CN104533743A - 液压泵双边承压伺服变量装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

液压泵双边承压伺服变量装置，其中，伺服阀通过紧固螺钉安装于壳体的右上方，紧固螺钉上安装有反馈杆，且反馈杆伸入壳体内并安装于变量缸体内，同时在壳体安装有顶部固定轴与底部固定销，顶部固定轴上安装有用于对应安装变量斜盘的顶部月牙轴承和底部月牙轴承，底部轴承定位销一端插入底部固定销内，另一端插入变量斜盘内，顶部轴承定位销一端插入顶部固定轴内，另一端插入变量斜盘内，滑块与变量斜盘配合安装，且滑块安装于变量缸体内；变量缸体安装于壳体内，并套装于中心轴上；此外，变量缸体内腔及内部所设置的左复位组件与右复位组件关于滑块对称，通过操纵改变伺服阀的控件相对位置，以实时无级改变排量。

Description

液压泵双边承压伺服变量装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及液压泵伺服变量控制技术领域，尤其涉及一种液压泵双边承压伺服变量装置及其控制方法。

背景技术

液压泵泵油通过控制压力油的作用方向，进而改变执行元件的运动方向，为此要求换向装置应具有较高的换向精度、换向灵敏度和换向平稳性。然而目前使用的液压泵伺服变量装置，需通过微动开关、压力继电器等中间环节以控制油流方向，不仅结构设置复杂，且变量缸体在无外部操纵作用下，保持相对静止的特性较差，导致液压泵不能及时停止泵油，处于零位状态；同时变量缸体内设置的组件在长时间运行后需要润滑，以维持正常运行，若在现有的液压泵双边承压伺服变量装置上增加润滑功能势必增加生产成本，也将增加液压泵的负荷；此外，当压力油进入变量缸体后推动变量缸体运动，在变量缸体作用下，通过滑块带动变量斜盘旋转过一定角度后，液压泵达到排量，若要进一步改变液压泵的排量，需重新启动压力油在此推动变量缸体才得以改变，不仅浪费能量，且费时费力，传统的变量不能实时控制无级调整排量，且限定斜盘相对静止的弹簧预压力没有根据系统的需要进行配置。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种液压泵双边承压伺服变量装置及其控制方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

液压泵双边承压伺服变量装置，包括紧固螺钉、反馈杆、中心轴、顶部轴承定位销、顶部固定轴、底部固定销、底部轴承定位销、变量斜盘、滑块、变量缸体、伺服阀、壳体、左弹簧座、左复位组件、左弹簧盖、右弹簧座、右复位组件、右弹簧座及卸荷油道；其中，伺服阀通过紧固螺钉安装于壳体的右上方，紧固螺钉上安装有反馈杆，且反馈杆伸入壳体内并安装于变量缸体内，同时在壳体安装有顶部固定轴与底部固定销，顶部固定轴上安装有用于对应安装变量斜盘的顶部月牙轴承和底部月牙轴承，在外部作用力的作用下变量斜盘对应安装在顶部月牙轴承和底部月牙轴承上，底部轴承定位销一端穿过底部月牙轴承的支架插入底部固定销内，另一端插入变量斜盘内，顶部轴承定位销一端穿过顶部月牙轴承的支架插入顶部固定轴内，另一端插入变量斜盘内，滑块与变量斜盘配合安装，且滑块安装于变量缸体内；壳体上部腔体两端安装有左端盖和右端盖，变量缸体安装于壳体上部腔体内，并套装于中心轴上；此外，变量缸体内腔及内部所设置的左复位组件与右复位组件关于滑块对称，且左复位组件与右复位组件套装于中心轴上，同时左复位组件一端与左弹簧座连接，另一端与左弹簧盖连接，右复位组件一端与右弹簧座连接，另一端与右弹簧盖连接；伺服阀通过卸荷油道与变量缸体连接。

