CN104863813A - 一种斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装H置，涉及液压机械中的液压泵或马达装置领域。包括斜盘、滑靴、缸体、压环、压缩弹簧和回程盘，斜盘顶面为斜面；缸体设有向外凸出的圆环形挡块；压环具有弹簧腔；压缩弹簧置于压环的弹簧腔内，与缸体的圆环形挡块连接；回程盘为圆柱体，回程盘顶面与压环底面相连，回程盘底面压在滑靴向外凸出的圆环形挡块上。本发明避免了压缩弹簧因往复直线运动产生的疲劳破坏，且在保持滑靴副和配流副预紧力不变的情况下，有效降低压缩弹簧所需的压缩力，结构简单、实用。

Description

一种斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置

技术领域

本发明涉及液压机械中的液压泵或马达装置技术领域，具体涉及一种斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置。

背景技术

在液压机械中，液压泵或者马达是液压装置的心脏，理论上讲，液压泵与马达之间是可以互相替换的，只是局部存在差异，因此，本发明说明书中只论述泵的压紧装置，马达的设计与之基本相同。

斜盘式轴向柱泵塞是一种高压、高速、耐冲击且集成化比较高的变量泵，动力由主轴通过渐开线花键带动转子旋转，均匀分布在转子上的多个柱塞通过球铰、压板将柱塞组件的滑靴压在斜盘的的摩擦板平面上，由于斜盘平面对于旋转轴线有一个倾角，因此柱塞不仅与转子一起左旋运动，同时也沿转子的柱塞孔做往复运动，实现柱塞泵的吸油与供油。

斜盘式轴向柱塞泵压紧机构的主要作用是为滑靴副和配流副提供预紧力，同时保证斜盘式轴向柱塞泵的缸体或配流盘处于浮动状态，从而液压油膜能在配流副和滑靴副之间存在。现有的压紧机构一般有两种方式：一种是在柱塞腔中放置弹簧，该方式的缺陷是在缸体旋转运动，弹簧将在柱塞腔中随之往复直线运动，会使弹簧产生疲劳折断，导致泵不能正常工作。故这种方式一般用在低速运动的情况下，如低速大扭矩轴向柱塞泵。另外一种方式采用中心加载弹簧，中心加载弹簧设在缸体与压盘之间，一方面将缸体压向配流盘，另一方面通过压盘把滑靴压向斜盘。这种方式的优点是弹簧始终处于压缩状态，没有往复运动，弹簧使用寿命较好，但加载弹簧的作用力臂较小，需要给中心加载弹簧比较大的加载力，提高了相关零部件的设计要求。

现有两种压紧机构在轴向柱塞泵工作时，一旦弹簧力的加载力不够或其它因素影响，会出现吸油时滑靴与斜盘脱靴或配流副之间间隙波动的情况。当滑靴与斜盘脱靴时，导致其吸油不充分，且该滑靴运动至排油工况时，滑靴又和斜盘发生撞击，使滑靴摩擦面边缘变形。当配流副间隙波动时，会使配流副的泄漏量发生变化，导致流量波动和压力波动，产生噪声和振动，若长时间使用，将导致轴向柱塞泵使用寿命降低。

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性能的要求也与日俱增，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，必然要导致轴向柱塞泵的柱塞直径增大，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，对压紧机构的性能也提出更高的要求。

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，采用柱塞腔放置弹簧，不利于其转速的提高。采用中心加载弹簧的方式，其回程盘的设计较为复杂，极易与其它零部件相互干涉。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，防止了现有技术中压缩弹簧因往复直线运动产生的疲劳破坏，且在保持滑靴副和配流副预紧力不变的情况下，有效降低压缩弹簧所需的压缩力，结构简单，特别适用于平衡式多排轴向柱塞泵。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，包括斜盘和滑靴，所述斜盘顶面为斜面，所述滑靴底面设有向外凸出的圆环形挡块，,所述斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置还包括：缸体、压环、压缩弹簧和回程盘；所述缸体设有向外凸出的圆环形挡块；所述压环顶面一侧具有弹簧腔；所述压缩弹簧置于所述压环的弹簧腔内，并与所述缸体的圆环形挡块连接；所述回程盘为圆柱体，其靠近顶面一端具有盲孔，所述盲孔底面具有与所述滑靴相配合的通孔；所述回程盘顶面与所述压环底面相连，所述回程盘底面压在所述滑靴向外凸出的圆环形挡块上。

