CN101487458B - 旋转斜盘变量轴向柱塞泵 - Google Patents

Abstract

作为一种用于液压传动***的动力元件，旋转斜盘变量轴向柱塞泵由旋转斜盘、柱塞缸体和配流盘三部分组成。可变角度的斜盘与用铰链联结的驱动转轴一起旋转，斜盘迫使柱塞在固定的缸筒内只作往复运动。避免了常用的斜盘轴向柱塞泵缸体转动惯量大、配流面摩擦大和易泄漏的缺点。旋转斜盘可分手动、液控和液控加弹簧组合变量三种。通过变量壳体上方窗口可以很方便地对斜盘进行调节。所述的柱塞泵用途及优点很多：转动惯量小、摩擦面少、机械效率和容积效率高、对污染不敏感、发热少、可当作“低压大流量、高压小流量”的经济复合泵使用等。除了当作一般泵使用外，还可在超高压、同步缸领域使用。加工精度一般，生产成本低。

Description

旋转斜盘变量轴向柱塞泵

技术领域

本发明涉及一种旋转斜盘变量轴向柱塞泵，属液压传动***。在现代液压传动***中广泛使用的动力元件，斜盘式轴向柱塞泵为驱动转轴通过旋转缸体中心并带动缸体一起旋转，各个柱塞在缸筒内在固定的斜盘压迫下只做相对往复运动，通过固定的平面配流盘分别将油液吸入或压出。

背景技术

这种柱塞泵有如下缺点：这种柱塞泵的缺点是配流盘的制造精度高，摩擦面大，材料要求特殊，缸体转动惯量大，轴向压力平衡有一定的难度，对污染较敏感，一旦配流面稍微磨损，容积效率就会明显下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种旋转斜盘变量轴向柱塞泵。

本发明问题通过下述技术方案解决：旋转斜盘变量轴向柱塞泵由三部分组成：旋转斜盘变量部分、柱塞缸体部分和用座阀组成的配流盘部分。

在上述技术方案的基础上，所述的旋转斜盘变量部分，其特征为驱动转轴顶端的叉子通过山字形斜盘的半月孔，用长圆柱销***叉子顶端的孔和斜盘凸起的扁势上的孔中，联结成一个可相对转动的铰链，使斜盘与驱动轴一起旋转。通过驱动转轴的圆盘上的上下两个螺钉或小控制油缸及经过间隙密封套的控制油路，对斜盘转角进行调节。

在上述技术方案的基础上，所述的柱塞缸体部分，其特征为均布在同一圆周上的柱塞总个数的二分之一必须是奇数。柱塞输油采用二级方式，第一级奇数柱塞输出的油通过螺旋油槽压入到第二级偶数柱塞的吸油口，经过座阀将压力油输出。

在上述技术方案的基础上，所述的配流盘部分，其特征为圆柱形吸油阀必须与斜盘同相位、同步旋转。

以下通过实施例详述本发明结构和优越性。

附图说明

图1为本发明的结构总图；

图2为本发明旋转斜盘变量部分结构图；

图3是外控用的液控变量小油缸结构图；

图4为本发明安放弹簧复位的变量调节缸机构图。

具体实施方式

针对上述斜盘轴向柱塞泵的缺点，本发明新设计了旋转斜盘变量轴向柱塞泵。图1是旋转斜盘变量轴向柱塞泵的设计总图。该柱塞泵由三部分组成：1、固定不动的配流盘部分：由零件1～7组成；2、固定不转的柱塞缸体部份：由零件8～12组成；3、旋转斜盘变量组成部份：由零件13～22组成。其中零件壳体19将上述三部分用螺钉分别拧紧在同一轴线上，组成一个整体。

由零件13～22组成的是旋转变量部分。件13是圆柱销，件14是可变斜盘，件15是铜基合金球座，件16是带球螺钉，件17是驱动转轴，件18是调节窗口的盖板，件19是连结件21和件7的变量壳体，件20是可以径向通油的间隙密封套，件21是安装件17的轴承座，件22是止推密封轴承盖，零件20的两端各有一个滚动轴承，件22a是锁紧轴承的带槽圆螺母。

