CN104500358A - 一种低噪音高速轴向柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低噪音高速轴向柱塞泵，包括柱塞泵主体以及与其连接的压力补偿变量机构，压力补偿变量机构主要包括变量壳体、变量活塞、变量头、伺服活塞、销轴和轴瓦，外壳为整体铸造的变径结构，传动轴上设置有将滑靴压紧在变量头表面的端面压紧机构；在变量腔与变量头容纳腔之间的变量壳体圆弧面上钻一对螺纹孔，所述轴瓦通过一对与螺纹孔连接的螺钉固定在变量壳体的圆弧面上。本发明的优点在于：本发明中柱塞泵输出流量脉动小，输出稳定，且高转速下无振动、噪音低。

Description

一种低噪音高速轴向柱塞泵

技术领域

本发明涉及一种柱塞泵，特别涉及一种低噪音高速轴向柱塞泵。

背景技术

柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。

目前变量柱塞泵中，其主体结构在工作时，噪音大，且结构复杂，对安装和维护均带来较多的不便；而变量机构结构复杂，变量不够稳定可靠。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种噪音低、性能稳定可靠且维护方便的低噪音高速轴向柱塞泵。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种低噪音高速轴向柱塞泵，包括柱塞泵主体以及与其连接的压力补偿变量机构，其创新点在于：所述压力补偿变量机构主要包括变量壳体、变量活塞、变量头、伺服活塞、销轴和轴瓦，所述变量壳体具有一个垂直方向的变量腔，该变量腔内安装有一可沿垂直方向移动的变量活塞，变量活塞的顶部内置有一伺服活塞，该伺服活塞由变量驱动机构驱动在变量活塞中沿其轴向移动；所述变量壳体的侧面具有一用于与柱塞泵主体外壳连接的法兰面结构，该变量壳体法兰面中心具有一个与变量腔连通的变量头容纳腔；所述变量头设置在变量头容纳腔中，并通过销轴与变量活塞连接，变量头的弧形面设置有轴瓦；所述柱塞泵主体包括外壳以及内置于外壳中的缸体、支承套、柱塞、配油盘、传动轴，所述外壳为整体铸造的变径结构，外壳的大端为用于与压力补偿变量机构连接的法兰面，小端为用于支承传动轴的动力输入端，在靠近外壳的小端的内侧设置有用于定位配油盘的内止口，该内止口上具有一个与外壳进油口、出油口连通的进、出油通道；所述缸体为一内置于外壳中且与外壳同轴设置的回转体结构，其具有九个轴线与缸体轴线平行且均匀分布的柱塞安装孔，柱塞安装孔内滑动配合有柱塞，各柱塞的外端设置有滑靴；所述缸体靠近压力补偿变量机构的一端外表面套装有支承套，该支承套通过轴承组件A与外壳滚动配合，所述配油盘由缸体靠近动力输入端的一端压紧在外壳内止口内，并通过圆柱销进行径向限位；所述传动轴同轴设置在缸体中心，并通过键与缸体连接实现动力传输，传动轴的另一端向外穿过配油盘中心后伸出外壳，并在外壳的动力输入端内置支承传动轴的轴承组件B；所述传动轴上还设置有将滑靴压紧在变量头表面的端面压紧机构。

优选的，所述变量驱动机构包括内置于变量腔的弹簧套、内弹簧、外弹簧、弹簧芯轴和圆柱端紧定螺钉；弹簧套为一中心贯通的台阶状圆柱体结构，该弹簧套与变量壳体上端的上法兰螺纹连接，弹簧套的上部中心为螺纹孔结构，下部中心为光孔结构；弹簧芯轴为一阶梯状圆柱体结构，其由自上而下直径逐渐增大的数个圆柱体同轴设置构成，弹簧芯轴的小端圆柱体刚好可嵌入弹簧套的下部光孔内并与其滑动配合，在弹簧芯轴外套装有由弹簧芯轴台阶面和弹簧套台阶面限位的内弹簧和外弹簧；圆柱端紧定螺钉与弹簧套的上部螺纹孔螺纹连接。

