CN107461370A - 一种电液集成斜盘柱塞式液压变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电液集成斜盘柱塞式液压变压器，包括液压变压器外壳、缸体、配流盘、柱塞、斜盘、后端盖、摆动液压马达和配流轴，所述配流轴即摆动液压马达的摆动轴，配流轴与配流盘通过销轴相连，通过接触端面实现密封；配流盘上开有三个腰型配流槽，配流轴上相对应开有与配流盘三个配流槽尺寸相匹配的配流槽。本发明实现了摆动液压马达集成地安装在液压变压器配流壳体内，配流轴的三个出油口在均布在配流轴的同一轴向尺寸上，有效的缩短了液压变压器的整体长度；通过将配流盘与配流轴相连，提高液压变压器的变压比和变压范围，避免了节流损失。

Description

一种电液集成斜盘柱塞式液压变压器

技术领域

本发明涉及一种液压变压器，具体涉及一种电液集成斜盘柱塞式液压变压器，属于液压控制设备技术领域。

背景技术

液压变压器是利用液压恒压网络二次调节技术将恒压网络的能量以较高的效率和可变的压力进行功率传递的液压设备，具有成本低、控制性能优良、运行平稳等优点。

传统的液压变压器是将液压马达和液压泵直接同轴联接，通过调节液压马达的排量，将输入压力变为负载需要的压力，从而实现压力改变。这种变压器体积和重量大，需要的调节力也比较大，成本高，效率低。

新型的集成式液压变压器将液压马达和液压泵的功能集合成一体，利用液压马达驱动柱塞泵配流盘的旋转，配流盘上加工了三个腰型配流槽，但由于配流盘是旋转的，旋转过程中配流盘与后端盖之间的通流面积逐渐减小，后端盖与配流盘间的节流作用增加，将引起较大的能量节流损失，降低液压变压器的效率；由于配流盘和缸体惯量小，抗干扰能力差，因此配流盘微小变动都会改变缸体转矩的平衡和变压器的旋转速度，进而改变液压变压器的流量，造成输出压力不稳定；这种液压变压器通过调整配流盘围绕缸体中心轴线的旋转角度来实现进、出变压器三个腰型配流槽的油液流量，从而调节缸体旋转速度和液压变压器变压比，为了保证有效通流面积，只能进一步限制旋转角度范围，因此变压范围小，变压比控制精度低；且现有新型液压变压器还存在控制结构体积大，无法主动流量控制的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种电液集成斜盘柱塞式液压变压器，可以实现无节流损失的配流，扩大液压变压器变压范围，提高控制机构的集成度以及液压变压器的响应速度，保证输出压力的稳定性。

本发明一种电液集成斜盘柱塞式液压变压器，包括变压器外壳、缸体、配流盘、柱塞和斜盘，缸体通过花键安装在输出轴上，配流盘设在缸体一端并与缸体密封接触，斜盘设在缸体另一端并安装在变压器外壳上，缸体内开有若干柱塞腔，柱塞安装在柱塞腔内且一端与斜盘滑动接触，还包括后端盖、摆动液压马达和配流轴，所述配流轴即摆动液压马达的摆动轴，配流轴与配流盘通过销轴相连，且接触端面密封接触，后端盖通过轴承套装在配流轴上，后端盖与变压器外壳密封相连；配流盘上开有三个腰型配流槽，配流轴上相对应开有与配流盘三个配流槽尺寸相匹配的配流槽，配流轴围绕轴心开有盲孔，盲孔的孔端开有引流孔；所述摆动液压马达壳体通过马达前盖和马达后盖装配在配流轴上，马达后盖通过轴承安装在配流轴的轴肩处，所述引流孔将液压油引流至安装马达后盖的轴承处。

