CN104948408A - 一种变量轴向柱塞泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种变量轴向柱塞泵,所述柱塞泵为径向配流泵,包括受外力驱动而旋转的传动轴、与传动轴连接的缸体、配流套、配流轴以及使得所述柱塞泵变量输出流体的变量控制部件;所述缸体、配流套和配流轴均与所述传动轴同轴设置。本发明提供的柱塞泵与传统的径向柱塞泵相比,主要优势在于泵的结构简单、体积小、重量轻;而与传统的轴向柱塞泵相比,主要优势在于泵的转速可以大幅提高,工作压力可以大幅提高,公称流量可成倍增大,或在同等工作压力下,本发明提供的泵的容积效率显著上升,噪声可下降10分贝以上。

Description

一种变量轴向柱塞泵
技术领域
[0001] 本发明涉及柱塞泵领域,特别地,涉及一种变量轴向柱塞泵。
背景技术
[0002] 柱塞泵是依靠柱塞在缸体中往复运动,使密封腔的空间容积发生变化来实现吸油或排油的泵。现有技术中,多柱塞的柱塞泵主要有两种,一种是轴向柱塞泵,另一种是径向柱塞栗。
[0003] 其中,径向柱塞泵是指柱塞径向排列安装在转子中,转子连同柱塞一起由电机带动旋转。柱塞靠离心力的作用和低压大流量齿轮泵供给的油液作用而紧抵于定子的内壁。其结构如图4所示,其中,01、柱塞,02、转子,03、衬套,04、定子,05、配油轴。当转子左偏作顺时针方向旋转时,由于定子和转子间有偏心距e,因此,柱塞绕经上半周时逐渐向外伸出,油缸内的空间容积由小变大,形成部分真空而吸油;当柱塞转到下半周时,定子内壁将柱塞往里推,油缸内的空间容积由大变小而排油。转子每转一周,每个柱塞各完成一次吸油和一次排油,若转子连续不停地旋转,油泵便可不断地完成输油工作。改变所述偏心距e即可改变油泵的流量。改变偏心的方向,即可改变输油的方向。径向柱塞泵具有流量大(50〜400L/min)和流量可调节、流向可变、工作压力高¢.3〜40MPa),运行平稳等特点。但径向泵是由传动轴、定子、转子、大流量齿轮泵、柱塞泵、伺服阀、电磁阀、背压阀、安全阀及柱塞泵的左、右油缸和壳体等30多个零部件装配而成的,其结构复杂,制造难度大,体积大且笨重;因此大多用在最高工作压力为10〜20MPa左右的低速、大功率(20〜150kw)的大重型机械液压设备中。另外,转子上的柱塞靠转子的旋转离心力作用和齿轮泵供给的油压力作用而紧顶定子内壁,改变缸体各孔的空间容积,达到吸入介质和排出介质的目的;这存在摩擦因数大,工作介质单一等缺陷。此外,径向柱塞泵的结构决定了其变量控制部件会相当的复杂。
[0004] 而轴向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与缸体中心轴平行的柱塞泵。轴向柱塞泵利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来工作。现有的轴向柱塞泵主要包括传动轴、缸体、与缸体同轴设置的配流盘等部件。由传动轴带动缸体旋转,配流盘不动,液压油从配流盘上的腰型孔沿轴向进入缸体中,例如为对称分布的4个腰型孔。在这种柱塞泵中,配流盘的直径与缸体直径一致,由于缸体和配流盘的非腰型孔的贴合面无间隙,所以只能采用静压摩擦旋转的配流方式完成吸油和排油工作。当泵的设计压力和工作压力提高,在旋转中配流盘与缸体平面间的摩擦加剧,形成配流盘与缸体贴合面出现干摩擦状态,从而导致配流盘与缸体贴合面被磨坏而产生轴向漏油,造成柱塞泵报废。