CN103882905A - 挖掘机用液压泵以及具有所述液压泵的挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挖掘机用液压泵，其包括：壳体，在所述壳体内延伸有一支承壁；一对在所述壳体内设置的回转液压缸，在每个回转液压缸内设有能够往复运动的活塞；以及一对与所述回转液压缸平行设置的转轴，所述转轴经由一联轴器相连并且用于驱动所述回转液压缸绕其中心轴线旋转，为每个所述回转液压缸配设用于接收并引导所述活塞的斜盘，所述斜盘相对于所述转轴固定不动，其特征在于，所述支承壁具有一安装孔，所述联轴器通过滑动轴承在所述安装孔内支承。本发明还涉及一种包括所述液压泵的挖掘机。

Description

挖掘机用液压泵以及具有所述液压泵的挖掘机

技术领域

本发明涉及液压泵、尤其挖掘机用液压泵，并且还涉及具有这种液压泵的挖掘机。

背景技术

挖掘机中使用的液压泵通常包括壳体以及在壳体内容纳的一对回转液压缸。回转液压缸彼此相对地同轴布置。一驱动轴与回转液压缸的纵向轴线平行地支承在壳体内。在壳体内相对于驱动轴固定地分别安装有两个斜盘。回转液压缸内设有往复活塞。每个斜盘中设有配合面，用于接收并引导活塞。随着驱动轴旋转，每个回转液压缸也被驱动绕驱动轴的中心轴线旋转，从而带动活塞在各自的回转液压缸内往复运动。

为了降低制造与组装成本，在现有技术中，上述驱动轴为两个彼此相互同轴布置的且长度大致相同的单独的旋转轴，二者经由一联轴器相连。因为经由该联轴器所组成的驱动轴较长，所以为了提供足够的支承以便防止弯曲变形，在该驱动轴的大致中间位置、即在该联轴器处设置用于提供支承的滚针轴承。

滚针轴承的结构相对而言较为精细。但是，挖掘机往往使用工况恶劣。这样，液压泵中的上述滚针轴承运行时噪音较大并且发生故障的几率较高，由此导致液压泵的工作效率低下、甚至损坏，进而影响挖掘机的使用寿命或缩短其维修周期。

因此，期望通过改进这种液压泵中的轴承，使得工作寿命更长并因而降低故障率，从而提高液压泵的工作效率、延长挖掘机的使用寿命或维修周期。

另外，因为斜盘根据工况需要会相对于驱动轴以不同的倾斜角度设置，此时在驱动轴带动旋转时会导致联轴器处产生一定的弯矩（其产生原因见说明书以下详述）和离心力。如果这种弯矩或离心力过大的话，也将导致驱动轴振动过大，进而影响液压泵的高效工作。

因此，期望通过改进液压泵，使得尽可能地降低上述提到的弯矩，从而降低驱动轴的振动并提高液压泵的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压泵以及一种具有所述液压泵的挖掘机，从而延长它们的使用寿命、降低制造成本，并且同时降低液压泵中的驱动轴的振动、提高液压泵的效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种挖掘机用液压泵，其包括：壳体，在所述壳体内延伸有一支承壁；一对在所述壳体内设置的回转液压缸，在每个回转液压缸内设有能够往复运动的活塞；以及一对与所述回转液压缸平行设置的转轴，所述转轴经由一联轴器相连并且用于驱动所述回转液压缸绕其中心轴线旋转，为每个所述回转液压缸配设用于接收并引导所述活塞的斜盘，所述斜盘相对于所述转轴固定不动，其中，所述支承壁具有一安装孔，所述联轴器通过滑动轴承在所述安装孔内支承。根据本发明的上述技术方案，滑动轴承结构相对简单且运行时噪音降低，并且滑动轴承更耐受冲击、使用寿命明显延长并且使得制造成本降低。可选地，斜盘相对于转轴的角度是可以调节的，从而调整活塞在回转液压缸内的行程大小。