配流盘上的三个配流槽分别为A、B、T口，配流轴上同样开有尺寸相同的A、B、T口并与配流盘上的A、B、T口一一相对应，配流盘上的A口通过配流轴上的A口与高压油路连通、配流盘上的B口通过配流轴上的B口与负载连通、配流盘上的T口通过配流轴上的T口与低压油路连通，随着摆动液压马达的摆动，配流轴即摆动液压马达的主轴也随之摆动，并带动配流盘同步摆动，实现控制角的改变；由于配流盘与配流轴之间相连，且配流槽尺寸相同、端面密封，因此在配流盘旋转过程中不会出现节流损失，大大提高了液压变压器的工作效率；由于没有旋转死角的限制，因此摆动马达的摆动角度即配流盘的旋转角度，从而使变压范围更宽；配流轴轴心处开设的盲孔实现了主轴的减重，降低了其转动惯量，提高配流轴和配流盘的摆动精度，进而提高了输出压力的稳定性；引流孔可以将液压油引至轴承处，实现了对轴承的润滑，提高了设备使用寿命；摆动液压马达集成地安装在液压变压器配流壳体内，有效的缩短了液压变压器的整体长度，提高了控制机构的集成度以及液压变压器的响应速度。

进一步的，变压器外壳内集成有电机，所述电机的定子安装在变压器外壳内壁，转子安装在缸体外。

通过电机控制缸体的旋转，缸体旋转带动柱塞旋转，由于柱塞与斜盘之间滑动接触，因此缸体在旋转过程中，柱塞腔体的容积不断变化，从而实现液压变压器输出流量的改变，利用电机控制缸体可以实现主动控制液压变压器的流量。

进一步的，输出轴的输出端设有转速传感器，用于安装传感器的支架一通过螺栓固定在变压器外壳上；配流轴的输入端设有角度传感器，用于安装传感器的支架二通过螺栓固定在马达后盖上。

通过转速传感器检测输出轴的转速，通过角度传感器检测配流轴的旋转角度即检测控制角的大小，上述传感器将数据输送至远程控制***，从而提高设备控制精度以及响应速度。

进一步的，所述摆动液压马达为伺服摆动液压马达。通过电液伺服阀来控制配流轴及马达主轴的旋转。

为了进一步提高配流壳体的密封效果，摆动液压马达的壳体与配流轴之间通过旋转格莱圈实现动密封。从而保证配流轴转动时外部接油口固定。

进一步的，输出轴与配流轴接触端通过轴承相连。输出轴和配流轴分别由不同的驱动机构带动旋转，从而实现调节输出压力和控制输出流量二者互不干涉。

由于配流盘的配流口A口和B口的管路连接高压油路，为进一步提高配流盘的抗压强度，配流盘的配流口A口和B口上的腰型孔为中间断开的两个孔组成。

进一步的，配流轴引流孔的旁边开有竖直通孔。通过上述竖直通孔可以实现手动控制配流轴的旋转。

具体的，所述转速传感器为光电编码器，光电编码器的转子通过弹性联轴器与输出轴相连。

本发明将摆动液压马达集成地安装在液压变压器配流壳体内，配流轴的出油口均布在配流轴的同一轴向上，有效的缩短了液压变压器的整体长度；通过将配流盘与配流轴相连，提高变压器的变压比和变压范围，避免了节流损失；利用电机驱动缸体旋转实现了主动控制液压变压器的流量；伺服控制与传感器相互配合，提高液压变压器控制精度和响应速度。

