大排量油路55的进油口与第二油槽644相通,第三活塞孔53排出的液压油通过大排量油路55进入到外阀孔646中,并进入到变量阀芯64与偏心曲轴5之间的腔体内。
[0034] 减速装置1包括行星减速机,行星减速机包括回转箱体20、中心齿轮22、行星齿轮23和行星架24,回转箱体20的一端设有内齿圈21,内齿圈21与行星齿轮23啮合,行星齿轮23转动安装在行星架24上,行星齿轮23与中心齿轮22啮合。行星架24安装在制动装置3上。
[0035] 制动装置3包括制动座30、制动大活塞32、制动小活塞33、第一制动弹簧37、第二制动弹簧36和制动片39。制动座30安装在机架上,制动座30的一端与径向变量液压马达连接,制动座30的另一端通过轴承与行星减速机的回转箱体20转动连接。制动座30上设有制动腔301、与制动腔301相通的行车制动油口34和驻车制动油口35,制动大活塞32滑动安装在制动腔301内,并且设有与行车制动油口34相通的行车制动油槽321和与驻车制动油口35相通的驻车制动油槽322。制动小活塞33活动安装在制动大活塞32上,并且与制动大活塞32之间装有第二制动弹簧36,制动小活塞33与制动片39相对设置,制动片39包括动摩擦片和静摩擦片,制动片39安装在制动套31上。制动大活塞32与制动腔301之间装有第一制动弹簧37。
制动大活塞32通过推动制动小活塞33实现制动片39的松紧,进而实现刹车和驻车的控制。
制动装置3为现有技术,在此不做详细描述。
[0036] 驱动解锁装置包括解锁轴11、制动套31、后盖12和解锁座13;解锁轴11设置在中心齿轮22的一端,且与中心齿轮22为整体结构,解锁轴11上设有键齿111,为了提高传动的可靠性,键齿111不少于一个,可以环形阵列设置;制动套31安装在径向变量液压马达上,并且与制动装置3连接,制动套31的一端设有键槽311,键槽311与键齿111相匹配,键槽311与键齿111一一对应,键齿111使解锁轴11形成花键轴,而键槽311使制动套31形成花键套,解锁轴11活动插在制动套31内,键齿111活动插在键槽311内;花键结构方便中心齿轮22的拆装。后盖12通过螺钉固定在行星减速机的回转箱体20的一端,后盖12上设有解锁孔121,解锁孔
121为螺纹孔,并且解锁孔121的直径大于等于中心齿轮22的直径,能够使中心齿轮22从解锁孔121中取出。解锁孔121与中心齿轮22同轴线设置。解锁座13为圆柱形结构,解锁座13的外圆面设有外螺纹,解锁座13通过螺纹安装在解锁孔121上,螺纹方便拆装。
[0037] 行星减速机包括回转箱体20、中心齿轮22、行星齿轮23和行星架24,回转箱体20的一端设有内齿圈21,内齿圈21与行星齿轮23啮合,行星齿轮23转动安装在行星架24上,行星齿轮23与中心齿轮22啮合。
[0038] 为了防止中心齿轮22沿轴线前后窜动,驱动解锁装置还包括定位装置25,定位装置25设于解锁座13和制动套31上,且分别位于中心齿轮22的两端,实现中心齿轮22两端的限位。具体的,定位装置25包括定位环251和定位块252,定位环251固定在制动套31内,且与解锁轴11的端部相对设置,定位环251可以采用孔用卡簧。定位块252固定在解锁座13的限位固定槽132内,且与中心齿轮22的端部相对设置,定位块252可以活动抵在中心齿轮22的端部。定位块252可以采用自润滑材料制成。
[0039] 为了方便抽出中心齿轮22,中心齿轮22的端部设有解锁螺孔221,拆卸时拧入螺钉即可拔出中心齿轮22。
[0040] 为了提高密封性,驱动解锁装置还包括解锁密封圈18,解锁密封圈18安装在解锁座13的解锁密封槽133内,解锁密封槽133为环形槽,且正对着后盖12,解锁密封圈18用于抵在后盖12上,实现密封。
[0041] 为了方便解锁座13的拆装,解锁座13上设有内六角孔131,内六角孔131与内六角扳手相匹配,用于通过内六角扳手拆装解锁座13。
[0042] 行星齿轮23的中心齿轮22与解锁轴11为整体结构,并与传动轴连接,中心齿轮22行星齿轮23啮合,行星齿轮23与内齿圈21啮合。
[0043] 当需要牵引时,将内六角扳手插入到解锁座13的内六角孔131内,然后通过内六角扳手将解锁座13拆下,接着将长螺栓拧入到中心齿轮22的解锁螺孔221内,然后通过拉马等工具将中心齿轮22拔出,使中心齿轮22与行星齿轮23分离以及解锁轴11与解锁套分离,此时,回转箱体20能够自由转动,因此可以进行牵引。
[0044] 当轮边形走装置损坏失效时,可旋出解锁座13,利用一个M10的螺栓拧进中心齿轮22上的解锁螺孔221内,将中心齿轮22抽出减速机,可以用其它车辆拖行车辆离开作业现场。
[0045] 大排量作业状态:供油口通入的高压油通过梭阀72和高压油管74进入到连通油路54中,变量油路45不进油,变量阀芯64在变量弹簧65的作用下处于变量阀孔442靠近供油座41的一端,此时第一油槽643分别与连通油路54和大排量油路55相通,连通油路54中的液压油通过第一油槽
643进入到大排量油路55中,然后进入到第三活塞孔53中,液压油推动第三活塞63沿径向伸出,而第一活塞61和第二活塞62沿径向缩回,进而推动轴承套46沿径向移动,增大偏心曲轴
5的偏心距,进而实现大扭矩的输出,此时输出的转速较小。大排量状态时主要用于驱动农业机械的低速高负载行走。第一活塞孔51和第三活塞孔53中的液压油通过小排量油路56进入到变量阀芯64与偏心曲轴5之间的腔体内。
[0046] 小排量作业状态:供油口通入的高压油通过梭阀72和高压油管74进入到连通油路54中,变量油路45进油,液压油推动变量阀芯64向偏心曲轴5方向移动,此时第一油槽643分别与连通油路54和小排量油路56相通,连通油路54中的液压油通过第一油槽643进入到小排量油路56中,然后进入到第一活塞孔51和第二活塞孔52中,液压油推动第一活塞61和第二活塞62沿径向伸出,而第三活塞63沿径向缩回,进而推动轴承套46沿径向移动,减小偏心曲轴5的偏心距,使径向变量液压马达的排量变小,在同样流量输入时行星减速机的转速可成倍提高,以满足农业机械转换场地时小负载高转速行走的要求。第三活塞孔53排出的液压油通过大排量油路55进入到外阀孔646中。
[0047] 以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明权利要求的保护范围之内。