优选的，所述变量壳体的法兰面具有一沿轴向伸入的环形限位凸起，该环形限位凸起刚好可嵌入外壳法兰面的内圈中，所述外壳的法兰面设置有一紧贴变量壳体法兰面的密封圈。

优选的，所述轴瓦与变量壳体的连接结构为：在变量腔与变量头容纳腔之间的变量壳体圆弧面上钻一对螺纹孔，所述轴瓦通过一对与螺纹孔连接的螺钉固定在变量壳体的圆弧面上。

优选的，所述端面压紧机构包括回程盘、钢球、外套、内套和压紧弹簧，所述传动轴靠近压力补偿变量机构的端面中心设置有外套，该外套为一顶端钻有中心孔而底部不导通的回转体，外套与缸体过盈配合，外套的中心孔内滑动配合有可沿传动轴轴线移动的内套，该内套的顶端具有一个与钢球外径相配的球形凹坑，内套的底端具有一个可容纳压紧弹簧的空腔，压紧弹簧设置在内套的空腔内，另一端抵住外套的底面；回程盘的中心也具有一个与钢球外径相配的球形凹坑，钢球安装在回程盘和内套的球形凹坑之间，回程盘的四周设有滑靴安装孔，滑靴为一台阶面结构，回程盘利用压紧弹簧的弹性形变力将滑靴压紧在变量头的平面上。

本发明的优点在于：本发明中柱塞泵主体采用奇数九孔柱塞，其输出流量脉动小，输出稳定；柱塞泵主体部分外壳采用一体式铸造结构，内置的缸体通过外环和中心同步支承、限位，高转速下无振动、噪音低。端面压紧机构采用双套式设计，安装、维护方便，同时设置平衡通道确保压紧弹簧顺利工作，确保稳定可靠。

通过弹簧套、圆柱端紧定螺钉和弹簧芯轴的配合，便于通过其进行变量活塞压紧力的调整，调节灵活方便；而弹簧采用同轴设置的双弹簧结构，在提供足够弹性形变力的基础上降低弹簧占用的空间，结构更加紧凑，

轴瓦在安装时，改变原有设置连接板的结构，直接在变量腔与变量头容纳腔之间的变量壳体圆弧面上钻一对螺纹孔，利用该螺纹孔与螺钉配合直接将轴瓦固定在变量壳体的圆弧面上。

附图说明

图1为本发明低噪音高速轴向柱塞泵的结构示意图。

图2为本发明低噪音高速轴向柱塞泵中变量壳体主视图。

图3为本发明低噪音高速轴向柱塞泵中变量壳体侧视图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明公开了一种低噪音高速轴向柱塞泵，包括柱塞泵主体以及与其连接的压力补偿变量机构。

压力补偿变量机构主要包括变量壳体1、变量活塞2、变量头3、伺服活塞4、销轴5和轴瓦6，变量壳体1具有一个垂直方向的变量腔，该变量腔内安装有一可沿垂直方向移动的变量活塞2，变量活塞2的顶部内置有一伺服活塞4，该伺服活塞4由变量驱动机构驱动在变量活塞2中沿其轴向移动；变量壳体1的侧面具有一用于与柱塞泵主体外壳12连接的法兰面结构，该变量壳体法兰面中心具有一个与变量腔连通的变量头容纳腔；变量头3设置在变量头容纳腔中，并通过销轴5与变量活塞2连接，变量头3的弧形面设置有轴瓦6。

变量驱动机构包括内置于变量腔的弹簧套7、内弹簧8、外弹簧9、弹簧芯轴10和圆柱端紧定螺钉11；弹簧套7为一中心贯通的台阶状圆柱体结构，弹簧套7的上端伸出上法兰顶端，弹簧套7的上部中心为螺纹孔结构，下部中心为光孔结构；弹簧芯轴10为一阶梯状圆柱体结构，其由自上而下直径逐渐增大的数个圆柱体同轴设置构成，弹簧芯轴10的小端圆柱体刚好可嵌入弹簧套7的下部光孔内并与其滑动配合，在弹簧芯轴10外套装有由弹簧芯轴10台阶面和弹簧套7台阶面限位的内弹簧8和外弹簧9；圆柱端紧定螺钉11与弹簧套7的上部螺纹孔螺纹连接。

