CN104948444A - 适用于径向液压泵/马达的轴配流支撑结构及轴配流径向液压泵/马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于径向液压泵/马达的轴配流支撑结构及轴配流径向液压泵/马达，属于流体传动与控制技术领域。对轴配流径向液压泵/马达中的配流轴采用静压和轴承配合的双支撑结构，为了解决配流轴的间隙控制和受力平衡问题，将液压泵/马达的缸体通过两个轴承支撑在壳体上，又将配流轴通过两个轴承支撑在缸体的中心孔中，并在配流轴上与高压油腔相对应的位置开设静压支撑油槽，将高压油通过油孔引入支撑油槽中，这样既能保证配流轴与缸体之间的液压作用力基本平衡，又能有效保证配流副的配合间隙，从而提高液压泵的容积效率和可靠性。

Description

适用于径向液压泵/马达的轴配流支撑结构及轴配流径向液压泵/马达

技术领域

本发明涉及一种轴配流支撑结构及具有该种轴配流支撑结构的液压泵/马达，属于流体传动与控制(液压传动)领域。

背景技术

径向球活塞式液压泵具有轴向尺寸小、结构紧凑、构件少、易于实现高转速等优点，在工农业及国防等领域具有广泛的应用前景。

径向球活塞式液压泵通常采用轴配流形式，配流副的设计是其关键技术之一。配流副既要保证一定的密封性，从而保证泵的容积效率，同时又要保证配流副两构件之间没有严重的摩擦磨损，以免造成配流副失效，导致整个液压泵损坏。传统的轴配流结构通常是将配流轴安装在壳体上固定不动，采用悬臂结构，缸体支撑在配流轴上，导致配流轴受较大的单侧径向载荷。

上述问题使得径向球活塞式液压泵的优点不能充分发挥出来，限制了它的发展。解决这一问题，对提高我国液压行业的技术水平，具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种适用于径向液压泵/马达的轴配流支撑结构及轴配流径向液压泵/马达，采用轴承将缸体支撑在壳体上，对配流轴采用静压和轴承配合的支撑结构支撑在缸体上，支撑稳固，各部件受力情况好。

所述的适用于径向液压泵/马达的轴配流支撑结构，包括：配流轴、四个轴承、径向液压泵/马达的缸体和壳体；所述缸体通过其外圆周面的两个轴承支撑在壳体上，所述配流轴通过两个轴承支撑在缸体中心孔内；沿所述配流轴的圆周方向对称加工有两个轴向的油腔，所述油腔与液压泵/马达的油路贯通；在所述配流轴的外圆周面上沿其轴向分布有两对以上弧形的静压支撑油槽；每对静压支撑油槽沿配流轴的圆周方向对称分布；其中位于配流轴一侧的油腔分别通过油孔与其对侧的静压支撑油槽贯通；采用与壳体相连的压板限制所述配流轴的轴向移动和周向转动。

所述的轴配流径向液压泵/马达，包括：壳体、定子滚道、缸体、配流轴、活塞、变量活塞、变量缸盖、圆柱滚子、输入轴、四个轴承、变量操纵阀、盖板和压板。

其连接关系为：所述定子滚道位于壳体内，其上下两端各通过一组圆柱滚子支撑在与壳体连接的盖板上；所述缸体通过其外圆周面的两个轴承支撑在壳体上，其轴线与所述定子滚道同轴；所述配流轴通过两个轴承支撑在缸体的中心孔内；沿所述配流轴的圆周方向对称加工有两个轴向的油腔，所述油腔与液压泵/马达的油路贯通；在所述配流轴的外圆周面上沿其轴向分布有两对以上弧形的静压支撑油槽；每对静压支撑油槽沿配流轴的圆周方向对称分布；其中位于配流轴一侧的油腔分别通过油孔与其对侧的静压支撑油槽贯通；所述配流轴通过其端部的压板与壳体相连；

所述缸体的圆周方向均匀分布有两个以上用于安装活塞的径向活塞孔；在液压泵/马达工作过程中，所述活塞与定子滚道的内侧圆弧滚道接触；两组变量活塞和变量缸盖对称布置在定子轨道径向的两侧，与所述壳体相连；所述变量操纵阀与壳体相连，控制操纵压力油进入活塞腔；所述输入轴同轴设置在配流轴的端部，并与之相连。

有益效果:

