一种多功能液压传动制动系统的制作方法

1.本发明涉及液压驱动技术领域，特别是涉及一种高集成度的多功能液压传动制动系统。


背景技术：

2.现有技术的液压传动制动装置大多集成度低、功能单一，在实际应用时通常需要多个部件组合完成多种功能，不仅结构复杂、体积重量大，而且成本高、可靠性低。例如，在传统的液压绞车上使用时，绞车要实现自由下放功能，需要在圈筒内部或外部末端设置离合机构，这种结构不但加大了绞车的体积、长度和重量，而且结构复杂、成本高。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种多功能液压传动制动系统，同时具有离合器、制动器的功能，而且集成度高、结构紧凑、可靠性高，能够解决上述现有技术存在的装置结构复杂、集成度低且功能单一的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明提供一种多功能液压传动制动系统，包括：
6.液压马达，所述液压马达包括输出轴、转子和马达壳体，所述转子套设于所述输出轴上，所述马达壳体朝向所述输出轴的动力输出方向延伸形成中空的花键传动轴；
7.液压离合器，所述液压离合器位于所述花键传动轴内，且所述液压离合器的一端与所述输出轴连接；
8.行星减速器，所述行星减速器通过中间轴与所述液压离合器的另一端连接，所述行星减速器的行星架支承在所述花键传动轴上并与所述花键传动轴连接；所述行星减速器的内齿圈向靠近所述液压马达的一端延伸至所述花键传动轴的外侧，形成内齿圈延伸段；
9.液压制动组件，所述液压制动组件包括高速端制动器和低速端制动器，所述高速端制动器设置于所述马达壳体与所述转子之间，所述低速端制动器设置于所述内齿圈延伸段与所述花键传动轴之间；
10.液压阀组，所述液压阀组与所述液压马达、所述液压离合器连接。
11.可选的，所述的中间轴包括：
12.前轴，所述前轴上安装所述行星减速器；
13.后轴，所述后轴的一端与所述液压离合器连接，另一端通过花键套与所述前轴的靠近所述液压离合器的一端连接。
14.可选的，所述后轴和所述花键套均位于所述花键传动轴内，且所述花键套的外圈与所述花键传动轴的内壁之间设有支撑环；其中，所述支撑环的外周固定于所述花键传动轴的内壁上，所述支撑环的内周与所述花键套的外圈之间设置有滚珠轴承。
15.可选的，所述液压离合器为多片盘式液控常闭结构，其包括：
16.套筒，所述套筒的一端与所述输出轴固定连接，所述套筒的内壁设置有若干第一
定摩擦片；
17.压块，所述压块位于所述套筒内，所述压块固定套设于所述中间轴上，所述压块的外周设有若干第一动摩擦片，且若干所述第一动摩擦片和若干所述第一定摩擦片间隔交错布置；
18.工字形活塞，所述工字形活塞设置于所述压块的远离所述输出轴的一端，所述工字形活塞套设于所述中间轴上；
19.顶块，所述顶块设置于所述工字形活塞的外圈凹部与所述花键传动轴的内壁之间，所述工字形活塞的外圈凹部的靠近所述输出轴一端与所述顶块之间设置有压簧，所述工字形活塞的外圈凹部的远离所述输出轴一端与所述顶块之间设置有第一油腔；所述第一油腔与所述液压阀组连接。
20.可选的，所述高速端制动器为多片盘式液控常闭结构，其包括：
21.第二动摩擦片，所述第二动摩擦片设置于所述马达壳体的内壁，且所述第二动摩擦片沿所述马达壳体的轴向设置有多个；
22.第二定摩擦片，所述第二定摩擦片设置于所述转子上，且所述第二定摩擦片沿所述马达壳体的轴向设置有多个，多个所述第二定摩擦片和多个所述第二动摩擦片间隔交错布置；