此外,随着设计压力提高和配流部位摩擦加剧使得泵中流体的温度升高(如油温从低压20MPa时的50°C升高至32.5MPa时的60°C ),进而油的粘度变小、泵的容积效率下降而达不到国家标准。因此,现有的轴向柱塞泵的设计压力最高值一般在31.5〜35MPa。另有一种进口泵的配流盘和缸体配流面均为部分球面的轴向柱塞泵,这样的设计相比平面盘来说,可以适度缓解配流部位的摩擦,因而泵的设计压力可以适度提高,但这样的轴向柱塞泵又存在配流部位的工件曲面型加工复杂、轴向柱塞泵及其配件极其昂贵的问题。
[0005] 因而,上述两种柱塞泵都有各自的优点和缺点,简单来说径向柱塞泵的设计压力较高,但结构复杂、装置的体积庞大,尤其是其变量控制形式单一,且要实现变量控制相当困难。而轴向柱塞泵的配流方式决定了其设计压力,无法适应给大功率设备提供液压能的需要。因而本领域需要研发一种全新的变量柱塞泵。
发明内容
[0006] 本发明目的在于提供一种结构简单、工艺先进、容易制造、转速高、线速度低、摩擦因数小、使用寿命长、应用广泛(既能够用油做工作介质,又能够用水做工作介质,还能够用气体做工作介质)的径向配流的变量轴向柱塞泵,以解决现有技术中的上述问题。
[0007] 本发明提供一种变量轴向柱塞泵,所述柱塞泵为径向配流泵,包括受外力驱动而旋转的传动轴、与传动轴连接的缸体、配流套、配流轴以及使得所述柱塞泵变量输出流体的变量控制部件;所述缸体、配流套和配流轴均与所述传动轴同轴设置;所述配流套呈圆柱状,且配流套紧密连接在缸体内的圆柱形凹洞中;传动轴的旋转带动所述缸体和配流套绕配流轴做旋转运动;配流轴轴向的一端设置在配流套内,且在配流轴和配流套间形成径向间隙;所述变量控制部件中包括摇架组件,通过在外力驱动下改变所述摇架组件的下端面与传动轴间所成角度而实现流体的变量输出;多根沿轴向设置或均与轴向呈倾斜>0°〜10°的角度设置的柱塞设置在缸体孔内且位于配流套径向外侧;流体经吸流口进入缸体孔中,在配流轴中轴向设置的介质流道中沿轴向流动,再从配流轴上径向设置的第一配流槽先后流入配流套的通孔和位于缸体中径向设置的第二配流槽内并进入吸流口侧的缸体孔;同时,流体从排流口侧的缸体孔流动至位于缸体中径向设置的第二配流槽,再经过配流套上的通孔和在配流轴上的径向配流槽,流过介质流道后,流出配流轴并从排流口排出。
[0008] 本发明的发明人在先试图发明一种高压柱塞变量泵,其申请号为CN201210052638,但因该变量泵中未涉及使用配流套与配流轴进行配合旋转,更不涉及在二者间存在一定的径向间隙,使得该变量泵中并没能实际解决“本领域需要提供一种工作压力高且结构简单的柱塞泵”的问题。此外,该申请中也并未公开合适的介质流道、第一配流槽和第二配流槽的形状和结构;还没有公开配流轴的曲面外表面上和/或配流套的曲面内表面上平行设置的多条圆弧通槽及其具体的优选方式。因此,该在先申请还只是一种未能具体实现的构思,通过发明人在后续过程中的设计、完善和应用,使得本发明提供了一种极具工业意义的新的柱塞泵。
[0009] 本发明中,优选所述柱塞均与传动轴轴向呈5〜10°的角度设置,这样可进一步降低柱塞与缸体孔的摩擦。在一种具体的实施方式中,图1中所述柱塞均是上端朝向径向外侧、下端朝向径向内侧而使得柱塞与轴向呈一定角度。