优选地，在液压泵内还设有适配套，所述滑动轴承经由所述适配套安装在所述安装孔内，以使得所述适配套位于所述滑动轴承的外周表面与所述安装孔的内表面之间；并且，所述适配套由与所述滑动轴承不同的材料制成。例如，适配套由钢、尤其合金钢制成，而滑动轴承由粉末冶金材料制成。这样，滑动轴承并非直接安装在支承壁的安装孔内，而是经由适配套安装，从而减少对壳体本身的磨损并增加液压泵的使用寿命。

优选地，在所述适配套的与所述支承壁表面相邻的一个端部附近，自所述适配套的外周表面径向向外地延伸有周向凸缘，用于与支承壁接触。所述周向凸缘用于适配套的固定就位，防止在安装时或安装后移位而影响滑动轴承正常工作。

优选地，所述滑动轴承为一对轴向间隔开的滑动轴承；和/或所述适配套为一对轴向间隔开的适配套。这样，液压泵运行过程中、尤其在联轴器旋转时产生的热量可以更迅速地导出，降低滑动轴承的温度。另外，因为制造滑动轴承和/或适配套的材料相对较贵，所以这也相应地降低了制造成本。此外，这还可以使得液压泵在运行时轴承处会产生更小的弯矩（其产生原因见说明书以下详述），因而转轴振动更小或避免振动，从而进一步提高了液压泵的工作效率。

优选地，在所述支承壁内设有导油孔，所述导油孔与所述这对适配套之间的轴向间隔对正连通。这样，润滑油能够经由所述导油孔注入到该间隔中实现轴承润滑并在转轴转动时为滑动轴承提供降温作用。可以想到的是，该导油孔可以设置成接收由回转液压缸运转时泄漏的油，从而所述油会流经上述滑动轴承，对轴承降温后再从该导油孔流出。

优选地，所述滑动轴承的两端倒角，从而滑动轴承在组装时可以容易地插入到安装孔或适配套中，并且润滑油可以更容易地渗透到滑动轴承中，实现良好的润滑功能。

优选地，所述适配套的两端设有倒角、优选外倒角，从而适配套可以容易地插入到安装孔中。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种挖掘机，其包括根据上述液压泵。

附图说明

从后述的详细说明并结合下面的附图将能更全面地理解本发明的前述及其它方面。在附图中：

图1示出了根据本发明的一个示意性实施例的液压泵的轴向剖视图；

图2示出了如图1所示的液压泵的局部放大视图；

图3示出了根据本发明的另一个示意性实施例的液压泵的轴向剖视图；

图4示出了如图3所示的液压泵的局部放大视图；并且

图5以与图4类似的方式示出了根据本发明的另一示意性实施例的液压泵的局部放大图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的示意性实施方式。需要说明的是，各附图中相同的附图标记代表功能和/或结构相同的元件或部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的液压泵1的示意性轴向剖视图。根据本发明的液压泵能够在工况恶劣的机械装置例如挖掘机中使用。

如图1所示，液压泵1包括壳体2以及在所述壳体2的两端处安装的端盖3、4。在壳体2内安装有两个转轴5、6；两个回转液压缸9、10；以及两个用于驱动所述回转液压缸工作的斜盘7、8。斜盘7、8用于分别调节回转液压缸9、10的工作行程。

这两个转轴5、6共轴线地设置并且它们相对的端部经由一联轴器13以已知的方式相连。在所示的实施例中，转轴5的一端从端盖3伸出从而能够与一驱动装置、例如柴油机（未示出）相连，使得这两个转轴5、6在驱动装置的驱动下旋转。

例如，斜盘7相对于壳体2固定不动地安装在端盖3上，并且例如，斜盘8也相对于壳体2固定不动地安装在端盖4上。斜盘7、8具有中心开口，其中所述中心开口的大小设置成转轴5、6分别无接触地穿过中心开口。