在本发明中，壳体上安装有用于对顶部月牙轴承外圈与底部月牙轴承外圈进行周向限位的弹性圆柱销，通过弹性圆柱销完成对顶部月牙轴承和底部月牙轴承外圈的周向限位。

在本发明中，顶部固定轴上方安装有用于紧固密封的螺塞。

在本发明中，底部固定销下方安装有用于紧固密封的螺塞。

在本发明中，中心轴一端插入左端盖内，另一端安装于右端盖内，并在右端盖内调整位置后通过锁紧螺母锁紧。

在本发明中，变量缸体与顶部固定轴两端之间设置有左支撑耐磨环和右支撑耐磨环，通过左支撑耐磨环和右支撑耐磨环支撑变量缸体与顶部固定轴，而左支撑耐磨环内设置有用于对其进行密封的左密封圈，右支撑耐磨环内设置有用于对其进行密封的右密封圈。

在本发明中，左复位组件中，左侧主复位弹簧与左侧辅助复位弹簧套装于中心轴上并安装于变量缸体内，其一端作用在左弹簧座上，另一端作用在左弹簧盖上，并在左弹簧盖一侧设置有用于对左侧主复位弹簧与左侧辅助复位弹簧进行限位的左孔用挡圈。

在本发明中，右复位组件中，右侧主复位弹簧与右侧辅助复位弹簧套装于中心轴上并安装于变量缸体内，其一端作用在右弹簧座上，另一端作用在右弹簧盖上，并在右弹簧盖一侧设置有用于对右侧主复位弹簧与右侧辅助复位弹簧进行限位的右孔用挡圈。

在本发明中，中心轴上安装有左半圆挡圈与右半圆挡圈，且左半圆挡圈上套装有左塑料帽，右半圆挡圈上套装有右塑料帽，进而保证左半圆挡圈与右半圆挡圈成为一个整体。

在本发明中，中心轴上设置有台阶。

液压泵双边承压伺服变量控制方法，具体步骤如下：

外部控制压力油输送至伺服阀的入口，当外部无操纵时，在左侧主复位弹簧、左侧辅助复位弹簧、右侧主复位弹簧和右侧辅助复位弹簧预紧力的作用下，变量缸体保持相对静止，并通过滑块控制变量斜盘处于相对左右无倾斜状态，此时泵排量为零，停止泵油；当外部操纵控制伺服阀供油时，压力油可分别进入变量缸体的左端型腔或右端型腔，当压力油进入右端型腔时，推动变量缸体左行，左端的液压油经油路返回并由卸荷油道卸荷，且将油覆盖在变量缸体及其相关部件上，起到润滑作用，此时右弹簧座顶在中心轴的台阶上，右孔用挡圈带动右弹簧盖压缩右侧主复位弹簧和右侧辅助复位弹簧，与此同时，变量缸体向左运动，促使左孔用挡圈脱离对左弹簧盖的作用，此时左弹簧盖作用在左半圆挡圈上，左侧主复位弹簧和左侧辅助复位弹簧在变量缸体的作用下通过左弹簧座压缩左行，在此过程中，变量缸体带着反馈杆旋转，逐渐关闭油路，使得停止供油，变量缸体停在停止供油位置，至此，在变量缸体的作用下，通过滑块带动变量斜盘旋转过一定角度后，泵达到当前的操纵排量，此为非定排量；通过操纵改变伺服阀的控件相对位置，变量斜盘旋转的角度随之改变，从而实现泵排量的改变，同理，当液压油进入左端型腔时推动变量缸体右行；

当变量斜盘受外部作用旋转时，其一端可通过底部轴承定位销带动底部月牙轴承上的支架及滚珠作相对旋转运动，另一端通过顶部轴承定位销带动顶部月牙轴承上的支架及滚珠作相对旋转运动，从而保持顶部月牙轴承和底部月牙轴承对变量斜盘的全面依托支撑，以保证不会因变量斜盘的旋转而造成承压面积的减小。

