一种带减速机构柱塞马达的制作方法

本技术涉及地质勘查钻探领域，尤其是涉及便携式全液压岩心钻机的动力头马达。

背景技术：

1、在固体矿产勘查和工程地质勘察钻探领域，针对不同的地层进行钻孔取心时，对钻机的动力头的钻速和扭矩有不同需求，从土层到硬岩，转速需求范围从150rpm-1100rpm，相应的扭矩需求从2100n·m-300n·m，为了满足不同地层对转速和转矩的需求，需要钻机的动力头可以变转速和扭矩。常规的整体式履带行走的钻机移动基本上是机械化操作，所以对体积和重量要求不高，因此可以通过使用带变速箱的大型动力头实现较宽的转速和扭矩调节范围来满足钻探的需要。便携式全液压岩心钻机相对于常规整体式履带行走全液压岩心钻机，有着轻便，高效，安全，环保的突出优势，近年来应用越来越广泛，但由于其需要严格控制零部件的体积和质量以满足人工搬迁和组装需要，动力头无法使用变速箱方式实现转速和扭矩的调节，在钻进不同地层时，只能通过更换不同排量的马达来改变转速和扭矩，导致野外施工经常需要带多个不同排量的马达，增加了搬迁的工作量，同时不同排量的马达反复更换影响效率也增加了现场工人的劳动强度。

2、如采用可调节排量的柱塞马达，虽然可以通过一个马达实现多个马达的调节效果，但要实现大扭矩需要马达的排量比较大，而大排量的马达体积大，重量比较重，成本比较高；若采用较小排量的小型柱塞马达结合紧凑的行星减速机可以实现钻机对转速和扭矩的需求，但多个部件连接起来，动力头整体太长，重量接近大排量马达，还是没有完全解决问题。

3、现有技术的柱塞马达，将变量柱塞马达装配在行星减速器的输入端，其回转轴与太阳齿轮之间还通过中间连接轴相连接，通过回转轴驱动中间连接轴旋转，中间连接轴驱动太阳齿轮旋转，从而实现太阳齿轮的旋转。再通过太阳齿轮的旋转，带动行星减速器的输出轴旋转对外输出动力。该现有的柱塞马达，变量柱塞马达在驱动行星减速器工作时，回转轴需要通过中间连接轴驱动太阳齿轮旋转，导致柱塞马达的整体结构增长；回转轴与中间连接轴连接、中间连接轴与太阳齿轮相连接，导致注射马达连接行星减速器后的整体结构复杂、重量比较重，成本高。

技术实现思路

1、本实用新型的目的旨在提供一种带减速机构柱塞马达，将减速机构与柱塞马达整合为一体，简化结构、压缩体积及减小重量和故障点，使用与携带方便。

2、为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种带减速机构柱塞马达，包括一体机壳，设置在一体机壳中的柱塞马达本体和减速机构，一体机壳端部设有阀体，阀体上设有进出油口，减速机构包括行星架和分布设置在行星架上的若干行星齿轮，柱塞马达本体的回转轴自由端插入行星架中形成恒星轴、外周设有外齿，一体机壳设有齿圈，行星齿轮分别与齿圈和外齿相啮合连接，行星架设有输出轴输出动力。

3、本实用新型采用上述技术方案，柱塞马达本体与减速机构通过一体机壳连接为一体，实现柱塞马达与减速机构整合为一整体，柱塞马达的回转轴外周形成有外齿、插入行星架中形成恒星轴，该外齿与行星减速机构的行星齿轮啮合连接，行星齿轮还与齿圈的内齿啮合连接，行星齿轮在行星轴驱动自转的同时，通过与内齿的啮合传动，绕齿圈内齿运动，使得行星齿轮绕恒星轴公转，行星齿轮公转中带动行星架旋转，行星架带动输出轴旋转，通过减速机构的减速后由输出轴对外输出回转动力。柱塞马达结合减速机构为一体，简化结构、压缩体积及减小重量和故障点，携带方便，柱塞马达本体的回转轴插入行星架中形成恒星轴，在恒星轴的外周设置外齿、用于驱动行星齿轮旋转，代替传统的通过轴连接太阳齿轮传动的方式，马达内部结构简化，装配与拆卸方便，通过减速机构将柱塞马达的动力放大，应用在地质勘探中，通过输出轴连接动力头，输出轴驱动动力头转动，提供动力头钻探的钻进力。