23.筒状活塞，所述筒状活塞环套于所述马达壳体的内壁与所述转子之间；所述马达壳体的远离所述液压离合器的一端设置有盖板，所述筒状活塞的靠近所述盖板的一端与所述盖板之间设置有压簧，所述筒状活塞与所述花键传动轴的内壁之间设置有第二油腔；所述第二油腔与所述液压阀组连接。
24.可选的，所述低速端制动器为多片盘式液控常闭结构，其包括：
25.第三动摩擦片，所述第三动摩擦片设置于所述花键传动轴的靠近所述行星减速器的一端的外周，且所述第三动摩擦片沿所述花键传动轴的轴向设置有多个；
26.第三定摩擦片，所述第三定摩擦片设置于所述内齿圈延伸段的内壁，且所述第三定摩擦片沿所述内齿圈延伸段的轴向设置有多个，多个所述第三定摩擦片和多个所述第三动摩擦片间隔交错布置；
27.环状活塞，所述环状活塞环套于所述花键传动轴的外壁与后封盖的内壁之间，所述后封盖连接于所述内齿圈延伸段的远离所述行星减速器的一端；所述环状活塞与所述后封盖的内壁之间设有压簧，所述环状活塞与所述花键传动轴的外壁之间设置有第三油腔，所述第三油腔与所述液压阀组连接。
28.可选的，所述液压马达为斜盘柱塞式液压马达。
29.可选的，所述行星减速器为三级行星减速器，其包括：
30.一级减速机构，所述一级减速机构包括一级太阳轮、一级行星轮和一级行星架，所述一级太阳轮设置于所述中间轴的远离所述液压离合器的一端，所述一级太阳轮的外周啮合有若干所述一级行星轮，若干所述一级行星轮均转动安装于所述一级行星架上；所述内齿圈0的远离所述液压马达的一端连接有前封盖，任意一所述一级行星轮均与所述前封盖的内壁啮合；
31.二级减速机构，所述二级减速机构包括二级中心轮、二级行星轮和二级行星架，所述二级中心轮套设于所述中间轴的外周，但不与所述中间轴连接，所述一级行星架套设于
所述二级中心轮上，并与所述二级中心轮键连接；所述二级中心轮外周啮合有若干所述二级行星轮，若干所述二级行星轮均转动安装于所述二级行星架上，且任意一所述二级行星轮均与所述内齿圈延伸段的内壁啮合；
32.三级减速机构，所述三级减速机构包括三级中心轮、三级行星轮和三级行星架，所述三级中心轮套设于所述中间轴的外周，但不与所述中间轴连接，所述二级行星架套设于所述三级中心轮上，并与所述三级中心轮键连接，所述三级中心轮外周啮合有若干所述三级行星轮，若干所述三级行星轮均转动安装于所述三级行星架上，且任意一所述三级行星轮均与所述内齿圈延伸段的内壁啮合，所述三级行星架与所述花键传动轴键连接。
33.所述二级减速机构位于所述一级减速机构与所述液压离合器之间，所述三级减速机构位于所述二级减速机构与所述液压离合器之间。
34.可选的，所述三级行星架上形成有渐开线内花键，所述花键传动轴的远离所述压力马达的一端外壁设置有渐开线外花键，所述三级行星架与所述花键传动轴的远离所述压力马达的一端通过渐开线花键浮动连接。
35.可选的，所述花键传动轴的远离所述行星减速器的一端设置有用于将所述多功能液压传动制动系统固定的花键段，所述内齿圈延伸段的外壁环套有法兰盘，所述法兰盘上沿其周向间隔开设有多个固定孔。
36.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
37.本发明公开的高集成度的多功能液压传动制动系统，液压马达的马达壳体向其输出轴一侧延伸构成中空的花键传动轴，高速端制动器及液压离合器均集成在花键传动轴的内部，即花键传动轴的内孔既是高速端制动器和液压马达的壳体，也是液压离合器的壳体；液压离合器的远离液压马达的一端与行星减速器连接，而花键传动轴同时构成行星减速器的行星架的支撑轴，使得整体结构非常紧凑，体积小；同时由于高速端制动器、液压马达和液压离合器的壳体为一体结构(花键传动轴)，因此系统刚性好且可靠性高。使用时，将液压马达的马达壳体(包含花键传动轴)作为固定端，行星减速器的内齿圈(低速端制动器的壳体)作为动力输出端，可用于各种车辆的轮边驱动减速器，并因此简化机构，把驱动和制动、离合集成为一体。另外，本实施例使用离合器时可以用于系泊绞车，而当离合器处于常闭时，可以用于安全型载人提升绞车，本实施例的多功能液压传动制动系统将液压马达、离合器、高速端制动器和低速端制动器均集成为一体，并可内藏在绞车卷筒中，因此具有结构紧凑，体积小，重量轻且安全性可靠的特点。