有益效果：本发明中伺服变量控制操作简便，同时在变量缸体内设置有关于滑块对称的左复位组件与右复位组件，在弹簧预紧力的作用下，变量缸体保持相对静止，通过滑块控制变量斜盘处于相对左右无倾斜状态，及时控制液压泵停止泵油；同时压力油经油路返回由回油通道卸荷，且将油覆盖在变量缸体及其相关部件上，起到润滑作用；此外，弹簧的预紧力能够有效消除液压泵在泵油时的动态摆动。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的装配俯视图。

图2为本发明的较佳实施例的装配剖视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1～图2的液压泵双边承压伺服变量装置，包括紧固螺钉1、反馈杆2、中心轴3、螺塞4、顶部轴承定位销5、顶部固定轴6、顶部月牙轴承7、弹性圆柱销8、底部固定销9、底部轴承定位销10、底部月牙轴承11、变量斜盘12、滑块13、变量缸体14、伺服阀15、壳体16、左密封圈17、左支撑耐磨环18、O型圈19、左孔用挡圈20、左端盖21、左半圆挡圈22、左塑料帽23、左弹簧盖24、左侧主复位弹簧25、左侧辅助复位弹簧26、左弹簧座27、右弹簧座28、右侧主复位弹簧29、右侧辅助复位弹簧30、右弹簧盖31、右塑料帽32、右半圆挡圈33、锁紧螺母34、右端盖35、右孔用挡圈36、右支撑耐磨环37、右密封圈38及卸荷油道39。

在本实施例中，伺服阀15通过紧固螺钉1安装于壳体16的右上方，紧固螺钉1上的反馈杆2伸入壳体16内并安装于变量缸体14内，顶部月牙轴承7和底部月牙轴承11分别安装于顶部固定轴6上，并通过弹性圆柱销8完成对顶部月牙轴承7和底部月牙轴承11外圈的周向限位，在外部作用力F的作用下变量斜盘12的上下分别对应安装在顶部月牙轴承7和底部月牙轴承11上，底部轴承定位销10一端穿过底部月牙轴承11的支架插入底部固定销9内，另一端插入变量斜盘12内，顶部轴承定位销5一端穿过顶部月牙轴承7的支架插入顶部固定轴6内，另一端插入变量斜盘12内，各部分通过螺塞4紧固密封，滑块13与变量斜盘12配合安装，且滑块13安装于变量缸体14内；左端盖21和右端盖35安装于壳体16上部腔体两端，中心轴3一端插入左端盖21内，另一端安装于右端盖35内，在右端盖35内调整位置后通过锁紧螺母34锁紧，相互之间通过O型圈19密封，变量缸体14安装于壳体16上部的腔体内，并套装于中心轴3上，变量缸体14与顶部固定轴6之间两端分别通过左支撑耐磨环18和右支撑耐磨环37支撑，并通过左密封圈17和右密封圈38密封；

变量缸体14内腔及内部所设计的左复位组件与右复位组件关于滑块13对称，左复位组件包括左侧主复位弹簧25与左侧辅助复位弹簧26，套装于中心轴3上的左侧主复位弹簧25和左侧辅助复位弹簧26一端作用在左弹簧座27上，另一端作用在左弹簧盖24上，且左弹簧盖24通过左孔用挡圈20限位，左半圆挡圈22安装于中心轴3上，并由左塑料帽23套装于左半圆挡圈22上，从而保证左半圆挡圈22成为一个整体；右复位组件包括右侧主复位弹簧29和右侧辅助复位弹簧30，套装于中心轴3上的右侧主复位弹簧29和右侧辅助复位弹簧30一端作用在右弹簧座28上，另一端作用在右弹簧盖31上，且右弹簧盖31通过右孔用挡圈36限位，右半圆挡圈33安装于中心轴3上，并由右塑料帽32套装于右半圆挡圈33上，从而保证右半圆挡圈33成为一个整体。

