CN116464678B - 一种液压变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压变压器，包括同轴连接的变量部件和定量部件，变量部件包括外壳、配油盘、配油筒、传动杆、旋转盘和调节盘，配油筒可旋转地设置在外壳内，配油筒上开设有多个配油通道，配油通道在配油筒旋转过程中与配油孔和回油孔交替连通，配油筒朝向旋转盘的端面上设有配油喷嘴，配油喷嘴的末端密封连接有可变形的柔性配油套，柔性配油套远离配油喷嘴的一端与旋转盘密封连接，配油通道、配油喷嘴、柔性配油套和旋转盘围成封闭的油腔，柔性配油套在配油筒旋转时发生变形，油腔在配油喷嘴远离旋转盘时增大、在配油喷嘴靠近旋转盘时减小。本发明解决了现有技术中变量部件柱塞结构容易磨损漏油，造成排量不稳定的技术问题。

Description

一种液压变压器

技术领域

本发明涉及流体压力执行机构技术领域，具体涉及一种液压变压器。

背景技术

液压变压器是液压***中的新兴元件，是在液压传动中实现压力转换的一种液压元件，可被用来改变***压力和回收***能量。液压变压器一般由两个部件构成，一个是定量部件，一个是变量部件，两部件同轴相连，通过调节变量部件的排量来调节输入输出压力比的效果。

现有技术中液压变压器的变量部件通常为柱塞变量马达结构，由于柱塞结构容易出现磨损，进而在吸油和排油过程中容易出现漏油，造成排量不稳定。

发明内容

本发明提供一种液压变压器，以解决现有技术中液压变压器的变量部件容易磨损漏油，造成排量不稳定的技术问题。

本发明的一种液压变压器，采用如下技术方案：

一种液压变压器，包括同轴传动连接的变量部件和定量部件，变量部件包括外壳、配油盘、配油筒、传动杆、旋转盘和调节盘，配油盘固定在外壳上，配油盘上设有进油口和出油口，以及与进油口和出油口一一对应设置的配油孔和回油孔，配油筒可旋转地设置在外壳内，配油筒上开设有多个配油通道，配油通道在配油筒旋转过程中与配油孔和回油孔交替连通，调节盘倾斜设置在外壳内，旋转盘转动设置在调节盘上，外壳上设有用于调整调节盘倾斜角度的调节组件，所述配油筒朝向旋转盘的端面上设有配油喷嘴，配油喷嘴的末端密封连接有可变形的柔性配油套，柔性配油套远离配油喷嘴的一端与旋转盘密封连接，配油通道、配油喷嘴、柔性配油套和旋转盘围成封闭的油腔，所述柔性配油套在配油筒旋转时发生变形，所述油腔在配油喷嘴远离旋转盘时增大、在配油喷嘴靠近旋转盘时减小。

进一步地，所述柔性配油套为锥形套，与配油喷嘴连接的一端为小径端，与旋转盘连接的一端为大径端。

进一步地，所述柔性配油套与配油喷嘴连接的一端向内翻折而形成内翻沿，内翻沿套在配油喷嘴外，并与配油喷嘴固定连接。

进一步地，所述旋转盘朝向配油筒的端面上固定有锥筒，所述锥筒靠近旋转盘的一端为大径端，另一端为小径端，锥筒罩设在柔性配油套的***，所述锥筒的内壁与柔性配油套的外壁贴合。

进一步地，所述柔性配油套与旋转盘连接的一端设有外翻边，所述锥筒与旋转盘连接的一端设有外压环，旋转盘朝向配油筒的端面上开设有环槽，环槽内开设有连接孔，锥筒的外压环上对应开设有连接孔，柔性配油套的外翻边位于环槽内，所述锥筒通过紧固件固定连接在旋转盘上。

进一步地，所述调节组件包括由第一调节杆和第二调节杆组成的伸缩结构，第一调节杆固定在外壳上，第二调节杆内具有空腔，第一调节杆的一端密封滑动设置在第二调节杆的空腔内，调节盘的上端固定有铰接座，第二调节杆远离第一调节杆的一端通过销轴与铰接座连接，第一调节杆内设有与第二调节杆的空腔连通的调节油液通道，外壳侧壁上开设有避让铰接座的避让槽。

进一步地，所述旋转盘背离配油筒的端面上设有连接环，调节盘的中心设有阶梯孔，连接环伸入阶梯孔内，所述旋转盘通过连接环与调节盘转动配合。

进一步地，配油筒的中心开设有中心孔，旋转盘上开设有穿孔，所述穿孔的直径大于传动杆的外径，以避让传动杆，调节盘上开设有上下延伸的长孔，所述传动杆穿过所述中心孔、穿孔和长孔；所述外壳背离配油盘的一端连接有后盖，配油盘朝向配油筒的端面上开设有前安装孔，后盖上开设有后安装孔，传动杆的一端通过轴承安装在前安装孔内，另一端通过轴承安装在后安装孔内。

