CN103768998A

CN103768998A - 合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器

Info

Publication number: CN103768998A
Application number: CN201310747349.7A
Authority: CN
Inventors: 王孝琪; 韩辉; 李渊
Original assignee: Zhengzhou Research Institute for Abrasives and Grinding Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Research Institute for Abrasives and Grinding Co Ltd
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2014-05-07

Abstract

本发明要解决的技术问题是现有的金刚石六面顶压机用增压器不能够完全满足增压的需要，存在着技术瓶颈，为解决上述问题，提供一种合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器，包括壳体和穿过壳体的偏心轴，壳体上安装有动力源和供油泵，所述壳体周边均匀分布有至少四个配油阀体，配油阀体上安装柱塞，柱塞与偏心轴之间设置过渡球体。本发明突破了原有单轨道两柱塞高压泵的技术瓶颈，从而形成单轨道四柱塞、六柱塞、八柱塞等多柱塞技术成果，提高了旋转式超高压增压器的流量范围及压力范围，适用于各种腔体六面顶压机主机及其他超高压设备。

Description

合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器

技术领域

本发明涉及超高压技术领域，可用于合成金刚石六面顶压机超高压技术领域。

背景技术

国内六面顶压机超高压技术是20世纪60年代初期，伴随着引进国外两面顶技术的失败而不断发展壮大起来的。六面顶超高压设备高压压机的缸径从Φ420mm、Φ460mm、Φ500mm、Φ600mm、Φ650mm，到目前最大已经发展到Φ880mm，高压合成腔体直径从Φ30mm逐步扩大到Φ52mm以上，并有进一步扩大的趋势。

目前国内合成金刚石市场的六面顶压机用增压设备主要有两种，一种是增压器，该套设备主要运用1:7的增压比，实现低压到高压的转换，体型庞大，成本昂贵，结构复杂，不利于维护保养，并且一次超压完成后，如因油路系统泄漏主机掉压，不能无限补压；另一种是超高压油泵增压器，该套设备体型小，结构简单，采用电机联动偏心轴带动泵壳体对称分布的柱塞往复运动，再经单向阀实现超压。随着六面顶压机的增大，对配套超压设备的要求也在增大，需要的流量也就越大。

目前合成金刚石六面顶压机用超高压油泵增压器的结构本身为单个轨道带动两个柱塞往复径向作用，其偏心轴的偏心量为5mm，增加油泵流量必须增大柱塞直径，同时受油路阻力因素影响，电机功率不变情况下，油泵额定压力必然下降。形成柱塞直径不能无限增大以改变流量范围，流量与压力成反比的技术瓶颈问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的金刚石六面顶压机用增压器不能够完全满足增压的需要，存在着技术瓶颈，为解决上述问题，提供一种合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器。

本发明的目的是以下述方式实现的：

合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器，包括壳体和穿过壳体的偏心轴，壳体上安装有动力源和供油泵，所述壳体周边均匀分布有至少四个配油阀体，配油阀体上安装柱塞，柱塞与偏心轴之间设置过渡球体。

所述动力源通过法兰盘固定在壳体上。

所述动力源为液压马达或者电机。

所述供油泵为叶片泵。

所述偏心轴上套有轴承，过渡球体位于轴承与柱塞之间。

所述过渡球体为钢球。

所述偏心轴的偏心量为1mm-4mm。

相对于现有技术，本发明突破了原有单轨道两柱塞高压泵的技术瓶颈，从而形成单轨道四柱塞、六柱塞、八柱塞等多柱塞技术成果，提高了旋转式超高压增压器的流量范围及压力范围，适用于各种腔体六面顶压机主机及其他超高压设备。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是单轨道多柱塞结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器，包括壳体2和穿过壳体的偏心轴6，壳体上安装有动力源1和供油泵7，壳体周边均匀分布有四个配油阀体3，配油阀体上安装柱塞4，柱塞4与偏心轴之间设置过渡球体5。动力源通过法兰盘固定在壳体上。动力源为液压马达，也可以为电机。偏心轴上套有轴承8，过渡球体位于轴承与柱塞之间。过渡球体为钢球。偏心轴的偏心量为4mm。

旋转增压器采用液压马达或电机（最好采用液压马达）作为动力源，带动偏心轴顺时针旋转，叶片泵作为供油泵，向配油阀体低压进油口供油，配油阀体内有单向阀，液压油经单向阀进入柱塞，偏心轴带动柱塞往复径向运动，液压油经单向阀由高压出油口出油，实现超压目的，所有进出油口采用锥阀安装密封，结构紧凑，工作可靠。