38.另一方面，本发明的多功能液压传动制动系统中，行星减速器的内齿圈向液压马达一侧延伸至花键传动轴外侧，形成的内齿圈延伸段与花键传动轴之间设有低速端制动器(即低速端制动器的壳体与内齿圈为一体结构)，从而实现了双保险制动功能，不仅有效解决了现有技术的液压传动制动装置集成度低，在实际应用时通常需要多个部件组合完成多种功能，因此结构复杂，体积重量大，成本高，可靠性低的问题，同时解决了现有离合器制动器集成式液压传动装置缺少低速端制动机构，且功能单一的难题。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本发明实施例所公开的多功能液压传动制动系统的结构示意图；
41.图2为本发明实施例所公开的行星减速器的结构示意图。
42.其中，附图标记为：1.液压阀组；2.液压马达；3.液压离合器；4.行星减速器；5.输出轴；6.花键传动轴；7.高速端制动器；8.低速端制动器；9.转子；10.内齿圈；11.内齿圈延伸段；12.一级太阳轮；13.三级行星架；14.前轴；15.后轴；16.花键套；17.前封盖；18.一级行星轮；19.支撑环；20.套筒；21.压块；22.工字形活塞；23.顶块；24.压簧；25.筒状活塞；26.盖板；27.后封盖；28.环状活塞；29.花键段；30.固定孔；31.三级中心轮；32.三级行星轮；33.二级中心轮；34.二级行星架；35.二级行星轮；36.一级行星架。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.本发明的目的之一是提供一种多功能液压传动制动系统，同时具有离合器、制动器的功能，而且集成度高、结构紧凑、可靠性高，能够解决现有技术存在的装置结构复杂、集成度低且功能单一的问题。
45.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
46.实施例一
47.如图1所示，本实施例提供一种高集成度的多功能液压传动制动装置，主要包括液压阀组1、液压马达2、液压离合器3、行星减速器4及液压制动组件，液压马达2的输出轴5与液压离合器3的一端连接，液压马达2的马达壳体向靠近输出轴5的一端延伸形成中空的花键传动轴6，液压离合器3设置在花键传动轴6内，液压离合器3的另一端通过中间轴与行星减速器4连接，行星减速器4的行星架支承在花键传动轴6上且与花键传动轴6浮动连接，行星减速器4的内齿圈10的靠近液压马达2的一端向靠近液压马达2的方向延伸至花键传动轴6外侧形成内齿圈延伸段11，如图1所示的视角，花键传动轴6的右端套于内齿圈延伸段11的左端内。液压制动组件包括高速端制动器7与低速端制动器8，高速端制动器7设置在马达壳体与马达的转子9之间，低速端制动器8设置在行星减速器4的内齿圈延伸段11与花键传动轴6之间。
48.作为优选方式，本实施例的行星减速器4采用多级行星减速器，多级行星减速器的内齿圈10的前端(远离液压马达2的一端)连接有前封盖17，多级行星减速器的一级内齿圈设置在前封盖17的内壁上，多级行星减速器的一级行星轮18与前封盖17上的一级内齿圈啮合。前封盖17用于封闭多功能液压传动制动装置的前端(远离液压马达2的一端)，而将多级行星减速器的一级内齿圈设置在前封盖17的内壁上，可以充分利用前封盖17内部的空间。