[0010] 在一种具体的实施方式中,所述缸体由外径不同的两个圆柱体在轴向上连接而成,其中靠近传动轴外接端的第一缸的外径大于远离传动轴外接端的第二缸。在一种具体的实施方式中,所述第二缸通过圆锥轴承与配流轴连接,且所述圆锥轴承与传动轴同轴设置。
[0011] 在一种具体的实施方式中,所述变量控制部件中还包括设置在传动轴外接端与摇架组件之间的圆弧块,设置在排流口侧的调压阀、调节杆、变量活塞和变量活塞套,设置在吸流口侧的活塞杆和变量弹簧,以及设置在吸流口和排流口两侧各一的柱塞滑靴变量用组件;所述调节杆用于控制摇架组件的下端面与传动轴间所成角度的最大值,所述调压阀用于实时调节摇架组件的下端面与传动轴间所成角度,所述活塞杆和变量弹簧用于平衡来自于变量活塞套的力而使得摇架组件的下端面与传动轴间所成角度确定。
[0012] 在一种具体的实施方式中,所述柱塞泵还包括与端盖匹配设置的泵壳、设置在泵壳上的泄流口、与摇架组件配合且位于其远离传动轴外接端一侧的柱塞滑靴组件、回程盘、弹簧和球铰;所述弹簧和球铰紧顶回程盘,使得回程盘带动柱塞滑靴组件紧贴摇架组件且随着传动轴的旋转而转动,改变缸体孔的空间容积,达到吸油和排油的目的。
[0013] 在一种具体的实施方式中,配流轴的外径为缸体的最大外径的20〜65% ;所述介质流道在径向平面内的截面形状为腰形,其数量为吸流口侧和排流口侧各一个;所述第一配流槽在径向平面内的截面形状为月牙形,其数量为吸流口侧和排流口侧各一个;所述第二配流槽为圆柱形通孔状,其数量与多根所述柱塞的数量一致。图1中所示配流轴有直径较大的一端和直径较小的一端,直径较小的一端设置在配流套内。本发明中,所述“配流轴的外径”是指与配流套配合的一端的配流轴的外径。
[0014] 在一种具体的实施方式中,配流轴与配流套之间的径向间隙为0.02-0.05_。
[0015] 在一种具体的实施方式中,在靠近传动轴外接端的位置,所述柱塞泵还含有用于连接传动轴与泵壳的深沟球轴承,所述深沟球轴承与传动轴同轴设置。
[0016] 在一种具体的实施方式中,在所述配流轴的曲面外表面上和/或配流套的曲面内表面上平行设置有多根圆弧通槽(平衡槽)。所述配流轴的曲面外表面即配流轴与配流套配合的一端的外圆,所述配流套的曲面内表面即配流套的内圆。
[0017] 优选地,每条圆弧通槽由较宽的吸流端半圆弧通槽和较窄的排流端半圆弧通槽连通而成;且所述吸流端平衡槽的宽度为3〜4_,排流端平衡槽的宽度为0.6〜1.0mm, 二者以宽度方向的中心线呈居中对齐设置。
[0018] 本发明提供了一种工作压力可高达40〜60MPa同时体积小、结构紧凑的新的柱塞泵。本发明提供的柱塞泵在工作压力为32.5MPa时的容积效率可高达96%以上,远超出现有的轴向柱塞泵在这个工作压力下的容积效率93%。本发明提供的柱塞泵与传统的径向柱塞泵相比,主要优势在于泵的结构简单、体积小、重量轻;而与传统的轴向柱塞泵相比,主要优势在于泵的转速可以大幅提高、工作压力可以大幅提高,流量成倍增大,或在同等工作压力下,本发明提供的泵的容积效率显著上升。具体的,用现有的轴向柱塞泵去举升某10t的重物至一定高度时,其仅能提供最高32.5MPa的工作压力使得其必须选用大尺寸缸体和相关部件的泵。而使用本发明中提供的轴向柱塞泵,其工作压力可高达40〜60MPa,且使用常规尺寸的缸体和相关部件的泵即可实现该举升。
[0019] 本发明具有以下有益效果:
[0020] (I)本发明提供的变量轴向柱塞泵是综合了国内外各种泵类产品的结构优点,研发设计得到的一种新泵。
