CN104234961B - 可降低磨损的柱塞泵变量机构及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可降低磨损的柱塞泵变量机构及其控制方法,具有壳体、伺服活塞、后盖、拨块和斜盘;壳体和后盖固定连接,壳体和后盖之间水平放置伺服活塞;伺服活塞小端与壳体之间形成一个工作油腔,伺服活塞大端与后盖之间形成一个工作油腔;拨块螺纹连接在伺服活塞上;拨块与斜盘之间通过球头及球窝铰接;球头与拨块之间为滑杆连接;球窝为收口式球窝,球窝与球头之间为球绞连接;球头开设螺旋油槽,通过斜盘、球窝引入高压油,形成高压油膜。本发明拨块与球头之间为面接触,其受力Fa方向始终为横向,摩擦力fa方向始终为纵向,且在球窝内增加高压油道。因此该变量机构的零件受力降低且稳定,降低磨损,增强变量机构的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造技术领域,特别是涉及一种可降低磨损的柱塞泵变量机构及控制方法。
背景技术
挖掘机用某型号变量柱塞泵,其伺服活塞与斜盘之间的连接为简单的球铰转动副,点接触可以使运动灵活且可以充分润滑散热,但缺点也突出,受力如图1所示,C为拨块球头接触点,该点的受力为Fa,将随斜盘摆角α的变化而变化,且受力较大,摩擦力fa也较大,因此磨损严重。其球铰副受力方向的变换造成Fa纵向分力的大小随摆角α的变化而变化,因此伺服活塞A、B两处的受力也随摆角α的变化而变化,高压大摆角时受力大,磨损严重,寿命降低。当磨损到一定程度时造成伺服活塞卡死。因此,点接触结构限制了该变量机构的性能,由点接触改为面接触,将提高泵的稳定性,降低零件的磨损,延长使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷,提供一种零件受力降低,寿命增加,且变量更加灵活可靠;同时,可以降低噪音的可降低磨损的柱塞泵变量机构。
实现本发明目的的技术方案是:一种可降低磨损的柱塞泵变量机构,具有壳体、伺服活塞、后盖、拨块和斜盘;所述壳体和后盖固定连接,壳体和后盖之间水平放置伺服活塞;所述伺服活塞小端与壳体之间形成一个工作油腔,伺服活塞大端与后盖之间形成一个工作油腔;所述拨块螺纹连接在伺服活塞上;所述斜盘与拨块之间为转动连接;所述拨块与斜盘之间通过球头及球窝铰接;所述球头与拨块之间为滑杆连接;所述球窝为收口式球窝,球窝与球头之间为球绞连接。
上述技术方案所述球头上设有螺旋油道;所述斜盘及球窝设有高压油道。
上述技术方案所述球头内设有滑动导轨。
上述技术方案所述拨块的截面呈方形。
上述技术方案所述球窝的收口间隙值为0~0.03mm,球头在球窝内可自由旋转。
一种可降低磨损的柱塞泵变量机构的控制方法,伺服活塞左端常通高压油,右端接通控制油;当右端控制油升高时,伺服活塞向左移动;拨块与伺服活塞为螺纹联结,拨块将同时左移;拨块对球头施加一个向左的作用力,球头与球窝左移,带动斜盘逆时针旋转,使变量泵摆角变小;左移过程中,球头与球窝的行程为圆弧曲线,球头在球窝中相对旋转;球头与球窝为面接触,且产生高压油膜,形成静压支撑,摩擦系数降低;当右端控制油降低时,伺服活塞右移,零件受力方向与前述相反,斜盘顺时针旋转,变量泵摆角变大;斜盘的位置将随伺服活塞两端压力的变化而变化,实现变量。
采用上述技术方案后,本发明具有以下积极的效果:
(1)本发明拨块与球头之间为面接触,其受力Fa方向始终为横向,摩擦力fa方向始终为纵向。因此伺服活塞受力稳定,增强伺服活变量的稳定性。
(2)本发明的球头上设有螺旋油道;斜盘内设有高压油道;通过斜盘上的高压油道引进高压油,使球头与球窝之间形成高压油膜,降低摩擦系数,使摩擦力大幅降低,因此磨损减轻,增加寿命。本新型结构与市场上常见的结构相比较,A点受力降低15%,B点受力略有增加,C点受力降低5%。A点受力降低则磨损减轻,且增强变量稳定性。B点受力增大,但其受力较小,固影响较小。受力最大的C点受力降低且接触改为面接触,固其磨损大幅降低。零件受力降低,磨损减轻,寿命增加,且变量更加灵活可靠。同时,磨损减轻,可以降低噪音。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解,下面根据具体实施例并结合附图,对本发明作进一步详细的说明,其中