附图说明

图1是本发明整体机构剖视图；

图2是图1中配流轴端面示意图；

图3是图2中配流轴剖视图；

图4是图1中配流盘结构示意图；

图中：1、转速传感器；2、液压变压器外壳；3、斜盘；4、柱塞；5、缸体；6、转子；7、定子；8、配流盘；9、后端盖；10、配流轴；10.1、盲孔；10.2、引流孔；10.3、竖直通孔；11、摆动液压马达；12马达前盖；13、支架二；14、角度传感器；15、输出轴；16、销轴；17、支架一；18、马达后盖；19、旋转格莱圈；20、弹性联轴器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至4所示，一种电液集成斜盘柱塞式液压变压器，包括液压变压器外壳2、缸体5、配流盘8、柱塞4和斜盘3，缸体5通过花键安装在输出轴15上，配流盘8设在缸体5一端并与缸体5密封接触，斜盘3设在缸体5另一端并安装在液压变压器外壳2上，缸体5内开有若干柱塞腔，柱塞4安装在柱塞腔内且一端与斜盘3滑动接触，还包括后端盖9、摆动液压马达11和配流轴10，所述配流轴10即摆动液压马达11的摆动轴，配流轴10与配流盘8通过销轴16相连，且接触端面密封接触，后端盖9通过轴承套装在配流轴10上，后端盖9与液压变压器外壳2密封相连；配流盘8上开有三个腰型配流槽，配流轴10上相对应开有与配流盘8三个配流槽尺寸相匹配的配流槽，配流轴10围绕轴心开有盲孔10.1，盲孔的孔端开有引流孔10.2；所述摆动液压马达11壳体通过马达前盖12和马达后盖18装配在配流轴10上，马达后盖18通过轴承安装在配流轴10的轴肩处，所述引流孔10.2将液压油引流至安装马达后盖18的轴承处。

配流盘8上的三个配流槽分别为A、B、T口，配流轴10上同样开有尺寸相同的A、B、T口并与配流盘上的A、B、T口一一相对应，配流盘上的A口通过配流轴上的A口与高压油路连通、配流盘上的B口通过配流轴上的B口与负载连通、配流盘上的T口通过配流轴上的T口与低压油路连通，随着摆动液压马达11的摆动，配流轴10即摆动液压马达的主轴也随之摆动，并带动配流盘8同步摆动，实现控制角的改变；由于配流盘8与配流轴10之间相连，且配流槽尺寸相同、端面密封，因此在配流盘8旋转过程中不会出现节流损失，大大提高了液压变压器的工作效率；由于没有旋转死角的限制，因此摆动液压马达11的摆动角度即配流盘8的旋转角度，从而使变压范围更宽；配流轴10轴心处开设的盲孔10.1实现了主轴的减重，降低了其转动惯量，提高配流轴和配流盘的摆动精度，进而提高了输出压力的稳定性；引流孔10.2可以将液压油引至轴承处，实现了对轴承的润滑，提高了设备使用寿命；摆动液压马达集成地安装在液压变压器配流壳体内，有效的缩短了液压变压器的整体长度，提高了控制机构的集成度以及液压变压器的响应速度。

进一步的，液压变压器外壳2内集成有电机，所述电机的定子7安装在液压变压器外壳2内壁，转子6安装在缸体5外。

通过电机控制缸体的旋转，缸体5旋转带动柱塞4旋转，由于柱塞4与斜盘3之间滑动接触，因此缸体5在旋转过程中，柱塞腔体的容积不断变化，从而实现液压变压器输出流量的改变，利用电机控制缸体可以实现主动控制液压变压器的流量。

进一步的，输出轴15的输出端设有转速传感器1，用于安装传感器的支架一17通过螺栓固定在液压变压器外壳2上；配流轴10的输入端设有角度传感器14，用于安装传感器的支架二13通过螺栓固定在马达后盖18上。

通过转速传感器1检测输出轴15的转速，通过角度传感器14检测配流轴10的旋转角度即检测控制角的大小，上述传感器将数据输送至远程控制***，从而提高设备控制精度以及响应速度。