4、上述的带减速机构柱塞马达，柱塞马达本体包括缸体和柱塞，缸体和柱塞设于一体机壳中，阀体内设有配流盘，配流盘设有配流孔，缸体设有与配流孔导通的柱塞腔，柱塞可活塞运动在柱塞腔中，柱塞的底端与回转轴连接。液压油从配流孔进入到缸体的柱塞腔中，推动柱塞在柱塞腔中运动，柱塞与回转轴保持连接，液压油在驱动柱塞在柱塞腔中运动时，由于柱塞及缸体与回转轴间具有倾斜角，柱塞在柱塞腔中往复的活塞运动中使得回转轴做旋转运动，实现回转轴的旋转，输出动力。

5、上述的带减速机构柱塞马达，柱塞的底端设有球头，回转轴的端面设有球头槽，球头安装定位在球头槽中。通过球头与球头槽的配合，柱塞在缸体的柱塞腔中做活塞运动中、与缸体同时做旋转运动，带动回转轴旋转。

6、上述的带减速机构柱塞马达，柱塞包括柱塞杆和柱塞套，柱塞杆与柱塞套活动套接，球头设在柱塞杆远离柱塞套的外端。柱塞在液压油的驱动下，在缸体的柱塞腔中做活塞式往复运动，其中柱塞杆的球头与回转轴保持连接，柱塞套可相对于柱塞杆往复运动，通过柱塞套在缸体的柱塞腔中往复的活塞式运动、结合柱塞与回转轴之间的倾斜角，实现柱塞与缸体的旋转，从而带动回转轴旋转。

7、上述的带减速机构柱塞马达，配流盘中心穿设有中心轴，中心轴穿过缸体中心，阀体上设有与中心轴连接、用于推动中心轴摆动而调节缸体与回转轴的倾斜角的调节机构。通过调节机构推动中心轴摆动，中心轴带动配流盘及缸体相对于回转轴中心摆动，实现调节缸体及柱塞与回转轴的倾斜角，从而实现调节回转轴的转速。

8、上述的带减速机构柱塞马达，调节机构包括调节轴、调节丝杆及调节旋钮，调节轴沿径向设通孔套在中心轴上、调节轴沿轴向设有螺纹孔，调节丝杆螺纹连接在调节轴的螺纹孔中，调节旋钮固定连接在调节丝杆伸出阀体外的端部上。旋转调节旋钮，带动调节丝杆转动，调节丝杆与调节轴螺纹连接，调节轴在阀体内移动，从而推动或拉动中心轴，通过中心轴的摆动，达到调节缸体、柱塞与回转轴的倾斜角，实现调节转速的目的。

9、上述的带减速机构柱塞马达，中心轴沿轴向设有中心通道，回转轴沿轴向设有与中心通道连通的油道。液压油可从中心轴的中心通道进入到油道中，并从油道流出进入到回转轴与一体机壳的内壁形成的内腔中，给回转轴及设于其中的轴承润滑及冷却。

10、上述的带减速机构柱塞马达，一体机壳内壁设有内台阶和孔用弹性挡圈，内台阶与孔用弹性挡圈之间设有角接触球轴承和回转轴深沟球轴承，角接触球轴承与回转轴深沟球轴承之间设有轴承隔套，回转轴转动穿设在角接触球轴承和回转轴深沟球轴承中。角接触球轴承和回转轴深沟球轴承起到支撑回转轴转动的作用，在角接触球轴承与回转轴深沟球轴承之间设置轴承隔套，可防止在回转轴转动中使角接触球轴承轴向向外移动。

11、上述的带减速机构柱塞马达，回转轴上设有弹簧压环，弹簧压环与回转轴深沟球轴承之间设有蝶形弹簧，回转轴外周设有轴用弹性挡圈，该轴用弹性挡圈垫在弹簧压环外侧。蝶形弹簧设在弹簧压环与回转轴深沟球轴承之间，通过其弹性作用，压紧回转轴深沟球轴承，使回转轴深沟球轴承在回转轴转动中不会轴向外移，轴用弹性挡圈用于抵住弹簧压环，使弹簧压环不被推动轴向外移。