[0021] (2)由传动轴带动缸体和配流套围绕配流轴旋转,通过缸体下部的第二配流槽与配油轴上部的第一配流槽进行介质配流;克服了现有技术中利用缸体下平面与配流盘上平面静压配流易导致油液轴向泄漏或降低柱塞泵容积效率的缺陷。
[0022] (3)由于本发明中摇架组件的倾角是可变的,所以该泵每一转输出介质的排量和吸入介质的排量均可根据实际需求而变化;如连续变化、间歇改变或保持不变等,性能稳定。
[0023] (4)本发明采用轴流式径向配流,配流轴外圆直径小,且配流轴与配流套为间隙滑动配合。同样的,本发明中配流套的直径大为减小,其线速度降低,且配流面由配流盘的平面或球面变为配流套的柱形侧壁,使得配流套与配流轴之间的摩擦因数小,有利于提高柱塞泵的转速,提升泵的整体效率。比如,以现有技术63cy轴向柱塞泵和JBDC径向柱塞泵为例,前者的旋转件最大接触圆(配流套与配流盘的接触面)的直径为160毫米,后者的旋转件直径为300毫米。而本发明的旋转件配流套的直径仅40毫米。相比现有技术来说,配流套直径至少降低3/4,则配流套圆周的旋转线速度降低3/4。因此本发明与现有技术中轴向柱塞泵的转速1500r/min相比,本发明的转速可提高到5000r/min以上。
[0024] (5)本发明的配流套内壁与配流轴外表面之间设有0.02-0.05毫米宽的配合间隙,能够让液压油在缸体旋转中产生油楔效应,形成滑动配合,避免了配流套与配油轴平面的静压摩擦。从而提高油泵转速、公称压力和公称流量,拓宽其应用范围,延长其使用寿命。
[0025] (6)本发明依靠柱塞滑靴组件和回程盘紧贴在下板面的倾斜角度可变的摇架组件上旋转实现吸入介质和排出介质,避免了使用现有技术中径向泵相关的大流量齿轮泵、柱塞泵、伺服阀、电磁阀、背压阀、安全阀及柱塞泵的左、右油缸等辅助元件,简化了泵的整体装置,节约了原材料和制造成本。本发明实体为轴向泵,因而其变量控制部件整体结构简单,能通过多种不同的方式轻松实现变量控制,如手动变量、恒功率变量、恒压变量等,具体变量控制部件中的给力方式可以是气动压力、人工力、螺杆和电磁阀等。
[0026] (7)本发明设置有圆锥轴承,用于承受缸体旋转排出介质时所产生的轴向载荷和径向载荷,保证了缸体与传动轴在旋转中的稳定性。
[0027] 除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
[0028] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0029] 图1是本发明优选实施例的结构主视图;
[0030] 图2是本发明优选实施例的部分结构主视剖面图;
[0031] 图3是图2的D-D向剖面图;
[0032] 图4是图2的E-E向剖面图;
[0033] 图5是现有技术中的径向柱塞泵的结构示意图;
[0034] 图6是设置在配流轴上的圆弧通槽的主视结构示意图。
[0035] 其中,1、端盖,2、配流轴,3、配流套,31、通孔,4、圆锥轴承,5、泵壳,6、圆弧块,7、缸体,71、第一缸,72、第二缸,8、柱塞滑靴组件,81、柱塞,811、柱塞孔位,9、回程盘,10、摇架组件,11、深沟球轴承,12、传动轴,13、弹簧,14、球铰,15、配流槽,151、第一配流槽,152、第二配流槽,16、介质流道,17、调压阀,18、调节杆,19、变量活塞,20、变量活塞套,21、柱塞滑靴变量用组件,22、活塞杆,23、变量弹簧,A、吸流口,B、排流口,C、泄流口。