柱塞泵主体包括外壳12以及内置于外壳12中的缸体13、支承套14、柱塞15、配油盘16、传动轴17，外壳12为整体铸造的变径结构，外壳12的大端为用于与压力补偿变量机构连接的法兰面，小端为用于支承传动轴17的动力输入端，在靠近外壳12的小端的内侧设置有用于定位配油盘16的内止口，该内止口上具有一个与外壳进油口、出油口连通的进油通道20和出油通道21；缸体13为一内置于外壳12中且与外壳12同轴设置的回转体结构，其具有九个轴线与缸体13轴线平行且均匀分布的柱塞安装孔22，柱塞安装孔22内滑动配合有柱塞15，各柱塞15的外端设置有滑靴23；缸体13靠近压力补偿变量机构的一端外表面套装有支承套14，该支承套14通过轴承组件A24与外壳12滚动配合，配油盘16由缸体13靠近动力输入端的一端压紧在外壳12内止口内，并通过圆柱销25进行径向限位；传动轴17同轴设置在缸体13中心，并通过键与缸体13连接实现动力传输，传动轴17的另一端向外穿过配油盘16中心后伸出外壳12，并在外壳12的动力输入端内置支承传动轴17的轴承组件B；传动轴17上还设置有将滑靴23压紧在变量头3表面的端面压紧机构。

端面压紧机构包括回程盘26、钢球27、外套28、内套29和压紧弹簧30，传动轴17靠近压力补偿变量机构的端面中心设置有外套28，该外套28为一顶端钻有中心孔而底部不导通的回转体，外套28的中心孔内滑动配合有可沿传动轴17轴线移动的内套29，该内套29的顶端具有一个与钢球27外径相配的球形凹坑，内套29的底端具有一个可容纳压紧弹簧30的空腔，压紧弹簧30设置在内套29的空腔内，另一端抵住外套28的底面；回程盘26的中心也具有一个与钢球27外径相配的球形凹坑，钢球27安装在回程盘26和内套29的球形凹坑之间，回程盘26的四周设有滑靴安装孔，滑靴为一台阶面结构，回程盘26利用压紧弹簧30的弹性形变力将滑靴压紧在变量头3的平面上。

本实施例中，变量壳体1的法兰面具有一沿轴向伸入的环形限位凸起31，该环形限位凸起31刚好可嵌入外壳12法兰面的内圈中，外壳12的法兰面设置有一紧贴变量壳体1法兰面的密封圈32。

轴瓦6与变量壳体1的连接结构为：在变量腔与变量头容纳腔之间的变量壳体1圆弧面上钻一对螺纹孔33，轴瓦6通过一对与螺纹孔33连接的螺钉34固定在变量壳体1的圆弧面上。

工作原理：

调节：转动圆柱端紧定螺钉，可用于调节变量时最小排量，弹簧套用于调节开始变量的压力点；利用作用在伺服活塞上的液压力与弹簧力的配合，使得变量活塞上下移动，进而带动变量头沿轴瓦弧形面旋转运动，改变变量头与传动轴的夹角。

柱塞泵工作：电机驱动传动轴转动，带动缸体在轴承组件的支撑下高速旋转，此时缸体内各柱塞在端部压紧机构与液压油的作用下始终紧贴在变量头表面，进而使得各柱塞轴向移动实现进出油。

    以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种低噪音高速轴向柱塞泵，包括柱塞泵主体以及与其连接的压力补偿变量机构，其特征在于：

所述压力补偿变量机构主要包括变量壳体、变量活塞、变量头、伺服活塞、销轴和轴瓦，

所述变量壳体具有一个垂直方向的变量腔，该变量腔内安装有一可沿垂直方向移动的变量活塞，变量活塞的顶部内置有一伺服活塞，该伺服活塞由变量驱动机构驱动在变量活塞中沿其轴向移动；所述变量壳体的侧面具有一用于与柱塞泵主体外壳连接的法兰面结构，该变量壳体法兰面中心具有一个与变量腔连通的变量头容纳腔；

