CN106438255B - 适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构,用于改变双向变排量柱塞泵的斜盘的倾斜角度,该结构包括变量阀芯连杆销、变量阀芯连杆、变量弹簧、变量阀芯、弹簧垫片、变量阀套和螺堵;变量弹簧、变量阀芯和变量阀套同轴安置且均位于斜盘同侧,占用空间体积非常小。变量阀套阶梯孔的尺寸和变量阀芯三段外圆的尺寸能保证在双向变排量柱塞泵换向导致进油口和出油***换时,高压油作用在变量阀芯上的有效面积不发生变化,即变量特性在双向变排量柱塞泵正转和反转时相同。本发明直接将进油口和出油口的油液引入变量阀套中,实现了双向变排量柱塞泵的排量随负载压力线性变化的变排量机制,变化幅度由变量弹簧的刚度决定。
Description
技术领域
本发明涉及一种柱塞泵的变量结构,特别是航空领域中适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构。
背景技术
随着飞机***由功率液传向功率电传的演变,电静液作动器代替了部分传统的液压***,而电静液作动器中的双向柱塞泵也呈现向高压高转速、大功率、高功重比、紧凑轻量化、低压力脉动等方向发展。电静液作动器中的作动筒往复行程由双向柱塞泵正转和反转来实现,作动筒在不同的负载压力下所需双向柱塞泵的排量不同,其排量变化需要与负载压力呈线性关系。因此,电静液作动器中的双向柱塞泵需要一种变量结构,在空间资源有限的情况下尽量紧凑轻量,实现无论在正转还是反转时具有相同的变量特性。
传统的柱塞泵变量结构将增大斜盘倾斜角度和减小斜盘倾斜角度的结构分开安置,分别置于斜盘的上端和下端,即同侧不同轴安置,或同时置于斜盘的一端但位于斜盘两侧,即同轴不同侧安置。这样将占据较大空间体积,不利于双向变排量柱塞泵实现高功重比。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构,实现排量随负载压力线性变化,且变量特性不随双向变排量柱塞泵旋转方向改变而变化,整体结构紧凑且占用空间小。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是:一种适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构,该结构用于改变双向变排量柱塞泵的斜盘的倾斜角度,该结构包括变量阀芯连杆销、变量阀芯连杆、变量弹簧、变量阀芯、弹簧垫片、变量阀套和螺堵;
所述双向变排量柱塞泵的壳体上有A口容腔和B口容腔,A口容腔与A口流道连通,B口容腔与B口流道连通,A口流道为双向变排量柱塞泵的进油口时B口流道为出油口,A口流道为双向变排量柱塞泵的出油口时B口流道为进油口;
所述斜盘上端加工连杆配合凹槽,连杆配合凹槽两侧壁上加工形状大小一致且轴向位置对应的圆头平键槽形通孔,变量阀芯连杆销依次穿过第一个圆头平键槽形通孔、变量阀芯连杆上的通孔和第二个圆头平键槽形通孔,并与两个圆头平键槽形通孔内壁相切,且与变量阀芯连杆上的通孔铰接,变量阀芯连杆可随变量阀芯连杆销沿圆头平键槽形通孔内壁上下滑动;
所述变量阀芯连杆销被轴向限位;
所述变量弹簧始终处于压缩状态,其一端面与变量阀芯连杆端面紧贴,另一端面与弹簧垫片紧贴,并将弹簧垫片紧压在壳体内凸台上;
所述变量阀套外圆与壳体配合,其一侧端面与壳体内凸台配合,另一侧端面由与壳体螺纹连接的螺堵压住限位,变量阀套中心的阶梯孔由D1内径阀孔、D2内径阀孔、D3内径阀孔组成,变量阀套的A口引油凹槽与A口容腔对齐,B口引油凹槽与B口容腔对齐,A口引油凹槽上开有至少一个A口径向通孔,B口引油凹槽上开有至少一个B口径向通孔,将A口流道和B口流道与变量阀套中心的阶梯孔连通。
所述变量阀芯一端和变量阀芯连杆通过螺纹连接,另一端与变量阀套中心的阶梯孔配合,变量阀芯有三段不同直径的外圆,D1外径阀芯外圆与D1内径阀孔间隙配合,D2外径阀芯外圆与D2内径阀孔间隙配合,D3外径阀芯外圆与D3内径阀孔间隙配合,直径D1小于直径D2,直径D2小于直径D3,且直径D2的圆形面积减去直径D1的圆形面积的差值等于直径D3的圆形面积减去直径D2的圆形面积的差值,变量阀芯中心开有由径向通孔与轴向中心孔组成的变量阀芯引油孔,连通了变量阀套末端空腔和壳体内空腔。