具体实施方式
[0036] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0037] 本发明提供一种变量轴向柱塞泵,所述柱塞泵为径向配流泵,包括受外力驱动而旋转的传动轴12、与传动轴连接的缸体7、配流套3、配流轴2以及使得所述柱塞泵变量输出流体的变量控制部件;所述缸体、配流套和配流轴均与所述传动轴同轴设置;所述配流套呈圆柱状,且配流套紧密连接在缸体内的圆柱形凹洞中;传动轴的旋转带动所述缸体和配流套绕配流轴做旋转运动;配流轴的轴向一端设置在配流套内,且在配流轴和配流套间形成径向间隙;所述变量控制部件中包括摇架组件10,通过在外力驱动下改变所述摇架组件的下端面与传动轴间所成角度而实现流体的变量输出;多根沿轴向设置或均与轴向呈倾斜>0°〜10°的角度设置的柱塞81设置在缸体孔内且位于配流套径向外侧;流体经吸流口 A进入缸体孔中,在配流轴中轴向设置的介质流道16中沿轴向流动,再从配流轴上径向设置的第一配流槽151先后流入配流套的通孔31和位于缸体中径向设置的第二配流槽152内并进入吸流口侧的柱塞处;同时,流体从排流口侧的柱塞处流动至位于缸体中径向设置的第二配流槽,再经过配流套上的通孔和在配流轴上径向设置的第一配流槽,流过介质流道后,流出配流轴并从排流口 B排出。
[0038] 图2中吸流口 A的孔径尺寸要大于排流口 B。
[0039] 本发明的实质还是轴向泵,因而本发明提供的变量轴向柱塞泵中的变量控制部件可以使用现有技术中轴向泵的任意变量控制部件,这在本发明中没有任何限制。本发明中无需使用昂贵的变频电机,而使用定频电机即可轻松地实现对柱塞泵输出流量的调节和控制。
[0040] 本领域技术人员能理解的,所述吸流口和排流口设置在所述柱塞泵径向的相对位置上。吸流口侧(摇架组件倾斜的较高侧)的几根柱塞处的流体以及第二配流槽中的流体在随缸体旋转至排流口侧(摇架组件倾斜的较低侧)时,这几根柱塞中的流体而流动至排流口侧的第二配流槽中,再从排流口侧的通孔31中进入排流口侧的第一配流槽和介质流道中,再从排流口排出柱塞泵外。
[0041] 图4显示的柱塞泵中一共含有9根柱塞,对应9根圆柱形的第二配流槽和9个圆形通孔,所述轴向设置的介质流道16呈腰型,共2条介质流道分别对应吸流口和排流口各一个。本领域技术人员能理解的,所述柱塞可以为其它数量,例如3-7个。同样的,所述介质流道16也可以是其它个数,例如4个,只要便于加工且能保持多个介质流道间有一定的壁厚以及每条介质流道与配流轴的外表面间有一定的壁厚以保证配流轴的强度即可。径向设置的位于配流轴上的第一配流槽呈月牙形,其数量为2个,分别对应吸流口和排流口各—个°
[0042] 本发明中,所述传动轴例如为花键轴。所述配流套的材质与缸体的材质不同,所述配流套例如为铜套。
[0043] 所述缸体由外径不同的两个圆柱体在轴向上连接而成,其中靠近传动轴外接端的第一缸71的外径大于远离传动轴外接端的第二缸72。
[0044] 本发明中,所述第二缸与第一缸间相通,第二缸的目的是覆盖部分或全部配流轴的轴向长度结构,因而第二缸的直径设置为略大于所述配流轴即可。
[0045] 本领域技术人员容易理解的,所述传动轴的外接端是指其与发动机或电动机连接的一端,而其泵内端是指其处于柱塞泵中的一端。本发明中,优选还在泵内设置有滚针轴承6,其目的是使得泵内的设置更为稳固,泵的性能更优越。