进一步地，所述中心孔内开设有键槽，所述传动杆通过键与配油筒止转连接。

进一步地，所述调节盘为半圆柱体结构，所述调节盘的相对两端固定有调节弧块，外壳的相对两侧面上设有与调节弧块配合的调节弧槽，所述调节盘通过调节弧块转动设置在外壳内。

本发明的有益效果是：本发明的变量部件与现有技术中变量部件相比，不再在配油筒中设置往复运动的柱塞结构，而是在配油筒的端面上设置配油喷嘴，在配油喷嘴与旋转盘之间密封连接可伸展变形的柔性配油套，在液压油的高压作用下，柔性配油套交替伸展和折叠，伸展过程中对配油筒和旋转盘施加作用力，折叠过程中柔性配油套内部容积减小向外排油，以此来驱动旋转盘和配油筒旋转，配油筒带动传动杆转动，进而输出机械动能。由此可见，本发明通过改变现有柱塞结构，让旋转盘和配油筒之间通过柔性配油套密封连接，避免了因柱塞长期与配油筒内壁磨损而造成漏油问题，本发明不容易出现漏油，能够保证变量部件的排量稳定。同时，由于本发明的变量部件不容易漏油，则可以不必额外设置向外卸油的卸油口，简化结构，使用更加方便。

另外，本发明将柔性配油套设置为锥形结构，使得朝向配油筒的一端为小径端，这样可以让液压油的压力集中作用在靠近配油喷嘴的位置，相比圆柱形套体结构，锥形结构的柔性配油套能够促进柔性配油套的内翻沿向外伸展。另外，由于柔性配油套为锥形，当把变量部件的排量调节的较小时，柔性配油套在运动至最下方和最上方之间的容积差值是比较小的，柔性配油套在越靠近小径端的位置伸展变形能力越小，这样比较容易在排量较小时调节排量。

同时，本发明将柔性配油套设置为锥形套后，在锥形套的***贴合设置锥筒，对锥形套进行周向支撑，这样使得柔性配油套不会发生周向膨胀和收缩变形，而只能沿着柔性配油套的轴向伸展和折叠，保证柔性配油套将液压作用力施加在配油筒和旋转盘上。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种液压变压器的实施例1中变量部件的结构示意图；

图2为本发明一种液压变压器的实施例1中变量部件的主视图；

图3为图2中A-A向剖视图；

图4为图3中局部B放大图；

图5为图3中局部C放大图；

图6为本发明一种液压变压器的实施例1中变量部件的配油盘的结构示意图（局部剖视）；

图7为本发明一种液压变压器的实施例1中变量部件的外壳的剖视图；

图8为本发明一种液压变压器的实施例1中变量部件的调节盘的结构示意图；

图9为本发明一种液压变压器的实施例1中变量部件的后盖的结构示意图；

图10为本发明一种液压变压器的实施例1中变量部件的配油筒的结构示意图（局部剖视）；

图11为本发明一种液压变压器的实施例1中变量部件的旋转盘的结构示意图；

图12为本发明一种液压变压器的实施例1的整体油路简图；

图中：100、变量部件；101、第一调节杆；1011、调节油液通道；102、第二调节杆；103、销轴；104、配油盘；1041、进油口；1042、配油孔；1043、第一连接孔；1044、前安装孔；1045、出油口；105、传动杆；106、配油筒；1061、配油通道；1062、配油喷嘴；1063、中心孔；1064、键槽；107、旋转盘；108、调节盘；1081、调节弧块；1082、长孔；109、外壳；1091、调节杆安装孔；1092、第二外壳连接孔；1093、调节弧槽；1094、第一外壳连接孔；110、后盖；1101、第二连接孔；1102、后安装孔；111、轴承端盖；200、锥筒；201、柔性配油套；300、油腔；400、定量部件。

具体实施方式

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。

本发明的一种液压变压器的实施例1，如图1至图12所示，包括定量部件400和变量部件100，如图12所示，定量部件400和变量部件100同轴相连，定量部件400为定量马达，其具体结构为现有技术，这里不再详细说明。本发明的主要改进之处在于变量部件100，下面对变量部件100的具体结构进行详细说明。