在本实施例中，外部控制压力油输送至伺服阀15的入口，当外部无操纵时，在左侧主复位弹簧25、左侧辅助复位弹簧26、右侧主复位弹簧29和右侧辅助复位弹簧30预紧力的作用下，变量缸体14保持相对静止，并通过滑块13控制变量斜盘12处于相对左右无倾斜状态，此时泵排量为零，停止泵油；当外部操纵控制伺服阀15供油时，压力油可分别进入变量缸体14左端型腔或右端型腔，以进入右端型腔为例，当压力油进入右端型腔时，推动变量缸体14左行，左端的液压油经油路返回并由卸荷油道39卸荷，且将油覆盖在变量缸体14及其相关部件上，起到润滑作用，此时右弹簧座28顶在中心轴3的台阶上，右孔用挡圈36带动右弹簧盖31压缩右侧主复位弹簧29和右侧辅助复位弹簧30，与此同时，变量缸体14向左运动，使得左孔用挡圈20脱离对左弹簧盖24的作用，此时的左弹簧盖24作用在左半圆挡圈22上，左侧主复位弹簧25和左侧辅助复位弹簧26在变量缸体14的作用下通过左弹簧座27压缩左行，在此过程中，变量缸体14带着反馈杆2旋转，逐渐关闭油路，使得停止供油，变量缸体14停在停止供油位置，至此，在变量缸体14的作用下并通过滑块13带动变量斜盘12旋转过一定角度后，泵达到当前的操纵排量，此为非定排量，当外部操纵改变伺服阀15的控件相对位置时，变量斜盘12旋转的角度随之改变，排量亦随之改变，同理，当压力油进入左端型腔时推动变量缸体14右行；

当变量斜盘12受外部作用旋转时，其一端可通过底部轴承定位销10带动底部月牙轴承11上的支架及滚珠作相对旋转运动，另一端通过顶部轴承定位销5带动顶部月牙轴承7上的支架及滚珠作相对旋转运动，从而保持顶部月牙轴承7和底部月牙轴承11对变量斜盘12的全面依托支撑，以保证不会因变量斜盘12的旋转而造成承压面积的减小。

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 (10)

1.液压泵双边承压伺服变量装置，包括紧固螺钉、反馈杆、中心轴、顶部轴承定位销、顶部固定轴、底部固定销、底部轴承定位销、变量斜盘、滑块、变量缸体、伺服阀、壳体、左弹簧座、左复位组件、左弹簧盖、右弹簧座、右复位组件、右弹簧座及卸荷油道；其特征在于，伺服阀通过紧固螺钉安装于壳体的右上方，紧固螺钉上安装有反馈杆，且反馈杆伸入壳体内并安装于变量缸体内，同时在壳体安装有顶部固定轴与底部固定销，顶部固定轴上安装有用于对应安装变量斜盘的顶部月牙轴承和底部月牙轴承，在外部作用力的作用下变量斜盘对应安装在顶部月牙轴承和底部月牙轴承上，底部轴承定位销一端穿过底部月牙轴承的支架插入底部固定销内，另一端插入变量斜盘内，顶部轴承定位销一端穿过顶部月牙轴承的支架插入顶部固定轴内，另一端插入变量斜盘内，滑块与变量斜盘配合安装，且滑块安装于变量缸体内；壳体上部腔体两端安装有左端盖和右端盖，变量缸体安装于壳体上部腔体内，并套装于中心轴上；此外，变量缸体内腔及内部所设置的左复位组件与右复位组件关于滑块对称，且左复位组件与右复位组件套装于中心轴上，同时左复位组件一端与左弹簧座连接，另一端与左弹簧盖连接，右复位组件一端与右弹簧座连接，另一端与右弹簧盖连接；伺服阀通过卸荷油道与变量缸体连接。