[0046] 所述第二缸通过圆锥轴承4与配流轴连接,且所述圆锥轴承与传动轴同轴设置。本发明中,所述圆锥轴承包括轴承体和轴承套。
[0047] 所述变量控制部件中还包括设置在传动轴外接端与摇架组件之间的圆弧块,设置在排流口侧的调压阀、调节杆、变量活塞和变量活塞套,设置在吸流口侧的活塞杆和变量弹簧,以及设置在吸流口和排流口两侧各一的柱塞滑靴变量用组件;所述调节杆用于控制摇架组件的下端面与传动轴间所成角度的最大值,所述调压阀用于实时调节摇架组件的下端面与传动轴间所成角度,所述活塞杆和变量弹簧用于平衡来自于变量活塞套的力而使得摇架组件的下端面与传动轴间所成角度确定。
[0048] 本发明中,调节杆是用于调节变量泵的可变量范围,例如在图1中,摇架组件与水平面的角度最大值为O〜12°或O〜15°或其它值。具体地,本发明中在通过调节杆手动调节好变量范围后,通过调压阀17控制变量活塞19顶升变量活塞套20,变量活塞套与该处的滑靴对摇架组件施加向上的力,而使得摇架与水平面的角度减小,因而可例如在O〜12°间保持变化。变量弹簧23的存在使得可以通过它的压缩和伸张以平衡来自于调压阀17的力,使得摇架组件的倾斜角度可以稳定在某个值或稳定地变化。变量活塞中给的油压越高,则摇架组件的偏转角度越小。
[0049] 本发明中的圆弧块6又叫轴瓦,它是固定的,它的存在使得摇架组件只能沿着轴向上下摆动而不能旋转。本领域技术人员可知,图1中摇架组件的倾斜角度越大,则变量泵输出的流体的流量越大;其倾斜角度越小,则输出的流体的流量越小。
[0050] 所述柱塞泵还包括与端盖I匹配设置的泵壳5、设置在泵壳上的泄流口 C、与摇架组件配合且位于其远离传动轴外接端一侧的柱塞滑靴组件8、回程盘9、弹簧13和球铰14 ;所述弹簧13和球铰14紧顶回程盘9,使得回程盘9带动柱塞滑靴组件8紧贴摇架组件且随着传动轴的旋转而转动,改变缸体孔的空间容积,达到吸油和排油的目的。
[0051] 配流轴的外径为缸体的最大外径的20〜65%。优选地,配流轴的外径为缸体的最大外径的25〜62.5%,在一种具体的实施例中,所述缸体的最大外径为120mm时,所述配流轴的外径为32〜50_。所述配流轴的外径根据缸体的外径以及传动轴的直径大小来设计,配流轴的直径一般大于传动轴直径(例如为20_)。根据不同的排量需要,常见情形下所述配流轴的直径为20〜120_之间。本发明中,对配流轴的轴向长度并无严格限制,只要适合在其上设置各必须部件即可。在一种具体的实施方式中,所述配流轴的轴向长度为40〜120mm,所述第一缸的外径为120mm、内径为80mm,所述第二缸的外径为80mm、内径为 50mmo
[0052] 配流轴与配流套之间的间隙为0.02-0.05mm。配流套与配流轴间0.02-0.05mm的间隙使得二者之间形成油楔效应,形成滑动配合,配流套和配流轴之间不会出现干摩擦的磨损和烧坏的情况。本发明中配流轴与配流套之间流体的轴向流动并不会形成大的漏油情况,此处产生的油楔效应只会对旋转起到润滑作用。
[0053] 在一种具体的实施方式中,配流轴的轴向的另一端采用过盈配合与端盖连接。在一种具体的实施方式中,所述配流套的材质为QA19-4锡青铜材料,其具有较高的耐磨性能,可提高柱塞泵的使用寿命;配流轴的材质为38crm0AiA材料,通过热处理高温回火和硬氮化,可提高其硬度、耐磨性和使用寿命。在一种具体的实施方式中,所述第一配流槽设置在配流轴的轴向中部的1/5〜4/5区域。且所述第一配流槽的轴向长度,通孔的直径以及第二配流槽的直径均相同,例如为6〜8_。