所述变量部件100为变量马达，变量部件100包括外壳109、配油盘104、配油筒106、传动杆105、旋转盘107、后盖110和调节盘108，所述配油盘104固定连接在外壳109的前端，后盖110固定连接在外壳109的后端。配油筒106、旋转盘107和调节盘108从前向后依次布置在外壳109内。配油盘104上设有进油口1041和出油口1045，以及与进油口1041和出油口1045一一对应设置的配油孔1042和回油孔，配油孔1042和回油孔均为沿配油盘104的周向延伸的弧形孔。这里需要说明的是：变量部件100的进油口1041作为整个液压变压器的上油口，用于通入恒压液压油。定量部件400的出油口1045作为整个液压变压器的排油口，变量部件100的出油口1045和定量部件400的进油口1041同时与油箱连接，设置油箱的作用，一方面可以向液压变压器补充油液，另一方面可以将多余的油液流回油箱。

配油筒106可旋转地设置在外壳109内，配油筒106上开设有多个配油通道1061，配油通道1061在配油筒106旋转过程中，与配油孔1042和回油孔交替连通。调节盘108倾斜设置在外壳109内，旋转盘107可转动地设置在调节盘108上，外壳109上设有用于调整调节盘108倾斜角度的调节组件，通过调节旋转盘107的倾斜角度进而调节变量部件100的排量。这里需要说明的是，本申请中调节盘108的倾斜方向是顶部向后、底部向前倾斜设置，也即底部朝向配油筒106一侧倾斜，顶部朝远离配油筒106一侧倾斜。

所述配油筒106朝向旋转盘107的端面上设有配油喷嘴1062，本实施例中配油喷嘴1062与配油筒106一体设置。配油喷嘴1062的末端密封连接有可变形的柔性配油套201，柔性配油套201远离配油喷嘴1062的一端与旋转盘107密封连接，配油通道1061、配油喷嘴1062、柔性配油套201和旋转盘107围成封闭的油腔300，所述柔性配油套201在配油筒106旋转时发生变形，所述油腔300在配油喷嘴1062远离旋转盘107时增大、在配油喷嘴1062靠近旋转盘107时减小。

本实施例中，所述柔性配油套201为锥形套，与配油喷嘴1062连接的一端为小径端，与旋转盘107连接的一端为大径端。所述柔性配油套201与配油喷嘴1062连接的一端向内翻折而形成内翻沿，内翻沿套在配油喷嘴1062外，并与配油喷嘴1062固定连接。本发明中的柔性配油套201为柔性可变形的材料，其弹性变形能力较小，以使柔性配油套201可以弯曲变形，而不会发生较大的弹性伸缩。当配油孔1042连通配油通道1061，高压的液压油进入由配油通道1061、配油喷嘴1062和柔性配油套201围成的封闭油腔300内，在液压油的高压作用下，柔性配油套201与配油喷嘴1062连接的一端会沿轴向向前伸展变形，也即内翻沿向内翻折的长度会减小，整个油腔300的容积增大，进而施加给配油喷嘴1062一个作用力，驱动配油筒106旋转，驱使配油喷嘴1062逐渐远离旋转盘107。随着配油筒106旋转，配油喷嘴1062逐渐靠近旋转盘107，带动柔性配油套201的小径端向内翻折，也即内翻沿向内翻折的长度增加，整个油腔300的容积减小，油腔300内的液压油通过回油孔排出。

本实施例中，为了保证柔性配油套201周向稳定性。所述旋转盘107朝向配油筒106的端面上固定有锥筒200，锥筒200对柔性配油套201进行支撑，所述锥筒200靠近旋转盘107的一端为大径端，另一端为小径端，锥筒200罩设在柔性配油套201的***，所述锥筒200的内壁与柔性配油套201的外壁贴合。

本实施例中，为了保证柔性配油套201两端的密封性，所述柔性配油套201与旋转盘107连接的一端设有外翻边，所述锥筒200与旋转盘107连接的一端设有外压环，旋转盘107朝向配油筒106的端面上开设有环槽，环槽内开设有连接孔，锥筒200的外压环上对应开设有连接孔，柔性配油套201的外翻边位于环槽内，所述锥筒200通过紧固件固定连接在旋转盘107上。配油喷嘴1062的外壁上也开设有环槽（图中未示出），通过紧固环（图中未示出）将柔性配油套201的内翻沿压进环槽中，以此来保证连接可靠和密封可靠。

