CN103423117B - 一种联体对接式变量液压泵 - Google Patents

Abstract

一种联体对接式变量液压泵，包括后壳体、固定安装于后壳体前端的配油环、活动安装于后壳体中的旋转后缸体、活动安装于配油环中的旋转前缸体，配油环上设置有进油口以及输出压力油的出油口，在前缸体和后缸体中设置有连接外部动力实现前缸体和后缸体同步转动的传动轴组件，在前缸体和后缸体之间设置有多个柱塞组件，在配油环上设置有卡环组件。本发明能根据液压油流量和压强的大小，即可输出满足液压驱动机构高负载低转速和大扭矩的要求，又可满足液压驱动机构高速运转所需的大流量的液压动力装置，是一种能持续输出高压液体并且可调节输出液压强弱的液压动力装置。

Description

一种联体对接式变量液压泵

技术领域

本发明涉及液压泵的改进技术，具体地说是一种输出压力可调的变量液压泵。

背景技术

现有的高压大流量液压泵，斜盘式斜轴式柱塞泵的外力输入都通过柱塞传递，柱塞与缸体之间产生的憋力、扭力以及摩擦力大，从而产生的机械能损耗和损失率就比较大，机械能转化效率也不高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种启停稳定、转换效率高的联体对接式变量液压泵。

本发明采取的设计方案为：

一种联体对接式变量液压泵，包括后壳体、固定安装于后壳体前端的配油环、活动安装于后壳体中的旋转后缸体、活动安装于配油环中的旋转前缸体，配油环上设置有进油口以及输出压力油的出油口，在前缸体和后缸体中设置有连接外部动力实现前缸体和后缸体同步转动的传动轴组件，该传动轴组件包括设置于前缸体中心的前传动轴以及设置于后缸体中心的后传动轴，后传动轴与后缸体固定连接实现动力传递，前传动轴与后传动轴之间通过十字节组件活动连接实现动力传递，在后传动轴与后壳体之间设置有调节后缸体摆动角度的调压组件，在前缸体和后缸体之间设置有多个柱塞组件，该柱塞组件包括分别穿插于前缸体和后缸体中的前柱塞和后柱塞，前柱塞与后柱塞之间通过球头关节活动连接，在配油环上设置有前传动轴和后传动轴之间无偏角时使各柱塞组件的球头关节以及十字节组件位于同一旋转平面上的卡环组件，该卡环组件包括一对半圆形卡环，两半圆形卡环拼接为圆形，活动套于球头关节外围以及配油环后端，在半圆形卡环内壁设置有与球头关节上具有凹槽位置对应的凸起环；所述半圆形卡环套于配油环后端部位置设置有向半圆形卡环内圈径向延伸的卡环柱塞，卡环柱塞穿插于预设在配油环后端的柱塞孔中，该柱塞孔与出油口连通，在卡环柱塞与后壳体内壁之间设置有处于压缩状态的弹簧。

作为对上述方案的改进，在配油环内壁设置有分别与进油口以及出油口连通的环状油池槽，在前缸体侧壁圆周向分布有连通孔，连通孔连通环状油池槽以及前缸体内腔。

作为对上述方案的进一步改进，在配油环内壁设置有与环状油池槽平行的油压平衡槽，油压平衡槽为独立的两个，分别延伸于前缸体朝进油口以及出油口两侧壁。

作为对上述方案的进一步改进，所述的球头关节包括与前柱塞为一体结构的球头以及安装于后柱塞端部的两个具有凹球面的球爪，两球爪的凹球面拼接活动稳定将球头卡于凹球面中，球爪的端部设置有外螺纹，两球爪拼接后通过螺纹固定于后柱塞端部预设的螺纹孔中。

作为对上述方案的进一步改进，所述的前柱塞以及后柱塞内部均为中空形成增压腔，球头端部设置有与增压腔连通的环形槽，在凹球面内设置有多个与后柱塞增压腔连通的通油孔。

并且，所述的十字节组件包括一十字节套以及相互垂直安装于十字节套中的穿心轴和丁字轴，在十字节套中预设有穿插穿心轴和丁字轴且轴心相互交叉垂直的孔，在穿心轴上设置有穿插丁字轴的通孔，在前传动轴以及后传动轴端部均设置有两个平行的支脚，穿心轴两端分别活动穿插于位于前传动轴的支脚上预设的活动孔中，丁字轴两端分别活动穿插于位于后传动轴的支脚上预设的活动孔中。