[0054] 在靠近传动轴外接端的位置,所述柱塞泵还含有用于连接传动轴与泵壳的深沟球轴承11,所述深沟球轴承与传动轴同轴设置。
[0055] 在所述配流轴的曲面外表面上和/或配流套的曲面内表面上平行设置有多根圆弧通槽。所述圆弧通槽也称为平衡槽。其目的是使得缸体、配流套和配流轴之间旋转平衡。所述圆弧通槽的槽宽为0.6〜4mm,例如整条圆弧通槽的宽度均为0.8mm ;每条圆弧通槽之间的距离优选为3〜8mm。所述圆弧通槽的截面可以是弧形、半圆形、三角形、梯形、矩形等形状,本发明中对此并无限制。
[0056] 在一种具体的实施方式中,每条圆弧通槽由较宽的吸流端半圆弧通槽和较窄的排流端半圆弧通槽连通而成;且所述吸流端半圆弧通槽的宽度为3〜4_,排流端半圆弧通槽的宽度为0.6〜1.0mm,二者以宽度方向的中心线呈居中对齐设置,其示意图如图6所示,图6中的各部件的尺寸比例关系不代表实际情况。上述特殊形状的圆弧通槽能使得泵中形成过平衡配合,更加有利于柱塞泵的性能。
[0057] 此外,本领域技术人员能理解地,所述介质流道16可以不完全与轴向线平行,只要大致设置在轴向即可,例如其中心线与轴向线呈O〜30°间的夹角也是可行的,只要确保介质流道16的两端与配流轴的外表面间存在一定的壁厚即可。同理,所述第一配流槽151和第二配流槽152也并不需要完全设置在径向平面上,它与径向平面呈O〜30°间的夹角也可行。这些方式都是本发明中技术方案的等同替换方式,本发明中只是为了方便描述而将介质流道16和配流槽15的方向限定在一个具体的方向。
[0058] 本发明零件数量少,结构简单,容易制造。泵壳5和端盖I包覆在缸体7的外侧,并且相互卡合为一体,形成整个泵的保护壳。
[0059] 本发明中,两个泄流口 C对称设置在所述泵壳5的侧面上。泄流口 C使泵中的各部件得到润滑,并把多余的油泄漏掉。得到润滑的部位例如为配流套与配流轴的配合处、滑靴与摇架组件的配合处、柱塞与缸体孔的配合处。泄流口 C中的泄漏油越小越好,用肉眼可见,本发明提供的轴向柱塞泵比现有技术中轴向柱塞泵的泄漏流量明显减小。
[0060] 本发明中,配流轴下部与所述端盖侧面的介质通道孔采用过盈配合,防止油液泄漏。
[0061] 另外,配流轴的材质为38crmoAiA材料,通过热处理高温回火和硬氮化,可提高其硬度、耐磨性和使用寿命。配流套3材质为QA19-4锡青铜材料,具有较高的耐磨性。本发明提供的泵相比现有技术来说,在确保容积效率达到国家标准以上的情况下,其工作压力可以更高,例如达到45MPa时液压油的温度也不会明显升高,粘度不会明显降低。将柱塞泵用于某些工程机械上,压力每升高0.1MPa,物体就可以多举高一米,因而本发明提供的变量轴向柱塞泵具有重大的应用价值。
[0062] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变量轴向柱塞泵,所述柱塞泵为径向配流泵,包括受外力驱动而旋转的传动轴(12)、与传动轴连接的缸体(7)、配流套(3)、配流轴(2)以及使得所述柱塞泵变量输出流体的变量控制部件; 所述缸体、配流套和配流轴均与所述传动轴同轴设置;所述配流套呈圆柱状,且配流套紧密连接在缸体内的圆柱形凹洞中;传动轴的旋转带动所述缸体和配流套绕配流轴做旋转运动;配流轴轴向的一端设置在配流套内,且在配流轴和配流套间形成径向间隙; 