变量弹簧、变量阀芯和变量阀套同轴安置且均位于斜盘同侧,变量阀芯上D1外径阀芯外圆距离变量弹簧最近。
进一步地,所述斜盘两侧的耳轴与深沟球轴承内圈过盈配合,深沟球轴承外圈与壳体过盈配合,斜盘可绕耳轴轴线摆动。
进一步地,所述变量阀芯连杆销一端有凸台限位,另一端有通孔,垫片内孔与变量阀芯连杆销配合,开口销安装在通孔中挡住垫片。
进一步地,所述变量阀套外圆分布了三段密封圈沟槽,每个密封圈沟槽内安置一个O形密封圈,每一个O形密封圈左右两侧各安置一个挡圈用以密封A口引油凹槽和B口引油凹槽中的压力油。
进一步地,所述变量阀芯的D1外径阀芯外圆、D2外径阀芯外圆、D3外径阀芯外圆上开有均压槽。
本发明的有益效果是:本发明提供的适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构直接将进油口和出油口的油液引入变量阀套中,实现了双向变排量柱塞泵的排量随负载压力线性变化的变排量机制,变化幅度由变量弹簧的刚度决定;变量结构十分紧凑,变量弹簧、变量阀芯和变量阀套同轴安置且均位于斜盘同侧,占用空间体积非常小;变量阀套阶梯孔的尺寸和变量阀芯三段外圆的尺寸能保证在双向变排量柱塞泵换向导致进油口和出油***换时,高压油作用在变量阀芯上的有效面积不发生变化,即变量特性在双向变排量柱塞泵正转和反转时相同。
附图说明
图1(a)是本发明的立体结构示意图。
图1(b)是图1(a)中I部的局部放大图。
图2是本发明A口流道一侧的剖视图。
图3是本发明B口流道一侧的剖视图。
图4是本发明部分零件***图。
在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的零件或结构,其中:
1—斜盘,1a—圆头平键槽形通孔,1b—耳轴,1c—连杆配合凹槽,2—深沟球轴承,3—变量阀芯连杆销,4—变量阀芯连杆,5—变量弹簧,6—变量阀芯,6a—D1外径阀芯外圆,6b—D2外径阀芯外圆,6c—D3外径阀芯外圆,6d—变量阀芯引油孔,6e—均压槽,7—弹簧垫片,8—变量阀套,8a—D1内径阀孔,8b—D2内径阀孔,8c—D3内径阀孔,8d—B口径向通孔,8e—A口径向通孔,8f—变量阀套末端空腔,8g—B口引油凹槽,8h—A口引油凹槽,9—O形密封圈,10—挡圈,11—螺堵,12—壳体,12a—壳体内凸台,12b—A口容腔,12c—B口容腔,12d—B口流道,12e—A口流道,13—开口销,14—垫片。
具体实施方式
下面结合附图1至4对本发明作进一步说明。
一种适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构,该结构用于改变双向变排量柱塞泵的斜盘1的倾斜角度,该结构包括变量阀芯连杆销3、变量阀芯连杆4、变量弹簧5、变量阀芯6、弹簧垫片7、变量阀套8和螺堵11。
所述双向变排量柱塞泵的壳体12上有A口容腔12b和B口容腔12c,A口容腔12b与A口流道12e连通,B口容腔12c与B口流道12d连通,A口流道12e为双向变排量柱塞泵的进油口时B口流道12d为出油口,A口流道12e为双向变排量柱塞泵的出油口时B口流道12d为进油口。
所述斜盘1上的左右耳轴1b与深沟球轴承2内圈过盈配合,深沟球轴承2外圈与壳体12过盈配合,斜盘1可绕耳轴1b轴线摆动;斜盘1上端加工连杆配合凹槽1c,连杆配合凹槽1c两侧壁上加工形状大小一致且轴向位置对应的圆头平键槽形通孔1a,变量阀芯连杆销3依次穿过第一个圆头平键槽形通孔1a、变量阀芯连杆4上的通孔和第二个圆头平键槽形通孔1a,并与两个圆头平键槽形通孔1a内壁相切,且与变量阀芯连杆4上的通孔铰接,变量阀芯连杆4可随变量阀芯连杆销3沿圆头平键槽形通孔1a内壁上下滑动。
所述变量阀芯连杆销3一端有凸台,另一端有通孔,垫片14内孔与变量阀芯连杆销3配合,开口销13安装在通孔中挡住垫片14,从而限制了变量阀芯连杆销3的轴向位移。
所述变量弹簧5始终处于压缩状态,其一端面与变量阀芯连杆4端面紧贴,另一端面与弹簧垫片7紧贴,并将弹簧垫片7紧压在壳体内凸台12a上。