在本发明中，作为一个优选的例子，所述缸体上的圆环形挡块具有与所述弹簧腔相对应的螺栓孔，所述螺栓孔上安装有调节螺栓。

在本发明中，作为一个优选的例子，所述回程盘的底面为水平面，顶面为斜面。

在本发明中，作为一个优选的例子，所述回程盘的底面与顶面所形成的夹角与所述斜盘斜面倾角相等。

在本发明中，作为一个可选的例子，所述回程盘的底面为水平面，顶面为球面。

在本发明中，作为一个可选的例子，所述顶面的球面的球心与所述斜盘的变量旋转中心重合。

在本发明中，作为一个可选的例子，所述压环顶面至少具有一个弹簧腔。

在本发明中，作为一个优选的例子，所述压环顶面一侧弹簧腔的数量与所述滑靴数量成正比

在本发明中，作为一个优选的例子，所述弹簧腔沿压环的圆周均匀对称分布。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用轴向柱塞泵的缸体外环压紧滑靴副和配流副，压缩弹簧始终处于张紧状态，无往复直线运动，防止了压缩弹簧因往复直线运动产生的疲劳破坏，且在保持滑靴副和配流副预紧力不变的情况下，由于力臂的增加，有效降低压缩弹簧所需的压缩力，结构简单，特别适用于平衡式多排轴向柱塞泵。

2、采用调节螺栓调节压紧力，实现斜盘式轴向柱塞泵或马达始终处于较优的工况下，明显优于更改压紧力必须更换压缩弹簧的传统压紧方式。

3、采用多个均布弹簧力作为压紧力，相当于用多个小弹簧取代一个大弹簧，当滑靴副和配流副的油膜厚度发生变化，其动态响应速度较快。

4、压环与回程盘接触面为圆环形，当转动斜盘实现变量时，回程盘与压环的接触面的空间位置不变，即在变量情况下，压紧机构的工作情况不受影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2本发明压环的结构示意图；

图3本发明柱塞腔与弹簧腔位置关系示意图；

图4本发明回程盘顶面采用斜面的结构示意图；

图5本发明压紧力矩示意图；

图6本发明采用蝶形弹簧的结构示意图；

图7本发明回程盘顶面采用球面的结构示意图；

图8本发明应用于平衡式多排轴向柱塞泵示意图；

附图标记说明：

1、斜盘；2、滑靴；3、回程盘；4、柱塞；5、压环；6、压缩弹簧；7、缸体；8、调节螺栓；9、配流盘；10、传动轴；11、键。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

参见图1至图5所示，本发明实施方式的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，包括斜盘1和滑靴2，其中，斜盘1顶面为斜面，滑靴2底面设有向外凸出的圆环形挡块，本发明实施方式的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置还包括：缸体7、压环5、压缩弹簧6和回程盘3；缸体7设有向外凸出的圆环形挡块；压环5顶面一侧具有弹簧腔；压缩弹簧6置于压环5的弹簧腔内，并与缸体7的圆环形挡块连接；回程盘3为圆柱体，其靠近顶面一端具有盲孔，盲孔底面具有与滑靴2相配合的通孔；回程盘3顶面与压环5底面相连，回程盘3底面压在滑靴2向外凸出的圆环形挡块上。

在本发明中，在一个具体的例子中，如图1所示，压环5套在斜盘式轴向柱塞泵的缸体7上，可在缸体7上轴向移动。压环5中的每个弹簧腔中均存在一根压缩弹簧6，压缩弹簧6使压环5向下压向回程盘3，回程盘3压紧滑靴2，使滑靴2与斜盘1紧贴在一起，形成滑靴副。压缩弹簧6同时作用在缸体7的挡块上，使缸体7向上移动，使缸体7与配流盘9紧贴在一起，形成配流副。本发明实施方式采用轴向柱塞泵的缸体外环压紧滑靴副和配流副，压缩弹簧6始终处于张紧状态，无往复直线运动防止了压缩弹簧6产生疲劳破坏，同时压缩弹簧处于缸体的外圈，压缩力的力臂大，有利于降低压缩力，降低零部件设计要求。

本发明以上实施例的工作方式如图1和图5所示：当传动轴10和键11驱动缸体7顺时钟转动时，图1中上面柱塞4开始吸油，下面柱塞4开始排油。上面柱塞腔中的吸力将使柱塞4连同滑靴2向上运动脱离斜盘1，回程盘3上的压紧力a将使滑靴2压向斜盘1，吸力和压紧力a形成的力矩将会使滑靴2处于平衡状态，保证轴向柱塞泵正常吸油。由图5可见，本发明实施例的压紧力a的力臂c远大于现有技术中采用中心弹簧加载形成的压紧力b的力臂d，更有利于滑靴2的平衡。