2.根据权利要求1所述的液压泵双边承压伺服变量装置，其特征在于，壳体上安装有用于对顶部月牙轴承外圈与底部月牙轴承外圈进行周向限位的弹性圆柱销。

3.根据权利要求1所述的液压泵双边承压伺服变量装置，其特征在于，中心轴一端插入左端盖内，另一端安装于右端盖内，并在右端盖内调整位置后通过锁紧螺母锁紧。

4.根据权利要求1所述的液压泵双边承压伺服变量装置，其特征在于，变量缸体与顶部固定轴两端之间设置有左支撑耐磨环和右支撑耐磨环，而左支撑耐磨环内设置有用于对其进行密封的左密封圈，右支撑耐磨环内设置有用于对其进行密封的右密封圈。

5.根据权利要求1所述的液压泵双边承压伺服变量装置，其特征在于，左复位组件中，左侧主复位弹簧与左侧辅助复位弹簧套装于中心轴上并安装于变量缸体内，并在左弹簧盖一侧设置有用于对左侧主复位弹簧与左侧辅助复位弹簧进行限位的左孔用挡圈。

6.根据权利要求1所述的液压泵双边承压伺服变量装置，其特征在于，右复位组件中，右侧主复位弹簧与右侧辅助复位弹簧套装于中心轴上并安装于变量缸体内，并在右弹簧盖一侧设置有用于对右侧主复位弹簧与右侧辅助复位弹簧进行限位的右孔用挡圈。

7.根据权利要求1所述的液压泵双边承压伺服变量装置，其特征在于，中心轴上安装有左半圆挡圈与右半圆挡圈，且左半圆挡圈上套装有左塑料帽，右半圆挡圈上套装有右塑料帽。

8.根据权利要求1所述的液压泵双边承压伺服变量装置，其特征在于，中心轴上设置有台阶。

9.液压泵双边承压伺服变量装置控制方法，其特征在于，具体步骤如下：

外部控制压力油输送至伺服阀的入口，当外部无操纵时，在左侧主复位弹簧、左侧辅助复位弹簧、右侧主复位弹簧和右侧辅助复位弹簧预紧力的作用下，变量缸体保持相对静止，并通过滑块控制变量斜盘处于相对左右无倾斜状态，此时泵排量为零，停止泵油；当外部操纵控制伺服阀供油时，压力油可分别进入变量缸体的左端型腔或右端型腔，当压力油进入右端型腔时，推动变量缸体左行，左端的液压油经油路返回并由卸荷油道卸荷，且将油覆盖在变量缸体及其相关部件上，起到润滑作用，此时右弹簧座顶在中心轴的台阶上，右孔用挡圈带动右弹簧盖压缩右侧主复位弹簧和右侧辅助复位弹簧，与此同时，变量缸体向左运动，促使左孔用挡圈脱离对左弹簧盖的作用，此时左弹簧盖作用在左半圆挡圈上，左侧主复位弹簧和左侧辅助复位弹簧在变量缸体的作用下通过左弹簧座压缩左行，在此过程中，变量缸体带着反馈杆旋转，逐渐关闭油路，使得停止供油，变量缸体停在停止供油位置，至此，在变量缸体的作用下，通过滑块带动变量斜盘旋转过一定角度后，泵达到当前的操纵排量；通过操纵改变伺服阀的控件相对位置，变量斜盘旋转的角度随之改变，从而实现泵排量的改变，同理，当液压油进入左端型腔时推动变量缸体右行。

10.根据权利要求9所述的液压泵双边承压伺服变量装置控制方法，其特征在于，当变量斜盘受外部作用旋转时，其一端可通过底部轴承定位销带动底部月牙轴承上的支架及滚珠作相对旋转运动，另一端通过顶部轴承定位销带动顶部月牙轴承上的支架及滚珠作相对旋转运动，从而保持顶部月牙轴承和底部月牙轴承对变量斜盘的全面依托支撑，以保证不会因变量斜盘的旋转而造成承压面积的减小。