并且，所述的调压组件包括一活动穿插于后缸体中的变量杆，变量杆后端部通过活动轴销结构与一变量活塞杆连接，变量活塞杆安装于变量气缸中，变量气缸固定于后壳体上。

并且，所述的前传动轴为前端直径小于后端直径的锥形，在前缸体中心设置有与前传动轴匹配的锥孔，前传动轴从后部向前部穿插于锥孔中，在前传动轴前部安装有使前传动轴与锥孔之间形成紧密配合的前螺丝；所述的后传动轴为后端直径小于前端直径的锥形，在后缸体中心设置有与后传动轴匹配的锥孔，后传动轴从前部向后部穿插于锥孔中，在后传动轴后部安装有使后传动轴与锥孔之间形成紧密配合的螺纹端帽。

本发明能根据液压油流量和压强的大小，即可输出满足液压驱动机构高负载低转速和大扭矩的要求，又可满足液压驱动机构高速运转所需的大流量的液压动力装置，是一种能持续输出高压液体并且可调节输出液压强弱的液压动力装置。本液压泵通过卡环组件卡环组件可保证在无压力油输出状态柱塞组件都处于中间位置，可防止柱塞组件窜动，提高了液压泵的工作稳定性，所采用的十字节组件可有效保证前传动轴以及后传动轴传动的稳定性，所采用的柱塞组件通过球头关节结构既能保证前柱塞和后柱塞之间传动稳定顺畅，又能有效提高能量转换效率，通过对配油环内部油压平衡槽等结构的设计，既能平衡前缸体与配油环之间的摩擦，减少能量损失，又能提高整个液压泵运行的动平衡，

附图说明

图1为本发明实施例整体结构示意图。

图2为本实施例其中一视角结构示意图。

图3为图2中A-A向剖视图。

图4为图2中B-B向剖视图。

图5为本实施例卡环组件与柱塞组件安装位置结构示意图。

图6为本实施例前缸体结构示意图。

图7为本实施例配油环与卡环组件装配状态结构示意图。

图8为本实施例配油环结构示意图。

图9为本实施例柱塞组件剖面结构示意图。

图10、11为本实施例柱塞组件分解状态结构示意图。

图12为本实施例十字节组件整体结构示意图。

图13为本实施例十字节组件剖面结构示意图。

图14为本实施例十字节组件与前传动轴、后传动轴连接结构示意图。

图15为本实施例调压组件结构示意图。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步阐述。

如附图1～14所示。本实施例揭示的联体对接式变量液压泵包括后壳体1、固定安装于后壳体1前端的配油环2、活动安装于后壳体1中的旋转后缸体、活动安装于配油环2中的旋转前缸体4，配油环2上设置有进油口21以及输出压力油的出油口22，在前缸体4和后缸体中设置有连接外部动力实现前缸体4和后缸体同步转动的传动轴组件5。该传动轴组件5包括设置于前缸体4中心的前传动轴51以及设置于后缸体中心的后传动轴52，后传动轴52与后缸体固定连接实现动力传递，前传动轴51与后传动轴52之间通过十字节组件53活动连接实现动力传递，在后传动轴52与后壳体1之间设置有调节后缸体摆动角度的调压组件6。在前缸体4和后缸体之间设置有多个柱塞组件7，该柱塞组件7包括分别穿插于前缸体4和后缸体中的前柱塞71和后柱塞72，前柱塞71与后柱塞72之间通过球头关节73活动连接，并且，在配油环2上设置有前传动轴51和后传动轴52之间无偏角时使各柱塞组件7的球头关节73以及十字节组件53位于同一旋转平面上的卡环组件8，该卡环组件8包括一对半圆形卡环81，两半圆形卡环81拼接为圆形，活动套于球头关节73外围以及配油环2后端。在半圆形卡环81内壁设置有与球头关节73上具有凹槽86位置对应的凸起环83；在半圆形卡环81套于配油环2后端部位置设置有向半圆形卡环81内圈径向延伸的卡环柱塞84，卡环柱塞84穿插于预设在配油环2后端的柱塞孔85中，该柱塞孔85与出油口22连通，在卡环柱塞84与后壳体1内壁之间设置有处于压缩状态的弹簧82。传动轴组件5将从外部传入的动力带动前缸体4以及后缸体同步旋转，而调压组件6可调整前缸体4与后缸体之间的偏角，当存在偏角时，通过柱塞组件7将液压油从配油环2进油口21吸入液压油、从出油口22输出高压液压油，球头关节73则保证了各柱塞组件7运行时稳定、产生高效的液压油。