为了更加明了旋转斜盘变量的具体结构和作用，特用图2来说明：

图2是旋转斜盘变量部分，驱动转轴17的特征在于其左端有一个与轴同心的圆盘17b和一对叉子17c。在圆盘的直径方向上各钻一个螺孔，两个螺孔中心连线与叉子17c顶端的孔13中心线交叉垂直。旋转斜盘14，其特征在于像一个左转90°的山字形，其右端是圆平面，左端是一个放置平面轴承的环形凹槽，中央是一个顶端开有孔的凸起的扁势。扁势中央有一条放置件8的狭槽，扁势的两侧各有一个半月孔。旋转斜盘变量的特征为驱动转轴17顶端的叉子17c通过山字形斜盘14的半月孔用圆柱销13***斜盘凸起的扁势上的孔中，联结成一个可相对转动的铰链，使斜盘与驱动转轴一起旋转。将圆盘17b的上下两个螺钉16分别拧紧，顶住斜盘平面，再用螺母锁紧，使斜盘与驱动转轴成为一个刚性整体，保证其在旋转过程中牢固安全。

打开图1中盖板18，通过此窗口，可以很方便地调节旋转斜盘的转角大小。在进行手动变量时，只要分别调节上下两个螺钉16。当转角需要增大时，先松掉下面一个螺钉，然后再拧紧上面一个螺钉；当转角需要变小时，先松掉上面一个螺钉，然后拧紧下面一个螺钉。

图3是外控用的液控变量小油缸，件3是小油缸，在油缸的外圆上开一条钻有十字孔的环形油槽，从环形油槽的任一十字孔口起在油缸内壁开一条通向底部的油槽5。件4是柱塞，在柱塞内安装一个可以调节流量大小的带球螺钉1，调节好后用螺母2锁紧。在图2中如果把2个带球螺钉16去掉，把圆盘17b上的两个螺孔加工成两个光孔，把图3的2个液控变量调节缸紧紧压入孔中，再增加一个套在驱动转轴上的间隙密封套20就可以实现多种外控变量。外控的压力油P1和P2各沿着自己的假想线油路通向P1和P2的另一端d和e油口，d和e油口必须对准紧紧压进去的图3油缸的外圆环油槽。当P2油路上的小油缸回油，P1油路上的小油缸进压力油，此时斜盘转角增大，输出流量也变大；当P1的小油缸回油，P2进压力油，此时斜盘转角变小，输出流量也变小。小柱塞内的螺钉1可以任意调节斜盘转角的大小。

图4是在缸体3中安放弹簧复位的变量调节缸部分。件5是弹簧，件4是柱塞，件1是拧入柱塞内的可以调节斜盘转角大小的带球螺钉，件2是锁紧螺母，如果P1-d油路上的油缸(图3)换成弹簧复位缸(图4)，弹簧5代替了P1外控口，即P1不通压力油。当P2压力为零时，斜盘靠弹簧5的推力将偏转成预先调节好的最大角度。此时柱塞泵输出的油液流量为最大。当压力P2逐步升高，将弹簧压致到斜盘的最小角度，此时，柱塞泵输出的流量为最小。这种控制调节方式相当于一只“低压大流量、高压小流量”的复合泵，运行非常经济合理。

在图1中，由零件8～12组成的是固定不转的柱塞缸体部分，件9是缸体，件10是内装弹簧的第一级奇数柱塞，件11是第二级偶数柱塞，件12是铜合金球座。件8是铰链轴，其右端与销子13活络连结，左端与圆柱形吸油阀5活络连结。缸体9固定不动，均布在缸体同一圆周上的直径相同的柱塞总个数的二分之一必须是奇数。各个柱塞在旋转斜盘的压迫下只作往复运动。柱塞输油采用二级方式：第一级奇数柱塞输出的油经过配流盘的螺旋油槽压入到第二级偶数柱塞的吸油口，经过座阀将压力油输出。(从理论上讲第一级柱塞直径允许略微比第二级柱塞大一些，但很微小)。举例，在图1中假设柱塞总个数为14，则总个数的二分之一是7，7是奇数。它们在同一圆周上的分布顺序是1#，2#，3#，4#，5#，6#，7#，8#，9#，10#，11#，12#，13#，14#。