49.本实施例中，上述中间轴的远离液压离合器3的一端构成多级行星减速器的一级太阳轮12，多级行星减速器的三级行星架13位于一级太阳轮12的后端(图1所示视角的左
侧)。该中间轴包括前轴14与后轴15同轴布置，且按照图1所示视角依次由右至左放置，前轴14的左端(图1所示视角的左端)与后轴15的右端(图1所示视角的右端)通过花键套16连接，后轴15的左端(图1所示视角的左端)连接液压离合器3，一级太阳轮12设置在前轴14的右端(图1所示视角的右端)。本实施例通过将多级行星减速器的三级行星架13设于一级太阳轮12的后侧(图1所示视角的左侧，即三级行星架13位于液压离合器3与一级太阳轮12之间)，有利于缩短装置的长度，提高传动系统的刚性，缩小体积。同时，花键套16与花键传动轴6的内壁之间设有支撑环19，支撑环19的外周固定在花键传动轴6的内壁上，支撑环19的内周(内圈)与花键套16的外壁之间设有滚珠轴承，形成转动连接。
50.作为优选方式，本实施例的多级行星减速器优选采用三级行星齿轮机构，如图2所示，主要包括一级太阳轮12、三级行星架13、三级中心轮31、三级行星轮32、二级中心轮33、二级行星架34、二级行星轮35、一级行星架36和一级行星轮18。上述中间轴的远离液压离合器3的一端构成的是三级行星齿轮机构的一级太阳轮12(或称之为一级中心轮)，三级行星齿轮机构的三级行星架13位于一级太阳轮12的后侧。一级太阳轮12的外周啮合有若干一级行星轮18，若干一级行星轮18均安装于一级行星架36上，任意一一级行星轮18与前封盖17的内圈啮合；二级中心轮33套设于上述中间轴的外周，但不与上述中间轴连接，一级行星架36套设于二级中心轮33上，并与二级中心轮33键连接，二级中心轮33外周啮合有若干二级行星轮35，任意一二级行星轮35均与内齿圈延伸段11的内壁啮合，若干二级行星轮35均安装于二级行星架34上；三级中心轮31套设于上述中间轴的外周，但不与上述中间轴连接，二级行星架34套设于三级中心轮31上，并与三级中心轮31键连接，三级中心轮31外周啮合有若干三级行星轮32，任意一三级行星轮32均与内齿圈延伸段11的内壁啮合，若干二级行星轮35均安装于三级行星架13上，三级行星架13与花键传动轴6之间通过花键连接。上述一级行星架36、二级行星架34和三级行星架13均套设于上述中间轴的外周，但不与上述中间轴连接，如图2所示，由一级太阳轮12、一级行星轮18、一级行星架36组成的一级减速机构，由二级中心轮33、二级行星轮35、二级行星架34组成的二级减速机构，以及由三级中心轮31、三级行星轮32、三级行星架13组合成的三级减速机构，沿上述中间轴的轴向由后(图2所示右端)向前(图2所示左端)依次排布，结构紧凑。
51.上述三级行星齿轮机构工作时，液压马达2的输出轴5通过液压离合器3、后轴15、花键套16带动一级太阳轮12转动，一级太阳轮12带动一级行星轮18转动，一级行星轮18的自转带动一级减速器壳体(即前封盖17)转动，一级行星轮18的公转(同一级太阳轮12一起随输出轴5转动)带动一级行星架36转动。一级行星架36带动二级中心轮33转动，二级中心轮33带动二级行星轮35转动，二级行星轮35的自转带动减速器壳体(即内齿圈延伸段11)转动，二级行星轮35的公转带动二级行星架34转动。