CN104565119A - 一种柱塞式液压耦合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱塞式液压旋转耦合器，包括输入轴（6）、缸体（10）、缸套（20）、前壳体（5）、后壳体（2）和溢流阀（28），其特征在于，还包括斜盘（37）、柱塞(14)和配流盘(21)，斜盘（37）与输入轴（6）为一体，柱塞（14）设置在缸体（10）的柱塞孔（35）中，配流盘（21）压在缸体（10）后端面上，通过定位销（9）固定在后壳体（2）上。本发明的柱塞式静液压耦合器采用整体式结构，结构简单、体积小、重量轻、所占空间小，并且同一个柱塞式静液压耦合器可适应不同的转速。在正常工作过程中噪声小、压力平稳、无或者有很小的相对运动，传递效率高；在泵的出口增加溢流阀，可实现扭矩超载保护；利用液体的可压缩特性，可吸收负载的冲击。

Description

一种柱塞式液压耦合器

技术领域

本发明属于机械传动领域，涉及一种静液压传动元件，尤其是一种适用于旋转轴动力传递的柱塞式静液压耦合器。

背景技术

在某些机械设备上，原动机输出轴和工作机构动力输入轴之间，使用液力耦合器传递旋转运动，以实现软启动、过载保护、减小冲击。但由于液力耦合器是通过液体的动能传递能量的，使得其体积大、效率低、造价高。这些问题限制了液力耦合器的使用范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的旋转耦合器，既能满足软启动、过载保护、减小冲击等功能，又能实现缩小体积、提高效率、降低成本的要求。其基本思路是将利用液体的动能传递能量的液力方式，改变为利用液体的压力能传递能量的静液压方式。

本发明提供一种柱塞式液压旋转耦合器，包括输入轴、缸体、缸套、前壳体、后壳体和溢流阀，还包括斜盘、柱塞和配流盘，斜盘与输入轴为一体，柱塞设置在缸体的柱塞孔中，配流盘压在缸体后端面上，通过定位销固定在后壳体上。

其中，每个柱塞头部有一滑靴，输出轴上的中心弹簧通过球座、钢球、回程盘将滑靴压紧在与轴线成某一角度的斜盘上。

其中，缸体上设置有吸油阀和排油阀，当原动机带动输入轴旋转时，使均布缸体中的柱塞相对缸体做往复运动，柱塞与缸体、吸油阀、排油阀构成封闭区域。

其中，缸体用固定在后壳体上的大轴承支撑；前壳体中心有一组支撑输入轴的前轴承和一组密封输入轴的旋转密封；后壳体中心有一组支撑输出轴的后轴承和一组密封输出轴的旋转密封。

其中，后壳体的第一孔道连接溢流阀的进液口，第二孔道连接溢流阀的出液口，通过该溢流阀实现扭矩的调节。

其中，配流盘前端面上有一个环形凹槽在后端面上有四个过流孔，过流孔与环形凹槽相连通，四个过流孔的位置相对于缸体的回转中心线对称，且过流孔与后壳体的第一孔道相通。

其中，缸体上均匀分布有九个柱塞孔。

其中，前壳体和后壳体用若干条螺栓紧固成一体，前壳体与后壳体之间有静密封圈加以密封。

其中，输出轴通过花键与缸体相连。

本发明的柱塞式静液压耦合器采用整体式结构，结构简单、体积小、重量轻、所占空间小，并且同一个柱塞式静液压耦合器可适应不同的转速。在正常工作过程中噪声小、压力平稳、无或者有很小的相对运动，传递效率高；在泵的出口增加溢流阀，可实现扭矩超载保护；利用液体的可压缩特性，可吸收负载的冲击。

附图说明

图1：柱塞式液压耦合器外形示意图；

图2：耦合器本体与溢流阀连接剖视图；

图3：柱塞式液压耦合器的输入轴、缸体、柱塞、回程盘、输出轴三维爆炸示意图；

图4：柱塞式液压耦合器缸体与柱塞示意图；

图5：柱塞式液压耦合器缸体示意图一；

图6：柱塞式液压耦合器缸体示意图二；

图7：柱塞式液压耦合器后壳体示意；

图8：柱塞式耦合器输出轴与中心弹簧结构示意图。

附图标记说明：

1-输出轴，   2-后壳体，    3-螺塞，   4-连接螺栓，

5-前壳体，   6-输入轴，    7-轴承盖， 8-后轴承，

9-定位销，   10-缸体，     11-球座，  12-大轴承，

13-前轴承，  14-柱塞，     15-钢球，  16-吸油阀，

17-排油阀，  18-回程盘，   19-滑靴，  20-缸套，

21-配流盘，  22-吸油孔道， 23-垫圈， 24-壳体环形槽，

25-配流盘凹形槽，26-密封圈，    27前动密封圈，28-溢流阀，

29-第二连接螺栓，30-后动密封圈， 31-排油孔道，32-第一孔道，

33-第二孔道，   34-第一连接螺栓，35-柱塞孔，36-斜盘，

37-中心弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述。

如图1-图3所示，本发明的柱塞式液压旋转耦合器，主要由输入轴6、缸体10、缸套20、柱塞14、配流盘21、前壳体5、后壳体2及附属零件组成。如图2、3所示，输入轴6是一个阶梯轴，斜盘37与其做成一体。如图4、5所示，缸体10上均匀分布有九个柱塞孔35，在缸体10上的每个圆形柱塞孔35中装有一个柱塞14，各柱塞14的长度相同；配流盘21压在缸体10后端面上，通过定位销9将配流盘21固定在后壳体2上，配流盘21上有一个环形凹槽25；输出轴1通过花键与缸体10相连；输出轴1中的弹簧37作用在球座11，通过球座11和钢球15，回程盘18将柱塞14压在斜盘上；缸体10用固定在后壳体2上的大轴承12支撑；前壳体5中心有一组支撑输入轴的前轴承13和一组密封输入轴的旋转密封27；前端轴段伸出前壳体的部分是该耦合器的输入轴端；后壳体2中心有一组支撑输出轴的后轴承8和一组密封输出轴的旋转密封30；与缸体10的回转中心线重合的轴段，是该耦合器的输出轴端。