所述变量阀套8外圆与壳体12配合,其左侧端面与壳体内凸台12a配合,右侧端面由与壳体12螺纹连接的螺堵11压住限位,变量阀套8中心的阶梯孔由D1内径阀孔8a、D2内径阀孔8b、D3内径阀孔8c组成,变量阀套8的A口引油凹槽8h与A口容腔12b对齐,B口引油凹槽8g与B口容腔12c对齐,A口引油凹槽8h上开有两个相互垂直的A口径向通孔8e,B口引油凹槽8g上开有两个相互垂直的B口径向通孔8d,以此让双向变排量柱塞泵的A口流道12e和B口流道12d中的油液流入变量阀套8中心的阶梯孔中。
所述变量阀芯6一端和变量阀芯连杆4通过螺纹连接,另一端与变量阀套8中心的阶梯孔配合,变量阀芯6有三段不同直径的外圆,D1外径阀芯外圆6a与D1内径阀孔8a间隙配合,D2外径阀芯外圆6b与D2内径阀孔8b间隙配合,D3外径阀芯外圆6c与D3内径阀孔8c间隙配合,直径D1小于直径D2,直径D2小于直径D3,且直径D2的圆形面积减去直径D1的圆形面积的差值等于直径D3的圆形面积减去直径D2的圆形面积的差值,保证了在双向变排量柱塞泵换向导致进油口和出油***换时,高压油作用在变量阀芯上的有效面积不发生变化。变量阀芯6中心开有由径向通孔与轴向中心孔组成的变量阀芯引油孔6d,连通了变量阀套末端空腔8f和壳体内空腔,防止闭死容积产生,使得变量阀芯6在变量阀套8中沿轴线运动时变量阀套末端空腔8f内油液可及时补充或排出。
变量弹簧5、变量阀芯6和变量阀套8同轴安置且均位于斜盘1同侧,变量阀芯6上D1外径阀芯外圆6a距离变量弹簧5最近,保证了高压油作用在变量阀芯6上的压力与变量弹簧5对变量阀芯连杆4的压力方向相反,即变量弹簧5始终给斜盘1增大其倾斜角度的压力,变量阀芯6始终给斜盘1减小其倾斜角度的拉力。
双向变排量柱塞泵在没有工作的状态下,斜盘1由于变量弹簧5的预压缩量产生的压力处于最大倾斜角度位置,变量阀芯6处于最大伸出状态。双向变排量柱塞泵正转时,A口流道12e为进油口,B口流道12d为出油口,B口流道12d中的高压油流入B口容腔12c,再通过变量阀套8上的B口引油凹槽8g和B口径向通孔8d流入变量阀套8中心的阶梯孔中,作用于变量阀芯6的阶梯端面上。双向变排量柱塞泵反转时,A口流道12e为出油口,B口流道12d为进油口,A口流道12e中的高压油流入A口容腔12b,再通过变量阀套8上的A口引油凹槽8h和A口径向通孔8e流入变量阀套8中心的阶梯孔中,作用于变量阀芯6的阶梯端面上。出油口高压油作用于变量阀芯6上的作用力通过变量阀芯连杆4、变量阀芯连杆销3传递到斜盘1。
当负载压力升高,即出油口压力升高时,作用于变量阀芯6上的压力增大且大于变量弹簧5对斜盘1产生的压力,于是变量阀芯6在高压油液的推动下拉斜盘1向其倾斜角度减小的方向运动,而变量弹簧5则相应地增大压缩量,对斜盘产生更大的压力以平衡变量阀芯6产生的拉力。平衡时斜盘的倾斜角度减小,双向变排量柱塞泵的排量减小。当负载压力降低,即出油口压力降低时,作用于变量阀芯6上的压力减小且小于变量弹簧5对斜盘1产生的压力,于是变量弹簧5推动变量阀芯连杆4,压斜盘1向其倾斜角度增大的方向运动,变量阀芯6也被拉出更多伸长量,相应地变量弹簧5压缩量减小,对斜盘产生更小的压力以平衡变量阀芯6产生的拉力。平衡时斜盘的倾斜角度增大,双向变排量柱塞泵的排量增大。综上所述,该变量结构实现了双向变排量柱塞泵的排量随负载压力线性变化的变排量机制,变化幅度由变量弹簧5的刚度决定,且变量特性在双向变排量柱塞泵正转和反转时相同。
所述变量阀套8外圆分布了三段密封圈沟槽,每个密封圈沟槽内安置一个O形密封圈9,每一个O形密封圈9左右两侧各安置一个挡圈10用以密封A口引油凹槽8h和B口引油凹槽8g中的压力油。
所述变量阀芯6的D1外径阀芯外圆6a、D2外径阀芯外圆6b、D3外径阀芯外圆6c上开有均压槽6e,促进变量阀芯6在工作时与变量阀套8中心孔轴线更好的同轴,避免其大幅度倾斜。
Claims (5)
1.一种适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构,该结构用于改变双向变排量柱塞泵的斜盘(1)的倾斜角度,其特征在于:该结构包括变量阀芯连杆销(3)、变量阀芯连杆(4)、变量弹簧(5)、变量阀芯(6)、弹簧垫片(7)、变量阀套(8)和螺堵(11);