所述变量头设置在变量头容纳腔中，并通过销轴与变量活塞连接，变量头的弧形面设置有轴瓦；

所述柱塞泵主体包括外壳以及内置于外壳中的缸体、支承套、柱塞、配油盘、传动轴，

所述外壳为整体铸造的变径结构，外壳的大端为用于与压力补偿变量机构连接的法兰面，小端为用于支承传动轴的动力输入端，在靠近外壳的小端的内侧设置有用于定位配油盘的内止口，该内止口上具有一个与外壳进油口、出油口连通的进、出油通道；

所述缸体为一内置于外壳中且与外壳同轴设置的回转体结构，其具有九个轴线与缸体轴线平行且均匀分布的柱塞安装孔，柱塞安装孔内滑动配合有柱塞，各柱塞的外端设置有滑靴；所述缸体靠近压力补偿变量机构的一端外表面套装有支承套，该支承套通过轴承组件A与外壳滚动配合，

所述配油盘由缸体靠近动力输入端的一端压紧在外壳内止口内，并通过圆柱销进行径向限位；

所述传动轴同轴设置在缸体中心，并通过键与缸体连接实现动力传输，传动轴的另一端向外穿过配油盘中心后伸出外壳，并在外壳的动力输入端内置支承传动轴的轴承组件B；所述传动轴上还设置有将滑靴压紧在变量头表面的端面压紧机构。

2.根据权利要求1所述的低噪音高速轴向柱塞泵，其特征在于：所述变量驱动机构包括内置于变量腔的弹簧套、内弹簧、外弹簧、弹簧芯轴和圆柱端紧定螺钉；

弹簧套为一中心贯通的台阶状圆柱体结构，该弹簧套与变量壳体上端的上法兰螺纹连接，弹簧套的上部中心为螺纹孔结构，下部中心为光孔结构；

弹簧芯轴为一阶梯状圆柱体结构，其由自上而下直径逐渐增大的数个圆柱体同轴设置构成，弹簧芯轴的小端圆柱体刚好可嵌入弹簧套的下部光孔内并与其滑动配合，在弹簧芯轴外套装有由弹簧芯轴台阶面和弹簧套台阶面限位的内弹簧和外弹簧；

圆柱端紧定螺钉与弹簧套的上部螺纹孔螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的低噪音高速轴向柱塞泵，其特征在于：所述变量壳体的法兰面具有一沿轴向伸入的环形限位凸起，该环形限位凸起刚好可嵌入外壳法兰面的内圈中，所述外壳的法兰面设置有一紧贴变量壳体法兰面的密封圈。

4.根据权利要求1所述的低噪音高速轴向柱塞泵，其特征在于：所述轴瓦与变量壳体的连接结构为：在变量腔与变量头容纳腔之间的变量壳体圆弧面上钻一对螺纹孔，所述轴瓦通过一对与螺纹孔连接的螺钉固定在变量壳体的圆弧面上。

5.根据权利要求1所述的低噪音高速轴向柱塞泵，其特征在于：所述端面压紧机构包括回程盘、钢球、外套、内套和压紧弹簧，

所述传动轴靠近压力补偿变量机构的端面中心设置有外套，该外套为一顶端钻有中心孔而底部不导通的回转体，外套与缸体过盈配合，外套的中心孔内滑动配合有可沿传动轴轴线移动的内套，该内套的顶端具有一个与钢球外径相配的球形凹坑，内套的底端具有一个可容纳压紧弹簧的空腔，压紧弹簧设置在内套的空腔内，另一端抵住外套的底面；

回程盘的中心也具有一个与钢球外径相配的球形凹坑，钢球安装在回程盘和内套的球形凹坑之间，回程盘的四周设有滑靴安装孔，滑靴为一台阶面结构，回程盘利用压紧弹簧的弹性形变力将滑靴压紧在变量头的平面上。