进一步的，所述摆动液压马达11为伺服摆动液压马达。通过电液伺服阀来控制配流轴及马达主轴的旋转。

为了进一步提高配流壳体的密封效果，摆动液压马达11的壳体与配流轴10之间通过旋转格莱圈19实现动密封。从而保证配流轴转动时外部接油口固定。

进一步的，输出轴15与配流轴10接触端通过轴承相连。输出轴和配流轴分别由不同的驱动机构带动旋转，从而实现调节输出压力和控制输出流量二者互不干涉。

如图4所示，由于配流盘8的配流口A口和B口的管路连接高压油路，为提高配流盘的抗压强度，配流盘8的配流口A口和B口上的腰型孔为中间断开的两个孔组成。

如图3所示，配流轴10引流孔10.2的旁边开有竖直通孔10.3。通过上述竖直通孔可以实现手动控制配流轴的旋转。

优选的，所述转速传感器1为光电编码器，光电编码器的转子通过弹性联轴器20与输出轴15相连。

具体工作过程如下：

液压变压器壳体2内集成的电机带动缸体5的旋转，缸体5与输出轴15通过花键相连从而带动输出轴15旋转，缸体内的柱塞4在缸体5旋转时与斜盘3滑动接触，从而改变柱塞腔的容积，类似于一个变量柱塞泵的功能，通过控制缸体5旋转达到主动控制液压变压器流量的目的；摆动液压马达11通过控制其摆动轴即配流轴10的摆动旋转从而实现配流盘8的旋转，油液通过配流轴10上的配流口进入配流盘8配流口，进而进入柱塞孔中，从而实现了液压变压器的无节流损失的流量分配；液压变压器的配流盘8通过销与摆动液压马达的旋转轴10固定，利用摆动液压马达控制配流盘的旋转从而实现了液压变压器控制角的改变，即实现了输出压力的调节。

Claims (9)

1.一种电液集成斜盘柱塞式液压变压器，包括液压变压器外壳(2)、缸体(5)、配流盘(8)、柱塞(4)和斜盘(3)，缸体(5)通过花键安装在输出轴(15)上，配流盘(8)设在缸体(5)一端并与缸体(5)密封接触，斜盘(3)设在缸体(5)另一端并安装在液压变压器外壳(2)上，缸体(5)内开有若干柱塞腔，柱塞(4)安装在柱塞腔内且一端与斜盘(3)滑动接触，其特征在于，还包括后端盖(9)、摆动液压马达(11)和配流轴(10)，所述配流轴(10)即摆动液压马达(11)的摆动轴，配流轴(10)与配流盘(8)通过销轴(16)相连，且接触端面密封接触，后端盖(9)通过轴承套装在配流轴(10)上，后端盖(9)与液压变压器外壳(2)通过螺栓相连接；配流盘(8)上开有三个腰型配流槽，配流轴(10)上相对应开有与配流盘(8)三个配流槽尺寸相匹配的配流槽，配流轴(10)围绕轴心开有盲孔(10.1)，盲孔的孔端开有引流孔(10.2)；所述摆动液压马达(11)壳体通过马达前盖(12)和马达后盖(18)装配在配流轴(10)上，马达后盖(18)通过轴承安装在配流轴(10)的轴肩处，所述引流孔(10.2)将液压油引流至安装马达后盖(18)的轴承处。

2.如权利要求1所述的电液集成斜盘柱塞式液压变压器，其特征在于，液压变压器外壳(2)内集成有电机，所述电机的定子(7)安装在变压器外壳(2)内壁，转子(6)安装在缸体(5)外。

3.如权利要求2所述的电液集成斜盘柱塞式液压变压器，其特征在于，输出轴(15)的输出端设有转速传感器(1)，用于安装传感器的支架一(17)通过螺栓固定在变压器外壳(2)上；配流轴(10)的输入端设有角度传感器(14)，用于安装传感器的支架二(13)通过螺栓固定在马达后盖(18)上。

4.如权利要求3所述的电液集成斜盘柱塞式液压变压器，其特征在于，所述摆动液压马达(11)为伺服摆动液压马达。

5.如权利要求4所述的电液集成斜盘柱塞式液压变压器，其特征在于，摆动液压马达(11)的壳体与配流轴(10)之间通过旋转格莱圈(19)实现动密封。

6.如权利要求5所述的电液集成斜盘柱塞式液压变压器，其特征在于，输出轴(15)与配流轴(10)接触端通过轴承相连。

7.如权利要求6所述的电液集成斜盘柱塞式液压变压器，其特征在于，配流盘(8)的配流口A口和B口上的腰型孔为中间断开的两个孔组成。

8.如权利要求7所述的电液集成斜盘柱塞式液压变压器，其特征在于，配流轴(10)引流孔(10.2)的旁边开有竖直通孔(10.3)。

9.如权利要求1至8任一权利要求所述的电液集成斜盘柱塞式液压变压器，其特征在于，所述转速传感器(1)为光电编码器，光电编码器的转子通过弹性联轴器(20)与输出轴(15)相连。