12、上述的带减速机构柱塞马达，行星架包括连接为一体的上盘座、连接柱和下盘座，行星齿轮通过行星轴定位在上盘座和下盘座之间。上盘座与下盘座通过连接柱连接，行星齿轮通过行星轴定位在上盘座与下盘座之间，同时行星齿轮与行星轴同轴心，且行星齿轮可在行星轴外周做圆周旋转运动，在行星齿轮受恒星轴驱动旋转时，行星齿轮发生自转，同时由于行星齿轮与齿圈的内齿啮合传动，使行星齿轮绕齿圈的内圈运动，实现行星齿轮绕恒星轴外周做公转圆周运动，从而带动行星架旋转，行星架带动输出轴旋转。

13、上述的带减速机构柱塞马达，行星轴外壁与行星齿轮内壁之间设有钢保持架滚针轴承。由钢保持架滚针轴承支撑行星齿轮的旋转，使行星齿轮内圈通过钢保持架滚针轴承绕行星轴的外圈旋转，行星轴用于在行星齿轮公转中带动行星架旋转。

14、上述的带减速机构柱塞马达，行星轴的两端和上盘座、下盘座对应设有径向销孔，径向销孔中穿插有可定位在行星轴和上盘座、下盘座之间的弹性圆柱销，弹性圆柱销其长度不大于行星轴的直径。弹性圆柱销从行星架的侧壁插入，其内端伸入到行星轴的径向销孔中，使行星齿轮公转时通过行星轴带动行星架旋转，以驱动输出轴旋转，将弹性圆柱销推入行星轴的径向销孔中时，弹性圆柱销整体伸入径向销孔中，使行星轴与行星架可相分离，方便拆卸。

15、上述的带减速机构柱塞马达，弹性圆柱销截面呈c型、两端设外倒角。在弹性圆柱销两端设外倒角，弹性圆柱销可方便插入行星架与行星轴相对应的径向销孔中，具有弹性的开口销，在装配好后，弹性圆柱销通过其弹性紧贴销孔，限定行星架与行星轴，使行星轴可带动行星架旋转。

16、上述的带减速机构柱塞马达，一体机壳下侧设有前泵壳，前泵壳中设有输出轴深沟球轴承，输出轴可转动设在输出轴深沟球轴承中。输出轴深沟球轴承支撑输出轴在对外输出动力时的旋转，前泵壳起到安装连接减速机构的作用。

17、上述的带减速机构柱塞马达，前泵壳内设有前泵壳端盖，前泵壳端盖与输出轴之间设有骨架油封，前泵壳端盖的内侧抵接输出轴深沟球轴承、外侧通过弹性卡簧限定在前泵壳中。前泵壳端盖限定在输出轴深沟球轴承与弹性卡簧之间，起到压紧输出轴深沟球轴承的作用，使输出轴深沟球轴承与输出轴同轴心。

18、上述的带减速机构柱塞马达，前泵壳、齿圈与一体机壳之间通过双头螺柱连接，双头螺柱伸出一体机壳的外端部连接有螺母。通过双头螺柱，将前泵壳、齿圈与一体机壳紧密连接为一体。

19、上述的带减速机构柱塞马达，前泵壳、齿圈及一体机壳上设有相互对应的定位孔，定位孔中设有定位销，前泵壳、齿圈与一体机壳之间通过定位销定位安装。定位销与双头螺柱配合、起到定位齿圈，使其与前泵壳、一体机壳连接，不会由于与行星齿轮的啮合连接，发生转动。

20、本实用新型取得的有益效果是：柱塞马达本体和减速机构设在一体机壳中，通过柱塞马达本体的回转轴的自由端插入减速机构的行星架中、形成恒星轴，在恒星轴外周设置外齿，一体机壳设置有齿圈，齿圈设有内齿，由恒星轴的外齿直接驱动行星齿轮旋转、简化传统的轴连接太阳齿轮驱动行星齿轮旋转的结构，将恒星轴、齿圈集成在一体机壳内，起到简化结构的作用。将减速机构与柱塞马达相结合，在使用中通过可调节液压油的流量，实现无级调速，系统平滑性好，重量轻，方便搬运，通过行星减速机构减小系统输出动力而增大扭矩，不需要携带笨重的大排量变量柱塞马达来增加输出扭矩，减少机器的成本和重量。