回转液压缸9、10与转轴5、6基本上平行地布置，并且分别经由花键结构26、27与转轴5、6相连。在回转液压缸9内能够滑动地设有活塞11，并且在回转液压缸10内能够滑动地设有活塞12。活塞11、12分别在一端设有活塞头11a、12a，用于与滑靴24、25配合。

在斜盘7、8上设有用于引导滑靴24、25的引导配合面。在液压泵启动运行时，转轴5、6驱动回转液压缸9、10带着各自的活塞11、12绕转轴的中心轴线旋转。因为滑靴24、25分别与斜盘7、8的对应的引导配合面恒定接触，所以活塞11、12能够在回转液压缸9、10内沿轴向往复运动。回转液压缸9、10具有各自独立的出油口，以便在活塞11、12运动时独立地向挖掘机的液压操作部件输出液压油。

斜盘7、8相对于转轴5、6的倾斜角度是能够调节的，从而能够相应地调整活塞11、12在回转液压缸9、10内的往复行程。例如，图1中的左侧的斜盘7被示出相对于与转轴5垂直的轴线呈一较大的倾斜角度，以设定活塞11在回转液压缸9内的最大往复行程；而图1中的右侧的斜盘8被示出相对于与转轴6垂直的轴线呈一较小的倾斜角度，以设定活塞12在回转液压缸10内的最小往复行程。

参看图2，为了对转轴5、6提供足够的支承，在壳体2内设置滑动轴承14。该滑动轴承可以为一体式或分体式轴承衬瓦，由任何合适的耐磨金属、例如轴承合金或粉末冶金材料等制成。所述滑动轴承14套设在联轴器13上，从而滑动轴承14的内周表面与联轴器13的外周表面接触。

在壳体2内设有支承壁2a，在该支承壁2a内设有用于安装轴承14的安装孔。

如图2所示，优选地，为了对支承壁2a起到保护作用并且为了提高滑动轴承14的使用寿命，滑动轴承14经由适配套15安装在该安装孔内。优选地，该滑动轴承14和该适配套15具有大致相同的纵向长度，并且它们的纵向长度大于支承壁2a沿转轴5、6中心轴线方向的厚度。

从图1可以看出，转轴5的大部分、斜盘7和回转液压缸9位于支承壁2a左侧，而转轴6的大部分、斜盘8以及回转液压缸10位于位于支承壁2a右侧内。优选地，这两个回转液压缸9、10共轴线地设置。

适配套15可以由比壳体2更耐磨的金属材料制成。例如，适配套15由钢制成。又例如，适配套15可以由与滑动轴承14相同或不同的材料制成。出于定位的目的，在适配套15的一端（例如，图2中的左端）附近，一周向凸缘15a从适配套15的外周表面径向伸出。该周向凸缘15a用于抵靠着支承壁2a的端面，以便使得适配套15固定就位。

安装就位后，适配套15的内周表面与滑动轴承14的外周表面接触，同时适配套15的外周表面与支承壁2a中的安装孔的表面接触。对于挖掘机等工况恶劣的机械装置而言，本发明的液压泵采用滑动轴承使得结构更加简单并且承受重载的能力更强，因而液压泵的使用寿命明显延长并且相应制造成本更低。另外，根据本发明的技术方案，滑动轴承14可以经由适配套15安装在液压泵的壳体内，从而减少壳体2本身的磨损并增加液压泵的使用寿命。

图3和图4示出了根据本发明的另一示意性实施例的液压泵。该液压泵与前一实施例的主要区别在于：在联轴器13上安装有一对轴向间隔开的滑动轴承18、19。滑动轴承18、19可以由与如图1所示的滑动轴承14相同的材料制成。

滑动轴承18、19彼此相互轴向隔开，从而液压泵运行过程中、尤其在联轴器13旋转时产生的热量可以更迅速地导出，降低滑动轴承的温度。滑动轴承18、19的轴向长度大致相同，并且套设在联轴器13上，从而滑动轴承18、19的内周表面分别与联轴器13的外周表面接触。从图4中可以看出，滑动轴承18、19相对于联轴器13的对称垂直中面L左右对称地间隔布置。

