CN104675691B - 一种轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副，包括柱塞、斜盘，该柱塞的一端通过滑靴与所述斜盘表面接触；所述斜盘的背面设有凸台，该凸台上缠绕有线圈，该线圈与外部交流电源电连接。本发明改变传统轴向柱塞泵/马达利用弹簧力压紧回程盘和滑靴的方式。当泵/马达不工作时，利用电磁力将滑靴紧紧吸附在斜盘斜面上。当轴向柱塞泵/马达工作时，利用电磁力、液压力和经过阻尼孔降压的液压力三者间的相互作用实现静压支撑。

Description

一种轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副

技术领域

本发明设有轴向柱塞泵及马达技术领域，具体涉及一种轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副。

背景技术

轴向柱塞泵/马达是液压系统中不可或缺的动力/执行元件，其共同的特点都是技术含量高、零部件的加工质量要求高，都承受较大的流量和压力，其结构复杂程度和制造成本也处于各类液压泵/马达之首。

滑靴副是轴向柱塞泵/马达的关键三大摩擦副之一，滑靴副是连接斜盘和柱塞的中间环节，除了承受来自柱塞腔高压油液的轴向作用力之外，还承受滑靴周向运动引起的离心力矩以及随缸体旋转所产生的摩擦力矩。为使柱塞与滑靴紧贴轴向柱塞泵/马达的斜盘上，现有轴向柱塞马达/泵的滑靴副结构均采用弹簧力、液压力与经过阻尼减压后的液压力形成静压支撑，使压紧力稍大于分离力，保证柱塞压紧在斜盘斜面上。一般情况下，弹簧力是通过传动轴上的弹簧压紧回程盘，回程盘压紧滑靴和柱塞而产生的。故回程盘是现有轴向柱塞泵/马达滑靴副必不可少的零件，而滑靴副上各种力也都作用在回程盘上，导致回程盘的受力复杂，损坏率较高。

诸多专家学者的研究表明，轴向柱塞泵/马达的失效模式主要是摩擦副的磨损失效，其中尤其是滑靴副的磨损失效。一方面要保证滑动面具有一定的润滑条件，形成一定厚度的液压油膜，防止金属固体间的干摩擦，导致剧烈摩擦和局部高温，极易形成磨损失效，使滑靴副工作性能和使用寿命急剧下降。另一方面，滑靴副间必须具备一定的密封性，如液压油膜过厚，将使泄漏量增大，泵/马达的容积效率降低，从而无法形成轴向柱塞泵/马达所需的高压。

随着液压传动技术的不断发展，尤其是压力的提高和流量的增大对轴向柱塞泵/马达性能的要求也与日俱增，其三对关键摩擦副，柱塞副、配流副和滑靴副的使用性能和可靠性要求也不断提高。随着流量的增大，必然导致轴向柱塞泵/马达的柱塞直径增大，在高压区工作时，滑靴副的作用面积和压应力都有了一定程度的增大，滑靴与斜盘之间的作用力也随之增大，对滑靴副和回程盘的质量都提出更高的要求。

平衡式多排轴向柱塞泵是一种新型轴向柱塞泵，其斜盘具有多个斜面，使其回程盘的设计较为复杂，极易与其它零部件相互干涉。因此，对轴向柱塞泵/马达的滑靴副进行结构创新和优化，尤其是提出一种实现平衡式多排轴向柱塞泵适用的滑靴副结构显得尤其重要。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副，改变传统轴向柱塞泵/马达利用弹簧力压紧回程盘和滑靴的方式。当泵/马达不工作时，利用电磁力将滑靴紧紧吸附在斜盘斜面上。当轴向柱塞泵/马达工作时，利用电磁力、液压力和经过阻尼孔降压的液压力三者间的相互作用实现静压支撑。

为了解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副，包括柱塞、斜盘，该柱塞的一端通过滑靴与所述斜盘表面接触；所述斜盘的背面设有凸台，该凸台上缠绕有线圈，该线圈与外部交流电源电连接。

能够通过改变线圈内电流、电压的大小而改变电磁力的大小，实现滑靴副油膜厚度的控制。

优选的，所述凸台、线圈的数量均为2个，沿所述斜盘的倾斜方向分布。

考虑柱塞泵或马达的柱塞腔内高低压对滑靴副静压支撑效果的不同影响，可将斜盘上按轴向柱塞泵/马达的高、低压区各分布一个凸台、线圈，并在2个线圈内通入不同电流，从而产生不同的电磁力，匹配各个滑靴副处于不同区域的工况。

优选的，2个所述线圈之间设有隔磁材料。两个线圈之间使用隔磁材料，避免两个线圈磁场之间的互相干扰。

优选的，所述滑靴的外侧设有环形压环。

压环和斜盘上的凹槽结构将滑靴固定在斜盘的环形斜面上，在轴向柱塞泵/马达不工作时，使滑靴副不会脱离斜盘的环形斜面。

优选的，所述环形压环与所述斜盘固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用电磁力作为预紧力，实现高压油液在滑靴副表面上的静压支撑。相比较于传统滑靴副结构，存在三个优势：一是在保留静压支撑的基础上，取消了回程盘结构，避免了轴向柱塞泵/马达非常常见的故障——回程盘破损；二是可较为方便的调节电磁力的大小，且匹配适当的电控装置，即可控制滑靴副的油膜厚度，使滑靴副始终处于最佳工况下工作；三是采用本结构的轴向柱塞泵/马达中的弹簧仅仅用于压紧配流副，而不需同时压紧滑靴副，由此有效的避免了滑靴副和配流副工作过程中的相互影响。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的滑靴副在高压区的受力图；