本实施例中的独特的卡环组件8结构可消除现有的液压泵中当前柱塞71与后柱塞72之间无倾斜角度时各球头关节73难以保证在同一旋转圆周上的弊端。当液压泵无工作时，各柱塞组件7中的前柱塞71与后柱塞72轴心对齐，柱塞组件7易出现轴向偏移，本卡环组件8中的半圆形卡环81则可在弹簧82弹力的作用下卡住各柱塞组件7的位置，使各柱塞组件7不会产生轴向偏移，保证各柱塞组件7的球头关节73位于同一旋转圆周上。当启动液压泵时，出油口22输出有高压液压油，同时高压液压油进入柱塞孔85中，高压液压油克服弹簧82的弹力推动卡环柱塞84以及半圆形卡环81向外侧移动，从而解除半圆形卡环81对柱塞组件7的限制。

本实施例中，在配油环2内壁设置有分别与进油口21以及出油口22连通的环状油池槽23，在前缸体4侧壁圆周向分布有连通孔41，连通孔41连通环状油池槽23以及前缸体4内腔。同时，在配油环2内壁还设置有与环状油池槽23平行的油压平衡槽24，油压平衡槽24为独立的两个，分别延伸于前缸体4朝进油口21以及出油口22两侧壁。在液压泵运行过程中，出油口22侧的压力大于进油口21侧压力，使前缸体4一侧受力大、一侧受力小，在前缸体4相对配油环2的旋转过程容易出现磨损以及前缸体4跳动等转动不稳定现象。本方案中的油压平衡槽24可平衡前缸体4两侧的这种压力差，将出油口22中的高压液压油输送至前缸体4靠近进油口21一侧，使前缸体4两侧所受的油压相同。

本实施例的球头关节73包括与前柱塞71为一体结构的球头731以及安装于后柱塞72端部的两个具有凹球面的球爪732，两球爪732的凹球面拼接活动稳定将球头731卡于凹球面中，球爪732的端部设置有外螺纹，两球爪732拼接后通过螺纹固定于后柱塞72端部预设的螺纹孔中。为了使液压油能顺畅的进出，在前柱塞71以及后柱塞72内部均为中空形成增压腔，球头731端部设置有与增压腔连通的环形槽733，在凹球面内设置有多个与后柱塞72增压腔连通的通油孔734。这种球头关节73结构容易加工制作，装配方便，凹球面与球头连接稳定，并且液压油能顺畅的通过球头关节73，能更高效的产生液压油。

本实施例中的十字节组件53包括一十字节套531以及相互垂直安装于十字节套531中的穿心轴532和丁字轴533，在十字节套531中预设有穿插穿心轴532和丁字轴533且轴心相互交叉垂直的孔，在穿心轴532上设置有穿插丁字轴533的通孔。为了使十字节组件53能稳定的连接前传动轴51和后传动轴52，在前传动51以及后传动轴52端部均设置有两个平行的支脚534，穿心轴532两端分别活动穿插于位于前传动轴51的支脚534上预设的活动孔中，丁字轴533两端分别活动穿插于位于后传动轴52的支脚534上预设的活动孔中。这种结构的十字节组件53可保证两传动轴扭力传递稳定，并且安装方便。

本实施例设计的调压组件6用于改变后缸体相对前缸体4的倾斜角度，包括一活动穿插于后缸体中的变量杆61，变量杆61后端部通过活动轴销结构与一变量活塞杆62连接，变量活塞杆62安装于变量气缸63中，变量气缸63固定于后壳体1上，变量气缸63连接外部气体控制。在后缸体与前缸体4同步转动后，当后缸体相对前缸体4存在倾斜角度时，后缸体与前缸体4之间的柱塞组件7就不断往复伸缩，由此形成与出油口连通的压油区和与进油口连通的吸油区，从而不断的输出高压液压油，当倾斜的角度越大时，输出的压力越高。

为了使前传动轴51与前缸体4之间、后传动轴52与后缸体之间的配合稳定，将前传动轴51设计为前端直径小于后端直径的锥形，在前缸体4中心设置有与前传动轴51匹配的锥孔，前传动轴51从后部向前部穿插于锥孔中，在前传动轴51前部安装有使前传动轴51与锥孔之间形成紧密配合的前螺丝511；同样地，将后传动轴52设计为后端直径小于前端直径的锥形，在后缸体中心设置有与后传动轴52匹配的锥孔，后传动轴52从前部向后部穿插于锥孔中，在后传动轴52后部安装有使后传动轴52与锥孔之间形成紧密配合的螺纹端帽512。这种通过锥度实现各传动轴与缸体之间紧密配合的方式可保证不论传动轴正反转情况下动力传递更稳定。

本发明能根据液压油流量和压强的大小，即可输出满足液压驱动机构高负载低转速和大扭矩的要求，又可满足液压驱动机构高速运转所需的大流量的液压动力装置，是一种能持续输出高压液体并且可调节输出液压强弱的液压动力装置。