配流轴与缸体之间采用静压及轴承的双支撑结构，能够充分发挥液压支撑和轴承支撑各自的优点，解决配流轴的间隙控制和受力平衡问题，具体为：

(1)将缸体通过两个轴承支撑在壳体上，能够使缸体受到的径向液压力通过轴承传递到壳体上，支撑稳固。

(2)配流轴通过两个轴承支撑在缸体的中心孔中，并在配流轴上与高(低)压油腔相对应的位置开设静压支撑油槽，将高压油通过小孔引入支撑槽中，这样既能保证配流轴与缸体之间的液压作用力基本平衡，又能通过轴承使配流副(配流轴与缸体之间)具有合适的配合间隙，防止油液大量泄漏，从而提高液压泵的容积效率和可靠性。

(3)采用该种形式的支撑结构后，再通过对支撑油槽宽度及高(低)压油腔与支撑油槽之间小孔直径的合理设计，能够实现液压泵/马达高压油腔压力油在配流轴与缸体之间产生的极大径向作用力基本得到平衡；由于工况变化或动压效应等因素产生的一小部分不平衡作用力由配流轴和缸体之间的两个轴承承受，因此轴承所承受的载荷较小。

(4)由于配流轴与缸体通过轴承组装在一起，缸体支撑在壳体上的两个轴承的游隙并不影响轴配流副的配合间隙。

附图说明

图1为轴配流支撑结构示意图；

图2为轴配流径向球活塞式液压泵的径向剖视图；

图3为轴配流径向球活塞式液压泵的轴向剖视图；

图4为轴配流径向球活塞式液压泵的左视图；

图5为配流轴的轴向剖视图；

图6为图5的A-A剖视图。

其中：1-壳体、2-定子滚道、3-缸体、4-配流轴、5-活塞、6-变量活塞、7-变量缸盖、8-圆柱滚子、9-输入轴、10-轴承A、11-轴承B、12-变量操纵阀、13-轴承C、14-轴承D、15-端盖、16-盖板、17-压板、18-支撑油槽、19-油腔

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供一种对配流轴采用静压和轴承双支撑结构形式的轴配流径向球活塞式液压泵，该液压泵的结构形式如图2和图3所示。包括：壳体1、定子滚道2、缸体3、配流轴4、活塞5、变量活塞6、变量缸盖7、圆柱滚子8、输入轴9、轴承A10、轴承B11、变量操纵阀12、轴承C13、轴承D14、端盖15、盖板16、压板17及密封连接件等，本实施例中所述活塞5为球活塞。

其连接关系为：所述定子滚道2位于在壳体1中，通过上下两组圆柱滚子8支撑在与壳体1连接的两个盖板16上。所述缸体3通过其外圆周面两端的轴承A10和轴承B11支撑在壳体1上，并使其轴线与定子滚道2保持同轴。配流轴4通过轴承C13和轴承D14支撑在缸体3的中心孔中，配流轴4的外圆周面与缸体3的中心控制之间保持一定的配流间隙。由于配流轴4与其它部件之间没有固定连接，从而保证配流间隙不受轴承A10和轴承B11游隙变化的影响。

所述配流轴的结构如图4和图5所示，本实施例中配流轴4为空心轴。在所述配流轴4的内部设置有两个轴向的油腔19，分别位于其水平对称面的上下两侧；所述油腔19与液压泵/马达的油路贯通。所述配流轴的外圆周面上，每个油腔19所对应的位置分别加工有两个弧形凹槽，作为静压支撑油槽18；位于配流轴4水平对称面一侧的油腔19分别通过油孔与其对侧的静压支撑油槽18贯通。在工作过程中，一侧油腔中的压力油产生的对配流轴4的液压力能够与另外一侧支撑油槽中的压力油产生的支撑力相平衡。

所述配流轴4的一侧端面上沿其圆周方向均匀分布有四个限位槽，四个压板17通过螺钉安装在壳体1上，所述压板17上的凸起与配流轴4上限位槽配合，从而限制配流轴4在轴向和圆周方向的运动。