与前一实施例类似，为滑动轴承18、19配有两个适配套16、17，用于经由所述适配套16、17使得滑动轴承18、19安装在壳体2的支承壁2a的安装孔中。如图4所示，这两个适配套16、17的轴向长度可以与滑动轴承18、19相同，并且套设在滑动轴承18、19上。安装就位后适配套16、17的内周表面分别与滑动轴承18、19的外周表面接触。

适配套16、17可以由与适配套15相同的材料制成。同样出于定位的目的，在每个适配套16、17的靠近支承壁2a的对应端面的端部附近，周向凸缘16a、17a从适配套16、17的外周表面径向伸出。该周向凸缘16a、17a用于抵靠着支承壁2a的对应端面，以便使得适配套16、17固定就位。

对比图2与图4可以发现，针对同样长度的联轴器13而言，通过将本发明的滑动轴承制造为两个相互轴向间隔开的滑动轴承18、19和/或将本发明的适配套制造为两个相互轴向间隔开的适配套16、17，可以节约制造它们所采用的材料。因为制造滑动轴承和/或适配套的材料相对较贵，所以这也相应地降低了制造成本。

如图3所示，以左斜盘7为例，在液压泵运行时，斜盘7相对于转轴5静止，回转液压缸9受转轴5的驱动而绕其中心轴线旋转的同时，活塞11在回转液压缸9内往复移动。根据现有技术理论分析可知，回转液压缸9施加在转轴5上的合力作用点为O，其位于转轴5的中心轴线上。

滑动轴承18的重心为G，该重心G到合力作用点O的轴向长度为A。在液压泵运行的过程中，在轴承与安装孔接触处会产生弯矩。如果弯矩过大的话，会引起转轴发生振动或甚至失稳，从而影响到液压泵的工作效率。根据理论计算可知，弯矩的大小取决于滑动轴承的重心与上述合力作用点O之间的距离。该距离越小，则液压泵运行时所产生的上述弯矩就会越小，因而振动就会越小。

图3示出了联轴器13的重心为G′。对于如图1所示的滑动轴承14而言，其重心与联轴器13的重心G′重合。也就是说，如图1所示的滑动轴承14的重心到上述合力作用点O之间的距离为A′。从图3中可以明显看出，因为滑动轴承18、19相互间隔地套设在联轴器13上，所以距离A短于距离A′。因此，与如图1所述的实施例相比，如图3所示的实施例的液压泵在运行时轴承处会产生更小的弯矩，因而转轴振动更小或避免振动，从而进一步提高了液压泵的工作效率。

上述的道理同样适用于如图3所示右斜盘8、转轴6、回转液压缸10和活塞12的情况。

图5示出了根据本发明的另一示意性实施例的液压泵。在支承壁2a内沿与转轴5、6的中心轴线垂直的方向形成有通孔20。该通孔20与滑动轴承18、19之间的间隙对正连通，以便润滑油能够注入到该间隙中实现轴承润滑并在转轴5、6转动时为滑动轴承18、19提供降温作用。可以想到的是，该通孔20可以设置成接收由回转液压缸9、10运转时泄漏的油，从而所述油会流经上述滑动轴承18、19，对轴承降温后再从该通孔流出。

可选地，为了增强润滑与降温作用，在支承壁2a内可以与转轴5、6的中心轴线垂直地设有多个通孔20，这些通孔20均与滑动轴承18、19之间的间隙对正连通。此外，可选地，通孔20也可以与转轴5、6的中心轴线呈其它角度地设置。

为了便于安装，如图2、4和5所示，滑动轴承14、18、19的两端的外表面优选分别可以加工有倒角，以便这些滑动轴承在安装时可以顺利地插入到适配套15、17中以及润滑油能够更容易地渗透到滑动轴承与周围配合部件之间。

