CN2447550Y - 柱塞式液压机械的一种滚轮机构 - Google Patents

Abstract

一种径向柱塞式液压机械的滚轮机构，由柱塞顶部两旁的两个滚轮及支承轴组成。滚轮直径数倍于支承轴的直径，因此可以大大降低滚轮与滚道之间的接触应力并成倍数的降低滚轮与支承轴承之间的滑动线速度从而降低摩擦损耗，使液压机械能在高速高压的条件下运行。

Description

柱塞式液压机械的一种滚轮机构

本实用新型属于能使径向柱塞式液压机械高速高压下运行的一种机械元件。

径向多曲线柱塞式液压机械(泵及马达)与轴向柱塞式液压机械相比，具有每转可有不止一次的柱塞行程从而提高每转排量以及受力较为对称平衡、流量脉动较小等优点。但在设计径向多曲线柱塞式液压机械时，往往受几个因素的制约；一是滚轮与曲线环之间的接触应力及滚轮本身的承压能力(指如果用滚动轴承)。一是滚轮与支承轴承之间的机械摩擦。因此目前径向多曲线柱塞式形式，仅限于为低中速液压马达所采用，高速高压的径向多曲线柱塞式泵及马达则少见。

本实用新型的目的是为径向内曲线柱塞式液压机械提供一种能在高速高压下运行的滚轮机构。

本实用新型的目的是这样实现的。如附图所示，滚轮结构为工字形，两旁为滚轮，中间为支承轴。滚轮直径至少等于或大于支承轴直径的2-3倍。支承轴在柱塞顶部的轴承内转动。为了减小摩擦，轴承可采用静压原理，由柱塞中心通向液压缸内的小孔，使轴承底部凹坑内具有与液压缸中相同的压力。

由于滚轮结构为实体，不像滚动轴承有允许承压能力的问题。柱塞所受的液压力及离心力由两侧的滚轮平均分担，因此每个滚轮只承担总力的1/2。加上滚轮的直径和宽度，增大不受制约。按照简单的接触应力计算法 $\mathrm{\σ}=a\sqrt{\frac{N}{\mathrm{B\ρ}}},\frac{1}{\mathrm{\ρ}}=\frac{2}{D_1}\±\frac{2}{D2}$ 其中a为由材料及热处理硬度等决定的定数，N为接触面上受到的总力，B为滚轮的宽度，ρ为当量直径，D₂为滚轮直径，D₂为曲线环接触处的曲率直径。在其他条件相同之下，降低N，增大B值与D1值，σ值即减小。也即受力既由两个滚轮分担，又可增大滚轮的直径与宽度，也即接触应力可以按要求控制在允许范围之内。

轴承与支承轴的摩擦损失与摩擦的线速度成正比。由于滚轮直径为支承轴直径的数倍，因此轴承内摩擦的线速度与滚轮在曲线环上滚动的线速度相比，按滚轮与支承轴直径之比降低，因此机械损耗也就能成倍的降低。

由于降低接触应力和降低轴承摩擦两个问题都得到介决，高速高压的径向多曲线柱塞式液压机械就成为可能。申请人曾利用所述结构，制造了32兆泊、1470转/分的径向多曲线柱塞泵，结构简单、制造容易、成本较低、脉动、振动等性能均优于轴向柱塞泵。

本实用新型的实施例，如附图所示：附图一为纵剖面图，附图二为横剖面图其中1为滚轮，直径为D,2为支承轴，直径为d,D大于d,3为轴承，4为柱塞，5为从轴承通至液压缸的小孔，6为曲线环的滚道，7为转子体上的液压缸。

当转子转动时，液压缸7内的压力经过柱塞4内的小孔5通至轴承3，柱塞4上的压力及离心力均分成两半使滚轮1压在滚道6上，滚轮与滚道间产生的接触应力可由滚轮1的直径及宽度加以控制。滚轮旋转时，支承轴2及轴承3之间的相对线速度仅为滚轮在滚道上滚动线速度的 。

实施例还有另一种形式。如附图三及四所示，附图三为纵剖面图，附图四为横剖面图。其中1为两个滚轮，直径为D。2为柱塞，柱塞顶部两侧各有两支承轴3，直径为d,D大于d。柱塞压力及离心力同样均分两半，使滚轮压在滚道上产生接触应力。1中间有孔作为外轴承，套在支承轴3上旋转，两侧支承轴3面上有凹坑及小孔经过柱塞内的小孔通至液压缸，使小轴与滚轮间产生静压及润滑，则轴承线速度也仅为滚轮在滚道滚动线速度的

。

通过以上两种结构，接触应力及轴承摩擦都可成倍降低，因此可使径向多曲线液压机械高速、高压运行。

Claims (3)

1．一种柱塞式液压机械的滚轮机构，包括柱塞、两旁的滚轮、支承轴及轴承四部分，其特征是轴承由直通液压缸内柱塞中心的小孔提供液压支承，滚轮直径至少等于或大于支承轴直径的2-3倍。

2．根据权利要求1所述的滚轮机构，其特征是两旁滚轮与支承轴是一整件，支承轴在柱塞顶部的轴承中旋转。

3．根据权利要求1所述的滚轮机构，其特征是两旁的滚轮套在柱塞两旁的两根支承轴上，滚轮内孔作为外轴承在支承轴上旋转。

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