本实施例中，所述调节组件包括由第一调节杆101和第二调节杆102组成的伸缩结构，外壳109的顶部具有调节杆安装座，调节杆安装座上开设有调节杆安装孔1091，第一调节杆101穿入调节杆安装孔1091，并固定在外壳109的调节杆安装座上。第二调节杆102内具有空腔，第一调节杆101的一端密封滑动设置在第二调节杆102的空腔内，调节盘108的顶部固定有铰接座，第二调节杆102远离第一调节杆101的一端通过销轴103与铰接座连接，第一调节杆101内设有与第二调节杆102的空腔连通的调节油液通道1011，外壳109侧壁上开设有避让铰接座的避让槽。本实施例中，所述调节盘108为半圆柱体结构，所述调节盘108的相对两端固定有调节弧块1081，外壳109的相对两侧面上设有与调节弧块1081配合的调节弧槽1093，所述调节盘108通过调节弧块1081转动设置在外壳109内，通过向调节油液通道1011输入液压油，来驱动第一调节杆101和第二调节杆102伸缩，来实现调节所述调节盘108的倾斜角度，进而调节变量部件100的排量。

配油筒106的中心开设有中心孔1063，旋转盘107上开设有穿孔，所述穿孔的直径大于传动杆105的外径，以避让传动杆105，调节盘108上开设有上下延伸的长孔1082，所述传动杆105穿过所述中心孔1063、穿孔和长孔1082；所述外壳109背离配油盘104的一端连接有后盖110，配油盘104朝向配油筒106的端面上开设有前安装孔1044，后盖110上开设有后安装孔1102，传动杆105的一端通过轴承安装在前安装孔1044内，另一端通过轴承安装在后安装孔1102内，所述中心孔1063内开设有键槽1064，所述传动杆105通过键与配油筒106止转连接；本实施例中，所述旋转盘107背离配油筒106的端面上设有连接环，调节盘108的中心设有阶梯孔，连接环伸入阶梯孔内，所述旋转盘107通过连接环与调节盘108转动配合。

本实施例中，配油盘104和后盖110均通过紧固螺钉固定在外壳109的前后端，具体地，外壳109的前后两端分别开设有第一外壳连接孔1094和第二外壳连接孔1092，配油盘104上开设有与第一外壳连接孔1094对应的第一连接孔1043，后盖110上开设有与第二外壳连接孔1092对应的第二连接孔1101，通过分别在第一连接孔1043和第二连接孔1101中穿装紧固螺钉将配油盘104和后盖110固定在外壳109上。为了实现密封，后盖110的后端连接有轴承端盖111。

本发明一种液压变压器的工作原理是：如图12所示，在恒压液压油的作用下，也即液压变压器的上油口处的压力值为定值，进而，液压变压器的变量部件100产生的主动扭矩为：/>、

定量部件400产生的阻力转矩为：、

式中：、/>是变量部件与定量部件的排量，/>、/>是液压变压器上油口处和排油口处的压力，/>是油箱处的压力，通常/>=0。

忽略变量部件100与定量部件400之间的摩擦力矩。当时，液压变压器处于平衡状态，此时液压变压器上油口和排油口之间的压力比为：/>、

所以，通过调节变量部件100的排量即可调节变量部件100与定量部件400的排量比，从而调节压力比。

本发明液压变压器的变量部件100的工作过程是：首先，高压的液压油通入进油口1041，通过配油孔1042进入到与配油孔1042连通的配油通道1061内，并进入到柔性配油套201内，使柔性配油套201的小径端向前伸展，柔性配油套201的内部体积膨胀，由于柔性配油套201只能伸展，基本不会发生弹性变形，柔性配油套201在伸展过程中，会施加给配油喷嘴1062一个作用力，驱使配油筒106发生旋转，配油筒106旋转产生的效果是配油喷嘴1062远离旋转盘107，先前处于下方的配油喷嘴1062旋转至上方，先前处于上方的配油喷嘴1062旋转至下方，配油喷嘴1062从下向上运动的过程，便是柔性配油套201在液压油作用下伸展的过程，配油喷嘴1062从上向下运动的过程，柔性配油套201内的液压油从回油孔向外排出。由此往复，旋转盘107和配油筒106一起旋转，配油筒106带动传动杆105旋转，实现了将液压力作用能转化为机械动能。