图3为本发明实施例1的滑靴副在低压区的受力图；

图4为本发明实施例2的结构示意图；

具体实施方式

下面对本发明做进一步说明：

实施例1：

结合图1：一种轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副，包括柱塞1、斜盘2，该柱塞1的一端通过滑靴3与斜盘2表面接触；斜盘2的背面设有凸台4，该凸台4上缠绕有线圈5，该线圈5与外部交流电源电连接。

能够通过改变线圈5内电流、电压的大小而改变电磁力的大小，实现滑靴副油膜厚度的控制。

当轴向柱塞泵/马达工作时，先在线圈5内通入交流电，使线圈5由磁感应产生电磁力，将滑靴副紧紧的吸附在斜盘2的环形斜面上，此时的吸附力的大小可由计算确定。再结合图2，当轴向柱塞泵/马达的柱塞腔内通入或排除高压油液时，高压油液在柱塞1端部形成作用力a，高压油液经过柱塞1阻尼孔后，压力稍有下降形成作用力c，同时在滑靴3和斜盘2的斜面上形成油膜，从而形成静压支撑，结合线圈5产生的电磁力b，a力和b力与c力相互作用后将滑靴副压向斜盘2斜面，当a力增大时，c力随之增大，a力和b力之和始终大于c力，从而使滑靴副紧贴在斜盘2环形斜面上。此时可通过调节可调节交流电源改变电流大小，改变电磁力b的大小，从而改变a力、b力、c力三者之间的差值，达到改变滑靴副油膜厚度的目的。同时为了增强静压支撑效果，传统滑靴上凹槽结构也可添加在滑靴上。

结合图1和图3，当柱塞腔内排出油液时，油液的压力降低，此时可认为仅仅通过线圈5产生的电磁力b将滑靴副3吸附在斜盘2的环形斜面上。同时低压油液通过柱塞阻尼孔流入滑靴副表面，使滑靴副始终处于油膜润滑状态。

轴向柱塞泵/马达包括传动轴6、缸体7、配流盘8，传动轴6的一端置于缸体7内，传动轴6一端的外侧设有挡块滑环9，该挡块滑环9通过压缩弹簧10与缸体7连接，传动轴6通过挡块滑环9、压缩弹簧10，使轴向柱塞泵/马达的缸体7与配流盘8贴紧，此时压缩弹簧10仅仅使缸体7处于浮动状态，保证配流副的静压支撑，不同于现有滑靴副上的弹簧还需压紧回程盘，从而有效避免了轴向柱塞泵/马达的配流副的工作状态与滑靴副的工作状态相互影响，提高了轴向柱塞泵/马达滑靴副和配流副的工作性能。

滑靴3的外侧设有环形压环11。

环形压环11和斜盘2上的凹槽结构将滑靴3固定在斜盘2的环形斜面上，在轴向柱塞泵/马达不工作时，使滑靴副3不会脱离斜盘2的环形斜面。

环形压环11与斜盘2固定连接。

实施例2：

结合图4：一种轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副，包括柱塞1、斜盘2，该柱塞1的一端通过滑靴3与斜盘2表面接触；斜盘2的背面设有凸台4，该凸台4上缠绕有线圈5，该线圈5与外部交流电源电连接；凸台4、线圈5的数量均为2个，沿斜盘2的倾斜方向分布。

考虑柱塞泵或马达的柱塞腔内高低压对滑靴副静压支撑效果的不同影响，可将斜盘2上按轴向柱塞泵/马达的高、低压区各分布一个凸台4、线圈5，并在2个线圈5内通入不同电流，从而产生不同的电磁力，匹配各个滑靴副处于不同区域的工况。

2个线圈5之间设有隔磁材料12。两个线圈5之间使用隔磁材料12，避免两个线圈磁场之间的互相干扰。

滑靴3的外侧设有环形压环11。

环形压环11和斜盘2上的凹槽结构将滑靴3固定在斜盘2的环形斜面上，在轴向柱塞泵/马达不工作时，使滑靴副3不会脱离斜盘2的环形斜面。

环形压环11与斜盘2固定连接。

以上显示和描述了本发明的基本原理、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)

1.一种轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副，包括缸体、传动轴、配流盘、柱塞、斜盘，所述柱塞的一端通过滑靴与所述斜盘表面接触，所述传动轴的一端置于所述缸体内，所述传动轴的所述一端的外侧设有挡块滑环，其特征在于：所述斜盘的背面设有凸台，所述凸台上缠绕有线圈，所述线圈与外部交流电源电连接；所述挡块滑环通过压缩弹簧与所述缸体连接。

2.根据权利要求1所述的轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副，其特征在于：所述凸台和所述线圈的数量均为2个，沿所述斜盘的倾斜方向分布。

3.根据权利要求2所述的轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副，其特征在于：2个所述线圈之间设有隔磁材料。

4.根据权利要求1或2所述的轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副，其特征在于：所述滑靴的外侧设有环形压环。

5.根据权利要求4所述的轴向柱塞泵或马达用电磁力预紧的滑靴副，其特征在于：所述环形压环与所述斜盘固定连接。