以上为本发明较佳的实现方式，需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，如柱塞组件的数量等，这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种联体对接式变量液压泵，包括后壳体（1）、固定安装于后壳体前端的配油环（2）、活动安装于后壳体中的旋转后缸体（3）、活动安装于配油环中的旋转前缸体（4），配油环上设置有进油口（21）以及输出压力油的出油口(22)，在前缸体和后缸体中设置有连接外部动力实现前缸体和后缸体同步转动的传动轴组件（5）;

该传动轴组件包括设置于前缸体中心的前传动轴（51）以及设置于后缸体中心的后传动轴（52），后传动轴与后缸体固定连接实现动力传递，前传动轴与后传动轴之间通过十字节组件（53）活动连接实现动力传递，在后传动轴与后壳体之间设置有调节后缸体摆动角度的调压组件（6），在前缸体和后缸体之间设置有多个柱塞组件（7）;

该柱塞组件包括分别穿插于前缸体和后缸体中的前柱塞（71）和后柱塞（72），前柱塞与后柱塞之间通过球头关节（73）活动连接，其特征在于，

在配油环上设置有前传动轴和后传动轴之间无偏角时使各柱塞组件的球头关节以及十字节组件位于同一旋转平面上的卡环组件（8）;

该卡环组件包括一对半圆形卡环（81），两半圆形卡环拼接为圆形，活动套于球头关节外围以及配油环后端，在半圆形卡环内壁设置有与球头关节上具有凹槽（86）位置对应的凸起环（83）；

所述半圆形卡环套于配油环后端部位置设置有向半圆形卡环内圈径向延伸的卡环柱塞（84），卡环柱塞穿插于预设在配油环后端的柱塞孔（85）中，该柱塞孔与出油口连通，在卡环柱塞与后壳体内壁之间设置有处于压缩状态的弹簧（82）。

2.根据权利要求1所述的联体对接式变量液压泵，其特征在于，在配油环内壁设置有分别与进油口以及出油口连通的环状油池槽（23），在前缸体侧壁圆周向分布有连通孔（41），连通孔连通环状油池槽以及前缸体内腔。

3.根据权利要求2所述的联体对接式变量液压泵，其特征在于，在配油环内壁设置有与环状油池槽平行的油压平衡槽（24），油压平衡槽为独立的两个，分别延伸于前缸体朝进油口以及出油口两侧壁。

4.根据权利要求3所述的联体对接式变量液压泵，其特征在于，所述的球头关节包括与前柱塞为一体结构的球头（731）以及安装于后柱塞端部的两个具有凹球面的球爪（732），两球爪的凹球面拼接活动稳定将球头卡于凹球面中，球爪的端部设置有外螺纹，两球爪拼接后通过螺纹固定于后柱塞端部预设的螺纹孔中。

5.根据权利要求4所述的联体对接式变量液压泵，其特征在于，所述的前柱塞以及后柱塞内部均为中空形成增压腔，球头端部设置有与增压腔连通的环形槽733，在凹球面内设置有多个与后柱塞增压腔连通的通油孔（734）。

6.根据权利要求1所述的联体对接式变量液压泵，其特征在于，所述的十字节组件包括一十字节套（531）以及相互垂直安装于十字节套中的穿心轴（532）和丁字轴（533），在十字节套中预设有穿插穿心轴和丁字轴且轴心相互交叉垂直的孔，在穿心轴上设置有穿插丁字轴的通孔，在前传动轴以及后传动轴端部均设置有两个平行的支脚（534），穿心轴两端分别活动穿插于位于前传动轴的支脚上预设的活动孔中，丁字轴两端分别活动穿插于位于后传动轴的支脚上预设的活动孔中。

7.根据权利要求1所述的联体对接式变量液压泵，其特征在于，所述的调压组件包括一活动穿插于后缸体中的变量杆（61），变量杆后端部通过活动轴销结构与一变量活塞杆（62）连接，变量活塞杆安装于变量气缸（63）中，变量气缸固定于后壳体上。

8.根据权利要求1所述的联体对接式变量液压泵，其特征在于，所述的前传动轴为前端直径小于后端直径的锥形，在前缸体中心设置有与前传动轴匹配的锥孔，前传动轴从后部向前部穿插于锥孔中，在前传动轴前部安装有使前传动轴与锥孔之间形成紧密配合的前螺丝（511）；

所述的后传动轴为后端直径小于前端直径的锥形，在后缸体中心设置有与后传动轴匹配的锥孔，后传动轴从前部向后部穿插于锥孔中，在后传动轴后部安装有使后传动轴与锥孔之间形成紧密配合的螺纹端帽（512）。