在本发明中，作为一个优选的实施例，如图1所示，缸体7上的圆环形挡块上可设置有与弹簧腔6相对应与相配合的螺栓孔，同时，螺栓孔上安装有调节螺栓8，当压紧力不恰当时，可调节调节螺栓8改变压缩弹簧6的压缩量，可以很方便的匹配轴向柱塞泵工作。

在本发明中，作为一个优选的实施例，如图1与图4所示，回程盘3的底面为水平面，顶面为斜面，底面与顶面所形成的夹角与斜盘1斜面倾角相等，此时，压环5与回程盘3的接触平面也制造成平面，工作状态下，回程盘3的底面与斜盘1的斜面相平行，从而保证回程盘3的顶面为一水平面，与压环5的接触平面平行，处于水平状态，从而在缸体7转动时，压环5中的压缩弹簧6在轴向不存在往复运动，有效的降低了压缩弹簧6的疲劳损坏。

在本发明中，作为一个可选的实施例，如图7所示，回程盘3的底面为水平面，顶面为球面，顶面形成的球面的球心与斜盘1的变量旋转中心重合，此时，压环5与回程盘3的接触平面也制造成与球面相配合的反方向球面，处于工作状态下时，当斜盘1旋转使轴向柱塞泵位置关系发生变化时，所有压缩弹簧6的压缩量可保持不变且相等，缸体7转动时压缩弹簧6将不会产生轴向位移，即不会产生疲劳损坏。

如图2与图3所示，压环5的顶面一侧至少应该设置一个弹簧腔，以保证滑靴副和配流副所需的张紧力，作为一个优选的实施例，压环5的顶面一侧具有多个均布的弹簧腔，弹簧腔的数目与柱塞4的数目成正比或者相同，且弹簧腔沿压环5的圆周均匀对称分布，若弹簧腔的数目与柱塞4数目相同，将缸体7上柱塞腔与对应压环5上弹簧腔的位置处于同一径向位置，使压紧效果最佳。作为一个可选的实施例，如图6所示，也可将压环5上的弹簧腔取消，同时采用蝶形弹簧或者其他圆柱形弹簧提供预紧压力，采用本实施例结构可是本发明的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置结构更加紧凑。

在本发明中，作为一个可选的实施例，如图8所示的平衡式多排轴向柱塞泵，此平衡式多排轴向柱塞泵的斜盘1存在多个交错斜面，采用传统滑靴副结构，将会使回程盘3的结构设计相对复杂，极易造成零件间的互相干涉，若外排采用本发明以上实施例的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，内排采用现有技术中的中心弹簧加载，则可显著简化回程盘3的结构设计，十分方便、实用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，包括斜盘和滑靴，所述斜盘顶面为斜面，所述滑靴底面设有向外凸出的圆环形挡块，其特征在于：所述斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置还包括：缸体、压环、压缩弹簧和回程盘；所述缸体设有向外凸出的圆环形挡块；所述压环顶面一侧具有弹簧腔；所述压缩弹簧置于所述压环的弹簧腔内，并与所述缸体的圆环形挡块连接；所述回程盘为圆柱体，其靠近顶面一端具有盲孔，所述盲孔底面具有与所述滑靴相配合的通孔；所述回程盘顶面与所述压环底面相连，所述回程盘底面压在所述滑靴向外凸出的圆环形挡块上。

2.如权利要求1所述的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，其特征在于：所述缸体上的圆环形挡块具有与所述弹簧腔相对应的螺栓孔，所述螺栓孔上安装有调节螺栓。

3.如权利要求1所述的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，其特征在于：所述回程盘的底面为水平面，顶面为斜面。

4.如权利要求3所述的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，其特征在于：所述回程盘的底面与顶面所形成的夹角与所述斜盘斜面倾角相等。

5.如权利要求1所述的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，其特征在于：所述回程盘的底面为水平面，顶面为球面。

6.如权利要求5所述的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，其特征在于：所述顶面的球面的球心与所述斜盘的变量旋转中心重合。

7.如权利要求1所述的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，其特征在于：所述压环顶面一侧至少具有一个弹簧腔。

8.如权利要求1所述的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，其特征在于：所述压环顶面一侧弹簧腔的数量与所述滑靴数量成正比。

9.如权利要求7或8所述的斜盘式轴向柱塞泵或马达压紧装置，其特征在于：所述弹簧腔沿压环的圆周均匀对称分布。