后壳体2的第一孔道32连接一个溢流阀28的进液口，第二孔道33连接该溢流阀28的出液口，通过该溢流阀实现扭矩的调节。

配流盘21上的四个过流孔的位置相对于缸体10的回转中心线对称，且过流孔与后壳体2的第一孔道32相通。

前壳体5和后壳体2用若干条螺栓4紧固成一体，前壳体5与后壳体2之间有静密封圈26加以密封。

当本发明的柱塞式静液压耦合器工作时，与斜盘36做成一体的输入轴6轴端与原动机连接，输出轴1轴端与负载连接，耦合器内部充满液体，溢流阀28关闭。每个柱塞14头部有一滑靴19。中心弹簧37通过球座11、钢球15、回程盘18将滑靴19压紧在与轴线成某一角度的斜盘36上，当原动机带动输入轴6旋转时使均布缸体10中的九个柱塞14相对缸体10做往复运动。柱塞14与缸体10、吸油阀16、排油阀17构成封闭区域。当柱塞14离开下死点时，该封闭区域的容积有增大的趋势，形成负压，通过吸油阀16吸油。当柱塞14离开上死点时，该封闭区域的容积有减小的趋势，则在该封闭区域内的液体形成一定压力。该压力通过柱塞14对缸体10产生力矩，驱动缸体跟随输入轴6旋转，通过花键使输出轴1端旋转，将运动由原动机耦合到负载。这就是这种柱塞式静液压旋转耦合器的基本工作状态，旋转力矩是通过静止的压力液体进行传递的，所以谓之“静液压耦合”。另外由于液体少许的弹性，该耦合器具有吸收一定程度冲击的能力。

如果负载出现超载状态，则封闭区域内的液体压力升高，当压力高于溢流阀28设定压力时，溢流阀28打开，液体由后空腔流回前空腔，形成直接内部循环，此时输入轴6继续旋转，而缸体10与输出轴1则保持不动，负载停止转动，实现超载扭矩保护功能。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其结构并不仅仅限于说明书和实施方式中所述方案，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种柱塞式液压旋转耦合器，包括输入轴（6）、缸体（10）、缸套（20）、前壳体（5）、后壳体（2）和溢流阀（28），其特征在于，还包括斜盘（37）、柱塞(14)和配流盘(21)，斜盘（37）与输入轴（6）为一体，柱塞（14）设置在缸体（10）的柱塞孔（35）中，配流盘（21）压在缸体（10）后端面上，通过定位销（9）固定在后壳体（2）上。

2.根据权利要求1所述的柱塞式液压旋转耦合器，其特征在于：每个柱塞（14）头部有一滑靴（19），输出轴上的中心弹簧（37）通过球座（11）、钢球（15）、回程盘（18）将滑靴（19）压紧在与轴线成某一角度的斜盘（36）上。

3.根据权利要求1所述的柱塞式液压旋转耦合器，其特征在于：缸体（10）上设置有吸油阀（16）和排油阀（17），当原动机带动输入轴（6）旋转时，使均布缸体（10）中的柱塞（14）相对缸体（10）做往复运动，柱塞（14）与缸体（10）、吸油阀（16）、排油阀（17）构成封闭区域。

4.根据权利要求1-3任一项所述的柱塞式液压旋转耦合器，其特征在于：缸体（10）用固定在后壳体（2）上的大轴承（12）支撑；前壳体（5）中心有一组支撑输入轴的前轴承（13）和一组密封输入轴的旋转密封（27）；后壳体（2）中心有一组支撑输出轴的后轴承（8）和一组密封输出轴的旋转密封（30）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的柱塞式液压旋转耦合器，其特征在于：后壳体（2）的第一孔道（32）连接溢流阀（28）的进液口，第二孔道（33）连接溢流阀（28）的出液口，通过该溢流阀实现扭矩的调节。

6.根据权利要求1-5任一项所述的柱塞式液压旋转耦合器，其特征在于：配流盘（21）前端面上有一个环形凹槽（25）在后端面上有四个过流孔，过流孔与环形凹槽相连通，四个过流孔的位置相对于缸体（10）的回转中心线对称，且过流孔与后壳体（2）的第一孔道（32）相通。

7.根据权利要求1-6任一项所述的柱塞式液压旋转耦合器，其特征在于：缸体（10）上均匀分布有九个柱塞孔（35）。

8.根据权利要求1-5任一项所述的柱塞式液压旋转耦合器，其特征在于：前壳体（5）和后壳体（2）用若干条螺栓（4）紧固成一体，前壳体（5）与后壳体（2）之间有静密封圈（26）加以密封。

9.根据权利要求1-8任一项所述的柱塞式液压旋转耦合器，其特征在于：输出轴（1）通过花键与缸体（10）相连。