变量部件100排量调节过程：通过调节油液通道1011向第一调节杆101和第二调节杆102围成的空腔内通入油液，由于第一调节杆101固定在外壳109上，则第二调节杆102相对于第一调节杆101滑动，由此通过销轴103带动调节盘108顶端以调节弧块1081为中心摆动一定角度，由此就可以改变旋转盘107的端面倾斜角度，从而改变变量部件100的排量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种液压变压器，包括同轴传动连接的变量部件（100）和定量部件（400），变量部件（100）包括外壳（109）、配油盘（104）、配油筒（106）、传动杆（105）、旋转盘（107）和调节盘（108），配油盘（104）固定在外壳（109）上，配油盘（104）上设有进油口（1041）和出油口（1045），以及与进油口（1041）和出油口（1045）一一对应设置的配油孔（1042）和回油孔，配油筒（106）可旋转地设置在外壳（109）内，配油筒（106）上开设有多个配油通道（1061），配油通道（1061）在配油筒（106）旋转过程中与配油孔（1042）和回油孔交替连通，调节盘（108）倾斜设置在外壳（109）内，旋转盘（107）转动设置在调节盘（108）上，外壳（109）上设有用于调整调节盘（108）倾斜角度的调节组件，其特征在于，所述配油筒（106）朝向旋转盘（107）的端面上设有配油喷嘴（1062），配油喷嘴（1062）的末端密封连接有可变形的柔性配油套（201），柔性配油套（201）远离配油喷嘴（1062）的一端与旋转盘（107）密封连接，所述柔性配油套（201）为锥形套，与配油喷嘴（1062）连接的一端为小径端，与旋转盘（107）连接的一端为大径端；所述柔性配油套（201）与配油喷嘴（1062）连接的一端向内翻折而形成内翻沿，内翻沿套在配油喷嘴（1062）外，并与配油喷嘴（1062）固定连接；配油通道（1061）、配油喷嘴（1062）、柔性配油套（201）和旋转盘（107）围成封闭的油腔（300），所述柔性配油套（201）在配油筒（106）旋转时发生变形，所述油腔（300）在配油喷嘴（1062）远离旋转盘（107）时增大、在配油喷嘴（1062）靠近旋转盘（107）时减小；所述旋转盘（107）朝向配油筒（106）的端面上固定有锥筒（200），所述锥筒（200）靠近旋转盘（107）的一端为大径端，另一端为小径端，锥筒（200）罩设在柔性配油套（201）的***，所述锥筒（200）的内壁与柔性配油套（201）的外壁贴合。

2.根据权利要求1所述的液压变压器，其特征在于，所述柔性配油套（201）与旋转盘（107）连接的一端设有外翻边，所述锥筒（200）与旋转盘（107）连接的一端设有外压环，旋转盘（107）朝向配油筒（106）的端面上开设有环槽，环槽内开设有连接孔，锥筒（200）的外压环上对应开设有连接孔，柔性配油套（201）的外翻边位于环槽内，所述锥筒（200）通过紧固件固定连接在旋转盘（107）上。

3.根据权利要求1或2所述的液压变压器，其特征在于，所述调节组件包括由第一调节杆（101）和第二调节杆（102）组成的伸缩结构，第一调节杆（101）固定在外壳（109）上，第二调节杆（102）内具有空腔，第一调节杆（101）的一端密封滑动设置在第二调节杆（102）的空腔内，调节盘（108）的上端固定有铰接座，第二调节杆（102）远离第一调节杆（101）的一端通过销轴（103）与铰接座连接，第一调节杆（101）内设有与第二调节杆（102）的空腔连通的调节油液通道（1011），外壳（109）侧壁上开设有避让铰接座的避让槽。

4.根据权利要求1或2所述的液压变压器，其特征在于，所述旋转盘（107）远离配油筒（106）的端面上设有连接环，调节盘（108）的中心设有阶梯孔，连接环伸入阶梯孔内，所述旋转盘（107）通过连接环与调节盘（108）转动配合。

5.根据权利要求1或2所述的液压变压器，其特征在于，配油筒（106）的中心开设有中心孔（1063），旋转盘（107）上开设有穿孔，所述穿孔的直径大于传动杆（105）的外径，以避让传动杆（105），调节盘（108）上开设有上下延伸的长孔（1082），所述传动杆（105）穿过所述中心孔（1063）、穿孔和长孔（1082）；所述外壳（109）远离配油盘（104）的一端连接有后盖（110），配油盘（104）朝向配油筒（106）的端面上开设有前安装孔（1044），后盖（110）上开设有后安装孔（1102），传动杆（105）的一端通过轴承安装在前安装孔（1044）内，另一端通过轴承安装在后安装孔（1102）内。

6.根据权利要求5所述的液压变压器，其特征在于，所述中心孔（1063）内开设有键槽（1064），所述传动杆（105）通过键与配油筒（106）止转连接。

7.根据权利要求1或2所述的液压变压器，其特征在于，所述调节盘（108）为半圆柱体结构，所述调节盘（108）的相对两端固定有调节弧块（1081），外壳（109）的相对两侧面上设有与调节弧块（1081）配合的调节弧槽（1093），所述调节盘（108）通过调节弧块（1081）转动设置在外壳（109）内。