图1为现有技术中的某型柱塞泵变量机构;
图2为本发明的结构示意图;
图3为图2中A-A方向的剖视图;
附图中标号为:壳体1、伺服活塞2、后盖3、拨块4、斜盘5、高压油道51、球头6、球窝7。
具体实施方式
(实施例1)
见图2和图3,一种可降低磨损的柱塞泵变量机构,具有壳体1、伺服活塞2、后盖3、拨块4和斜盘5;壳体1和后盖3固定连接,壳体1和后盖3之间水平放置伺服活塞2;伺服活塞2小端与壳体1之间形成一个工作油腔,可常通高压油;伺服活塞2大端与后盖3之间形成一个工作油腔,可通控制油;伺服活塞2两端受力不同,位移不同。拨块4螺纹连接在伺服活塞2上;斜盘5内设有高压油道51,斜盘5与拨块4之间为转动连接;拨块4的截面呈方形,拨块4与斜盘5之间通过球头6及球窝7铰接;球头内设有滑动导轨,球头6上设有螺旋油道,斜盘5引入高压油,球头6与球窝7之间形成高压油膜,可以降低摩擦系数;球头6与拨块4之间为滑杆连接,使拨块4可自由滑动;球窝7为收口式球窝,球窝7与球头6之间为球绞连接,使球头可以自由转动。
该变量机构工作过程为:伺服活塞2左端常通高压油,右端接通控制油。当右端控制油升高时,由于面积大,伺服活塞2向左移动。拨块4与伺服活塞2为螺纹联结,拨块4将同时左移。拨块4对球头6施加一个向左的作用力,球头6与球窝7左移,带动斜盘5逆时针旋转,使变量泵摆角变小。左移过程中,球头6与球窝7的行程为圆弧曲线,球头6在球窝7中相对旋转,因此设置成球铰连接即可实现。如图3所示,拨块4为方形,与其接触的球头6导轨也为方形,固为面接触。球头6与球窝7为面接触,且产生高压油膜,形成静压支撑,摩擦系数降低。当右端控制油降低时,伺服活塞2右移,零件受力方向与前述相反,斜盘5顺时针旋转,变量泵摆角变大。斜盘5的位置将随伺服活塞2两端压力的变化而变化,实现变量。
以上所述的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种可降低磨损的柱塞泵变量机构,具有壳体(1)、伺服活塞(2)、后盖(3)、拨块(4)和斜盘(5);所述壳体(1)和后盖(3)固定连接,壳体(1)和后盖(3)之间水平放置伺服活塞(2);所述伺服活塞(2)小端与壳体(1)之间形成一个工作油腔,伺服活塞(2)大端与后盖(3)之间形成一个工作油腔;所述拨块(4)螺纹连接在伺服活塞(2)上;所述斜盘(5)与拨块(4)之间为转动连接;其特征在于:所述拨块(4)与斜盘(5)之间通过球头(6)及球窝(7)铰接;所述球头(6)与拨块(4)之间为滑杆连接;所述球窝(7)为收口式球窝,球窝(7)与球头(6)之间为球绞连接;所述拨块(4)的截面呈方形。
2.根据权利要求1所述的可降低磨损的柱塞泵变量机构,其特征在于:所述球头(6)上设有螺旋油道;所述斜盘(5)内设有高压油道(51)。
3.根据权利要求1或2所述的可降低磨损的柱塞泵变量机构,其特征在于:所述球头(6)内设有滑动导轨。
4.根据权利要求1所述的可降低磨损的柱塞泵变量机构,其特征在于:所述球窝(7)的收口间隙值为0~0.03mm。
5.一种根据权利要求2所述的可降低磨损的柱塞泵变量机构的控制方法,其特征在于:伺服活塞(2)左端常通高压油,右端接通控制油;当右端控制油升高时,伺服活塞(2)向左移动;拨块(4)与伺服活塞(2)为螺纹联结,拨块(4)将同时左移;拨块(4)对球头(6)施加一个向左的作用力,球头(6)与球窝(7)左移,带动斜盘(5)逆时针旋转,使变量泵摆角变小;左移过程中,球头(6)与球窝(7)的行程为圆弧曲线,球头(6)在球窝(7)中相对旋转;球头(6)与球窝(7)为面接触,且产生高压油膜,形成静压支撑,摩擦系数降低;当右端控制油降低时,伺服活塞(2)右移,零件受力方向与前述相反,斜盘(5)顺时针旋转,变量泵摆角变大;斜盘(5)的位置将随伺服活塞(2)两端压力的变化而变化,实现变量。
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