所述双向变排量柱塞泵的壳体(12)上有A口容腔(12b)和B口容腔(12c),A口容腔(12b)与A口流道(12e)连通,B口容腔(12c)与B口流道(12d)连通,A口流道(12e)为双向变排量柱塞泵的进油口时B口流道(12d)为出油口,A口流道(12e)为双向变排量柱塞泵的出油口时B口流道(12d)为进油口;
所述斜盘(1)上端加工连杆配合凹槽(1c),连杆配合凹槽(1c)两侧壁上加工形状大小一致且轴向位置对应的圆头平键槽形通孔(1a),变量阀芯连杆销(3)依次穿过第一个圆头平键槽形通孔(1a)、变量阀芯连杆(4)上的通孔和第二个圆头平键槽形通孔(1a),并与两个圆头平键槽形通孔(1a)内壁相切,且与变量阀芯连杆(4)上的通孔铰接,变量阀芯连杆(4)可随变量阀芯连杆销(3)沿圆头平键槽形通孔(1a)内壁上下滑动;
所述变量阀芯连杆销(3)被轴向限位;
所述变量弹簧(5)始终处于压缩状态,其一端面与变量阀芯连杆(4)端面紧贴,另一端面与弹簧垫片(7)紧贴,并将弹簧垫片(7)紧压在壳体内凸台(12a)上;
所述变量阀套(8)外圆与壳体(12)配合,其一侧端面与壳体内凸台(12a)配合,另一侧端面由与壳体(12)螺纹连接的螺堵(11)压住限位,变量阀套(8)中心的阶梯孔由D1内径阀孔(8a)、D2内径阀孔(8b)、D3内径阀孔(8c)组成,变量阀套(8)的A口引油凹槽(8h)与A口容腔(12b)对齐,B口引油凹槽(8g)与B口容腔(12c)对齐,A口引油凹槽(8h)上开有至少一个A口径向通孔(8e),B口引油凹槽(8g)上开有至少一个B口径向通孔(8d),将A口流道(12e)和B口流道(12d)与变量阀套(8)中心的阶梯孔连通;
所述变量阀芯(6)一端和变量阀芯连杆(4)通过螺纹连接,另一端与变量阀套(8)中心的阶梯孔配合,变量阀芯(6)有三段不同直径的外圆,D1外径阀芯外圆(6a)与D1内径阀孔(8a)间隙配合,D2外径阀芯外圆(6b)与D2内径阀孔(8b)间隙配合,D3外径阀芯外圆(6c)与D3内径阀孔(8c)间隙配合,直径D1小于直径D2,直径D2小于直径D3,且直径D2的圆形面积减去直径D1的圆形面积的差值等于直径D3的圆形面积减去直径D2的圆形面积的差值,变量阀芯(6)中心开有由径向通孔与轴向中心孔组成的变量阀芯引油孔(6d),连通了变量阀套末端空腔(8f)和壳体内空腔;
变量弹簧(5)、变量阀芯(6)和变量阀套(8)同轴安置且均位于斜盘(1)同侧,变量阀芯(6)上D1外径阀芯外圆(6a)距离变量弹簧(5)最近。
2.根据权利要求1所述的适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构,其特征在于:所述斜盘(1)两侧的耳轴(1b)与深沟球轴承(2)内圈过盈配合,深沟球轴承(2)外圈与壳体(12)过盈配合,斜盘(1)可绕耳轴(1b)轴线摆动。
3.根据权利要求1所述的适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构,其特征在于:所述变量阀芯连杆销(3)一端有凸台限位,另一端有通孔,垫片(14)内孔与变量阀芯连杆销(3)配合,开口销(13)安装在通孔中挡住垫片(14)。
4.根据权利要求1所述的适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构,其特征在于:所述变量阀套(8)外圆分布了三段密封圈沟槽,每个密封圈沟槽内安置一个O形密封圈(9),每一个O形密封圈(9)左右两侧各安置一个挡圈(10)用以密封A口引油凹槽(8h)和B口引油凹槽(8g)中的压力油。
5.根据权利要求1所述的适用于双向变排量柱塞泵的同轴同侧紧凑型变量结构,其特征在于:所述变量阀芯(6)的D1外径阀芯外圆(6a)、D2外径阀芯外圆(6b)、D3外径阀芯外圆(6c)上开有均压槽(6e)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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