虽然上述实施例说明了本发明的滑动轴承14或18、19用于支承两个转轴5、6之间的联轴器13，但是可以想到在液压泵仅仅采用单个转轴来驱动斜盘7、8的情况下，本发明的滑动轴承14或18、19可以在该单个转轴的大致纵向中央位置分别经由适配套15或16、17支承在支承壁2a的安装孔中。

可以想到，在图4所示的实施例中，适配套16、17可以由适配套15替代；或者滑动轴承18、19可以由滑动轴承14替代。还可以想到，在图5所示的实施例中，滑动轴承18、19可以由滑动轴承14替代。此外，可以想到，适配套16、17之间的轴向间隔也可以与滑动轴承18、19之间的轴向间隔大小不同。

虽然在本发明所示的实施例中，滑动轴承14或18、19用于在壳体2内部的支承壁2a中支承联轴器13，但是可以想到滑动轴承14或18、19还可以相应地用于在端盖3和/或4中作为支承转轴5和/或6的轴承。

可以想到，如果在液压泵中存在N（其为>2的整数）个共轴线的转轴经由N-1个联轴器相连，则本发明的滑动轴承14或18、19可以分别用于在所述N-1个联轴器处支承这些转轴。

根据本发明的上述技术方案，在液压泵中采用了结构相对简单的滑动轴承，改善了应力分布，延长了液压泵的使用寿命，同时降低了制造与组装成本。此外，通过相互轴向间隔开的滑动轴承的布置结构，可以高效地导出转轴运转过程中产生的热量，降低轴承工作温度，进而避免轴承失效。此外，通过在液压泵的壳体内设置与滑动轴承之间的间隔对正连通的导油孔，可以使得润滑油顺利地润滑轴承并且将轴承转动时产生的热量带走，进一步提供降低轴承工作温度的可能性。

尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

Claims (10)

1.一种挖掘机用液压泵，其包括：

壳体，在所述壳体内延伸有一支承壁；

一对在所述壳体内设置的回转液压缸，在每个回转液压缸内设有能够往复运动的活塞；以及

一对与所述回转液压缸平行设置的转轴，所述转轴经由一联轴器相连并且用于驱动所述回转液压缸绕其中心轴线旋转，为每个所述回转液压缸配设用于接收并引导所述活塞的斜盘，所述斜盘相对于所述转轴固定不动，

其特征在于，所述支承壁具有一安装孔，所述联轴器通过滑动轴承在所述安装孔内支承。

2.根据权利要求1所述的挖掘机用液压泵，其特征在于，还包括适配套，所述滑动轴承经由所述适配套安装在所述安装孔内，以使得所述适配套位于所述滑动轴承的外周表面与所述安装孔的内表面之间。

3.根据权利要求2所述的挖掘机用液压泵，其特征在于，在所述适配套的与所述支承壁表面相邻的一个端部附近，自所述适配套的外周表面径向向外地延伸有周向凸缘，用于与支承壁接触。

4.根据前述权利要求任一所述的挖掘机用液压泵，其特征在于，所述滑动轴承为一对轴向间隔开的滑动轴承。

5.根据权利要求4所述的挖掘机用液压泵，其特征在于，所述适配套为一对轴向间隔开的适配套。

6.根据权利要求5所述的挖掘机用液压泵，其特征在于，在所述支承壁内设有导油孔，所述导油孔与所述这对适配套之间的轴向间隔对正连通。

7.根据前述权利要求任一所述的挖掘机用液压泵，其特征在于，所述导油孔设置成接收由所述回转液压缸运转时泄漏的油，从而所述油能够流经所述滑动轴承，对所述轴承降温后再从所述导油孔流出。

8.根据权利要求2至7任一所述的挖掘机用液压泵，其特征在于，所述滑动轴承和/或所述适配套的两端设有倒角。

9.根据权利要求2至8任一所述的挖掘机用液压泵，其特征在于，所述适配套由合金钢制成，所述滑动轴承由粉末冶金材料制成。

10.一种挖掘机，其包括根据前述权利要求任一所述的液压泵。

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