在图1中，零件由1～7组成的是配流盘部分，将件6的外周矩形螺旋油槽加工好后，紧紧地压入件7孔中，并组成一个配流盘整体。铰链轴8的右端与销子13活络连结，左端与圆柱形的吸油阀5活络连结，吸油阀5的吸口与斜盘的吸油面在同相位同步旋转的情况下，油液从进油接头1的进油口吸入，经过吸油阀5的端面半圆环油槽f和外周的半圆油槽g通道，油液从奇数1#口经过外周螺旋油槽到投影面上为同一直径的另一端油口偶数8#，经过座阀3、4和出油接头2，将压力油输出。其余6条螺旋油槽的编号是：3#与10#，5#与12#，7#与14#，9#与2#，11#与4#，13#与6#，安装时使奇数柱塞和偶数柱塞与配流盘上的吸油孔一一对应。

由于第一级吸油是通过旋转的圆柱形吸油阀5来完成的，所以吸油阻力很小，无噪声，无滞后现象；由于第二级吸油是靠第一级的压力油供给的，所以第二级柱塞内不装弹簧，实芯柱塞配以座阀3和4就能实现无泄漏超高压输出。

在图1的配流盘6中，压力油往外输出是靠均布在两个不同圆周上的用斜孔相互沟通的座阀3和4来完成的。和座阀4相通的输出接头有2种形式：1、将全部输出口汇集在一起输出的称集流接头2；2、将各个输出口单独输出的称分流接头，图形简单，无图表示。拧下进油接头1，就可互换集流接头和分流接头。

旋转斜盘变量柱塞泵的优点很多：

1、转动惯量小，摩擦面大大减少，除了各个柱塞面和间隙密封套是滑动摩擦外，再也没有其它大的滑动摩擦，油温可得到进一步降低，机械效率也可进一步提高；

2、由于配流盘是座阀结构，密封性好，可以实现无泄漏输出，容积效率接近100％；

3、对污染不敏感，元件磨损少，工作寿命长；

4、各个缸筒内的柱塞可以分别单独输出超高压低流量的压力油；

5、除了当作一般柱塞泵使用外，还可以当做同步泵使用，在某些机械安装工程中需要均衡平稳地举起时、飞机起落架同时起落时、大型闸门上下启动时以及剪板机、折弯机的活动横梁同步上下工作时均可用此泵来完成，省掉了较复杂的伺服阀、同步液压***和同步机械；

6、除了各个柱塞副是高精度外，其余零件均为一般加工精度，制造成本低，易于被一般机械加工企业开发生产。

Claims (1)

1.一种旋转斜盘变量轴向柱塞泵，由旋转斜盘变量部分、柱塞缸体部分和用座阀组成的配流盘部分组成，其特征在于：

所述的旋转斜盘变量部分为驱动转轴(17)顶端的叉子(17c)通过山字形斜盘(14)的半月孔，用长圆柱销(13)***叉子(17c)顶端的孔和斜盘凸起的扁势上的孔(13)中，联结成一个可相对转动的铰链，使斜盘(14)与驱动轴一起旋转，通过驱动转轴(17)的圆盘(17b)上的上下两个螺钉(16)对斜盘转角进行调节，或外控用的液控变量小油缸以及经过间隙密封套(20)的控制油路，对斜盘转角进行调节；

所述的柱塞缸体部分的固定不转的缸体(9)内均布在同一圆周上的柱塞总个数的二分之一是奇数，该柱塞输油为二级方式，内装弹簧的第一级奇数柱塞(10)通过旋转的吸油阀(5)吸油，输出的油通过螺旋油槽压入到第二级偶数实芯柱塞(11)的吸油口，经过座阀将压力油输出；

所述用座阀组成的配流盘(6)的圆柱形吸油阀(5)与斜盘同相位且同步旋转，配流盘(6)通过均布在两个不同圆周上的用斜孔相互沟通的第一座阀(3)和第二座阀(4)往外输出压力油。

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