偏心轴带动单轨道轴承顺时针旋转，四个柱塞受轴承轨道偏心作用力影响带动柱塞中活塞往复径向运动，即为单轨道多柱塞结构设计。

还可以根据需要设计成6柱塞、8柱塞、10柱塞结构，根据柱塞的数量减少偏心轴的偏心量，偏心量可以为1mm、2mm、3mm。

本发明每边分布有配油阀体与柱塞，配油阀体呈90°或60°对称分布，阀体上端安装圆柱形的柱塞，两者紧密结合构为一体。柱塞与偏心轴中间用钢球做过渡，以减少柱塞与偏心轴间的冲击。通过减小偏心轴的偏心量，从而改善主轴的受力状况，提高主轴的刚性，减少震动和噪音。通过叶片泵给配油阀体供油，随着叶片泵的供油和偏心轴的转动把柱塞压到最低点，再通过柱塞的转动偏心到最高点，把供进柱塞里面的油通过配油阀体打出去，来来回回做运动，从而实现旋转式超高压增压器的特点。

单轨道多触点考虑到环道上面有四个或四个以上的柱塞在工作，要对单轨环道偏心轴会造成滑动摩擦，因此需要对钢球、轨环道、柱塞间的受力进行分析，柱塞滑付及钢球受力方程式如下：

F1+F2+F3+F4=0

F1: 供油推力 F1=P1(供油压力)×S1（柱塞面积）；S1=πr2

F2: 摩擦阻力 F2=f×(M1+M2)=0.1×3.3N=0.33N

摩擦系数f＝0.1 ；M1:柱塞质量，M2钢球质量

F3: 钢球运动时受泵腔内的油阻力 F3=P2×S2=21N

P2: 钢球运动时的油液阻力 P2≤0.02MPa;

S2钢球投影面积S2=10.7cm2

F4: 加速度力 F4=ma

最大加速度 amax ＝ 64 m/s2

柱塞质量M1＝0.13 kg ，钢球质量M2=0.21kg。

F4= (M1+M2)×amax＝22 N

F1= F2+F3+F4=0.33+21+22=43.4N

Φ17mm直径柱塞面积：S1=2.27cm2

推动柱塞复位运动的最小供油压力P1≥F1/S1=0.2MPa

计算出合理的轨环道和钢球之间的摩擦配合参数，以提高钢球、环道和柱塞的使用寿命。

噪音方面，通过链接法兰盘结构设计，固定增压器壳体与液压马达（电机），形成结构一体化设计，提高增压器和动力源之间的同心度，从而降低了噪音；另一方面，旋转轴偏心量的减少，扭矩减小，柱塞的增多，在转速不变的情况下达到流量增加、噪音降低的效果，大大提高了六面顶压机超压效率。

本发明的应用，将有效解决目前市场上合成金刚石用六面顶压机用超高压装置所存在的成本高、噪音大、流量小、不利于维护及保养等问题，实现低成本、高效率的有益效果，并全面提高合成金刚石的质量及市场综合竞争力。此外，能够有效防止六面顶压机主机顶锤爆裂却因噪音巨大无法被及时发现所造成的安全隐患问题，从而大大提高了六面顶合成金刚石过程中的安全性。

本发明旋转式超高压增压器除采用电机外，还可采用液压马达作为动力源，将更有利于控制成本，节约能源，实现安全节能型超压设备成果。

Claims

1.合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器，包括壳体和穿过壳体的偏心轴，壳体上安装有动力源和供油泵，其特征在于：所述壳体周边均匀分布有至少四个配油阀体，配油阀体上安装柱塞，柱塞与偏心轴之间设置过渡球体。

2.根据权利要求1所述的合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器，其特征在于：所述动力源通过法兰盘固定在壳体上。

3.根据权利要求1或2所述的合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器，其特征在于：所述动力源为液压马达或者电机。

4.根据权利要求1或2所述的合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器，其特征在于：所述供油泵为叶片泵。

5.根据权利要求1所述的合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器，其特征在于：所述偏心轴上套有轴承，过渡球体位于轴承与柱塞之间。

6.根据权利要求1或5所述的合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器，其特征在于：所述过渡球体为钢球。

7.根据权利要求1所述的合成金刚石六面顶压机用旋转式超高压增压器，其特征在于：所述偏心轴的偏心量为1mm-4mm。