二级行星架34带动三级中心轮31转动，三级中心轮31带动三级行星轮32转动，三级行星轮32的自转带动减速器壳体(即内齿圈延伸段11)转动，三级行星轮32不公转，因为三级行星架13和花键传动轴6之间通过花键连接，花键传动轴6是固定不动的，所以三级行星架13也不动。综上所述，该三级行星齿轮机构属于壳转的行星减速器，内齿圈10以及内齿圈延伸段11位于该三级行星齿轮机构的外圈形成该三级行星齿轮机构的减速器壳体，该三级行星齿轮机构以液压马达2为动力，以减速器壳体(即内齿圈10以及内齿圈延伸段11)为输出端。减速器壳体(即内齿圈10以及内齿圈延伸段11)和前封盖17是通过螺钉连接在一起的，它是共同转动的。
52.本实施例中，液压离合器3为多片盘式液控常闭结构，其包括套筒20与压块21，套筒20的一端通过花键与液压马达2的输出轴5固定连接，套筒20内设有若干第一定摩擦片；压块21的中央通过花键与前述中间轴连接，压块21的外周设有对应的若干动摩擦片，且若干所述第一动摩擦片和若干所述第一定摩擦片间隔交错布置。压块21的前侧(即压块21的远离输出轴5的一侧)设有工字形活塞22，工字形活塞22的中部(即外壁的内凹部)与花键传动轴6的内壁之间设有顶块23，工字形活塞22后端(图1所示视角的左端)的前侧面(图1所示视角的右侧面)与顶块23之间设有压簧24，工字形活塞22前端(图1所示视角的右端)的后侧面(图1所示视角的左侧面)与顶块22之间设有第一油腔，该第一油腔与液压阀组1通过液压油路连接。当液压离合器3的第一油腔进油压力增大时，推动工字形活塞22克服压簧24的弹力向液压马达2一侧移动，第一动摩擦片脱离第一定摩擦片，液压离合器3处于分离状态；当第一油腔失压时，工字形活塞22在压簧24的弹力(复位)作用下向行星减速器4一侧移动，第一动摩擦片与第一定摩擦片贴合，液压离合器3处于闭合状态。作为优选方式，该液压离合器3的开闭可由人工操作，比如应用在绞车上时，操作手柄处设有防误操作的机构(现有技术)，要操作该手柄必须有两个动作，这样可避免提升绞车时发生误操作的危险。
53.本实施例中，高速端制动器7优选为多片盘式液控常闭结构，其包括设置在马达壳体内壁的多个第二动摩擦片及设置在转子9上的若干第二定摩擦片，且若干第二动摩擦片和若干所述第二定摩擦片间隔交错布置。马达壳体内壁与转子9之间还套设有筒状活塞25，筒状活塞25与液压马达2的左侧的盖板26之间设有压簧24，筒状活塞25与花键传动轴26之间设有第二油腔，该第二油腔与液压阀组1通过液压油路连接。当高速端制动器7的第二油腔进油压力增大时，推动筒状活塞25克服压簧24的弹力向液压阀组1一侧移动，第二动摩擦片脱离第二定摩擦片，高速端制动器7处于分离状态；当第二油腔失压时，筒状活塞25在压簧24的弹力(复位)作用下向液压离合器3一侧移动，第二动摩擦片与第一定摩擦片贴合，高速端制动器7处于闭合状态，液压马达2的转子9被锁死。本实施例的高速端制动器7具有较大的制动力，由液压控制随液压马达2的开、停自动开、闭，无需人工操作；传统老式闸带式制动器由于开启压力高，行程大，无法实现自动开闭，因而不具备当系统中元件出现故障时自动紧急制动功能，而本实施例的高速端制动器7基于其多片盘式液控常闭结构，具有自动紧急制动的功能，因此它可用于安全型的载人提升绞车。