所述变量控制部件中包括摇架组件(10),通过在外力驱动下改变所述摇架组件的下端面与传动轴间所成角度而实现流体的变量输出; 多根沿轴向设置或均与轴向呈倾斜>0°〜10°的角度设置的柱塞(81)设置在缸体孔内且位于配流套的径向外侧;流体经吸流口(A)进入柱塞泵中,在配流轴中轴向设置的介质流道(16)中沿轴向流动,再从配流轴上径向设置的第一配流槽(151)先后流入配流套的通孔(31)和位于缸体中径向设置的第二配流槽(152)内并进入吸流口侧的柱塞处;同时,流体从排流口侧的柱塞处流动至位于缸体中径向设置的第二配流槽,再经过配流套上的通孔和在配流轴上径向设置的第一配流槽,流过介质流道后,流出配流轴并从排流口(B)排出。
2.根据权利要求1所述的柱塞泵,其特征在于,所述缸体由外径不同的两个圆柱体在轴向上连接而成,其中靠近传动轴外接端的第一缸(71)的外径大于远离传动轴外接端的第二缸(72) ο
3.根据权利要求2所述的柱塞泵,其特征在于,所述第二缸通过圆锥轴承(4)与配流轴连接,且所述圆锥轴承与传动轴同轴设置。
4.根据权利要求1所述的柱塞泵,其特征在于,所述变量控制部件中还包括设置在传动轴外接端与摇架组件之间的圆弧块出),设置在排流口(B)侧的调压阀(17)、调节杆(18)、变量活塞(19)和变量活塞套(20),设置在吸流口(A)侧的活塞杆(22)和变量弹簧(23),以及设置在吸流口和排流口两侧各一的柱塞滑靴变量用组件(21);所述调节杆用于控制摇架组件的下端面与传动轴间所成角度的最大值,所述调压阀用于实时调节摇架组件的下端面与传动轴间所成角度,所述活塞杆和变量弹簧用于平衡来自于变量活塞套的轴向力而使得摇架组件的下端面与传动轴间所成角度确定。
5.根据权利要求1所述的柱塞泵,其特征在于,所述柱塞泵还包括与端盖(I)匹配设置的泵壳(5)、设置在泵壳上的泄流口(C)、与摇架组件配合且位于其远离传动轴外接端一侧的柱塞滑靴组件(8)、回程盘(9)、弹簧(13)和球铰(14);所述弹簧(13)和球铰(14)紧顶回程盘(9),使得回程盘(9)带动柱塞滑靴组件(8)紧贴摇架组件且随着传动轴的旋转而转动,改变缸体孔的空间容积,达到吸油和排油的目的。
6.根据权利要求1所述的柱塞泵,其特征在于,配流轴的外径为缸体的最大外径的20〜65% ;所述介质流道在径向平面内的截面形状为腰形,其数量为吸流口侧和排流口侧各一个;所述第一配流槽在径向平面内的截面形状为月牙形,其数量为吸流口侧和排流口侧各一个;所述第二配流槽为圆柱形通孔状,其数量与多根所述柱塞的数量一致。
7.根据权利要求1〜6中任意一项所述的柱塞泵,其特征在于,配流轴与配流套之间的径向间隙为0.02-0.05mm。
8.根据权利要求1〜6中任意一项所述的柱塞泵,其特征在于,在靠近传动轴外接端的位置,所述柱塞泵还含有用于连接传动轴与泵壳的深沟球轴承(11),所述深沟球轴承与传动轴同轴设置。
9.根据权利要求1〜6中任意一项所述的柱塞泵,其特征在于,在所述配流轴的曲面外表面上和/或配流套的曲面内表面上平行设置有多条圆弧通槽。
10.根据权利要求9所述的柱塞泵,其特征在于,每条圆弧通槽由较宽的吸流端半圆弧通槽和较窄的排流端半圆弧通槽连通而成;且所述吸流端半圆弧通槽的宽度为3〜4_,排流端半圆弧通槽的宽度为0.6〜1.0_,二者以宽度方向的中心线呈居中对齐设置。
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