54.本实施例中，低速端制动器8优选为多片盘式液控常闭结构，其包括设置在花键传动轴6外周的若干第三动摩擦片及设置在内齿圈延伸段11内壁上的若干第三定摩擦片，内齿圈延伸段11的后侧(图1所示视角的左侧)连接有后封盖27，后封盖27的两端分别与内齿圈延伸段11的后侧(图1所示视角的左侧)、花键传动轴6的外壁连接，实现内齿圈延伸段11内部的封闭。后封盖27的内壁与花键传动轴6的外周之间设有环状活塞28，环状活塞28的靠近液压马达2的一端与后封盖27之间设有压簧24，环状活塞28的远离液压马达2的一端与花键传动轴26之间设有第三油腔，该第三油腔与液压阀组1通过液压油路连接。当低速端制动器8的该第三油腔进油压力增大时，推动环状活塞28克服压簧25的弹力向液压马达2一侧移动，第三动摩擦片脱离第三定摩擦片，低速端制动器8处于分离状态；当第三油腔失压时，环状活塞28在压簧24的弹力(复位)作用下向行星减速器4一侧移动，第三动摩擦片与第三定摩擦片贴合，低速端制动器8处于闭合状态。本实施例的该低速端制动器8可实现动载制动力大于1.1倍的额定负载力，静载制动力大于1.5倍的额定负载力，符合lr(英国劳氏船级
社)规定的技术要求。
55.本实施例中，液压马达2优选为斜盘柱塞式液压马达。采用斜盘柱塞式液压马达，具有双速功能，重载低速，轻载中高速。
56.本实施例中，多级行星减速器的三级行星架13上形成有渐开线内花键，花键传动轴6的前端部(图1所示视角的右端部)外周设有渐开线外花键，可使三级行星架13与花键传动轴6之间通过渐开线花键浮动连接。当行星减速器3采用多级结构时，三级行星架13与花键传动轴6之间通过渐开线花键浮动连接，可以使各级行星机构的受力均衡，避免由于某级受力过大而造成行星减速器损坏或影响使用寿命。
57.本实施例中，花键传动轴6的后端(图1所示视角的左端)设置有用于将多功能液压传动制动系统固定在机架上花键段29，内齿圈延伸段11的外周设有法兰盘，法兰盘上设有多个固定孔30。花键段用于将本实施例的多功能液压传动制动系统整体固定到机架上，而法兰盘上的多个固定孔30用于与其他机构连接以便输出动力。
58.本实施例中，液压马达2的马达壳体向其输出轴5一侧延伸构成中空的花键传动轴6，高速端制动器7及液压离合器3均集成在花键传动轴6的内部，即花键传动轴6的内孔既是高速端制动器7和液压马达2的壳体，也是液压离合器3的壳体；液压离合器3的前端，即远离液压马达2的一端与行星减速器4连接，而花键传动轴6同时构成行星减速器4的行星架的支撑轴，使得整体结构非常紧凑，体积小；同时由于高速端制动器7、液压马达2和液压离合器3的壳体为一体结构(花键传动轴6)，因此系统刚性好且可靠性高。另一方面，本实施例的行星减速器4的行星架与花键传动轴6采用浮动连接方式，而行星减速器4的内齿圈10向液压马达2一侧延伸至花键传动轴6外侧，形成的内齿圈延伸段11与花键传动轴6之间设有低速端制动器8(即低速端制动器8的壳体与内齿圈1为一体结构)，从而实现了双保险制动功能。如此，有效解决了现有技术的液压传动制动装置集成度低、功能单一，在实际应用时通常需要多个部件组合完成多种功能，因此结构复杂，体积重量大，成本高，可靠性低的问题。
59.本实施例在使用时，将液压马达2的马达壳体(包含花键传动轴6)作为固定端，行星减速器的内齿圈10(低速端制动器8的壳体)作为动力输出端，可用于各种车辆的轮边驱动减速器，并因此简化机构，把驱动和制动、离合集成为一体。另外，本实施例使用离合器时可以用于系泊绞车，而当离合器处于常闭时，可以用于安全型载人提升绞车，本实施例的多功能液压传动制动系统将液压马达2、离合器(液压离合器3)、高速端制动器7和低速端制动器8均集成为一体，并可内藏在绞车卷筒中，因此具有结构紧凑，体积小，重量轻且安全性可靠的特点。
60.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
61.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容
不应理解为对本发明的限制。