九个活塞5分布安装在缸体3上沿圆周方向均匀分布的九个径向活塞孔中，活塞孔底部加工成球窝形状，这样可以减小闭死容积，提高液压泵/马达的容积效率；活塞5可以采用实心球体，也可以采用空心球体。工作过程中，所述活塞5与定子滚道2的内侧圆弧滚道接触。两组变量活塞6和变量缸盖7分别对称布置在定子轨道2的两侧，通过螺栓与壳体1相连。所述变量操纵阀12安装在壳体上，通过变量操纵阀12控制操纵压力油进入活塞腔，推动定子滚道2在左右方向上偏移，使缸体3和定子滚道2之间产生偏心距，从而调节泵的排量和油液的进出方向。所述输入轴9同轴设置在配流轴4的端部，输入轴9通过螺栓与缸体3连接，可以输入动力。在输入轴9的外圆周面上套装有端盖15，端盖15安装在壳体1上，起定位及密封作用。

该轴配流径向球活塞式液压泵的工作原理为：动力从输入轴9输入，带动缸体3旋转，定子滚道2在变量操纵阀12和变量活塞6的作用下偏移，使缸体3与定子滚道2之间产生偏心距，活塞5在离心力和定子滚道2的作用下在缸体3的径向孔中往复运动，实现吸油和压油。

该种结构形式的轴配流径向活塞式液压泵的装配过程为：(1)首先将一组圆柱滚子8装在一个盖板16的滚子槽内，然后用螺栓将该盖板与壳体1的下端装配在一起；(2)将定子滚道2放入壳体，使其底部的滚子槽与已经安装好的盖板16内的圆柱滚子对应；(3)将另外一组圆柱滚子8安装在定子滚道2上部的滚子槽内，并用螺栓将另一个盖板16安装到壳体上；(4)用螺栓将端盖15连同油封安装在壳体1端部的相应位置；(5)将轴承A10、轴承B11装配在缸体3外圆周面的两端，并把轴承D14安装在缸体3内孔的相应位置；(6)用螺栓将输入轴9同轴安装在缸体3的端部，所述输入轴9同时对轴承A10起到轴向定位的作用；(7)将九个活塞5分别装入缸体3上的活塞孔中；(8)将由缸体3、轴承A10、轴承B11、轴承D14、输入轴9、活塞5组装而成的总成从壳体1侧面直径较大的孔装入壳体1内，直至轴承A10与已经装配好的端盖接触并定位，输入轴9轴头穿过端盖15上的油封孔伸出到壳体1外；(9)将轴承C13安装到配流轴4的相应位置，将“O”形圈装入配流轴的“O”形圈槽内，由此形成配流轴组件；(10)将组装好的配流轴组件同轴装入缸体3的中心孔，并使轴承D14内孔与配流轴4配合，在配流轴4与轴承B11外圈之间增加适量的调整垫，调节配流轴4上的配流窗口与缸体3内孔中的配流窗口对应；(11)用螺栓将压板17安装在壳体上，使压板17上的凸起与配流轴4上的限位槽配合，限制配流轴在圆周方向上的转动；(12)将变量活塞6安装在壳体1两侧的变量孔中，用螺栓将变量缸盖7安装在壳体上；(13)用螺栓将变量操纵阀12安装在壳体1的安装位置；(14)将变量操纵阀12上的进出油口与壳体两侧变量缸盖7上的油口用管路连接好。

上述轴配流轴的支撑结构同样可以应用于径向活塞式液压马达及径向柱塞式泵/马达。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (6)

1.适用于径向液压泵/马达的轴配流支撑结构，其特征在于，包括：配流轴(4)、四个轴承、径向液压泵/马达的缸体(3)和壳体(1)；所述缸体(3)通过其外圆周面的两个轴承支撑在壳体(1)上，所述配流轴(4)通过两个轴承支撑在缸体(3)中心孔内；沿所述配流轴(4)的圆周方向对称加工有两个轴向的油腔(19)，所述油腔(19)与液压泵/马达的油路贯通；在所述配流轴(4)的外圆周面上沿其轴向分布有两对以上弧形的静压支撑油槽(18)；每对静压支撑油槽(18)沿配流轴(4)的圆周方向对称分布；其中位于配流轴(4)一侧的油腔(19)分别通过油孔与其对侧的静压支撑油槽(18)贯通；采用与壳体(1)相连的压板(17)限制所述配流轴(4)的轴向移动和周向转动。

2.轴配流径向液压泵/马达，其特征在于，包括：壳体(1)、定子滚道(2)、缸体(3)、配流轴(4)、活塞(5)、变量活塞(6)、变量缸盖(7)、圆柱滚子(8)、输入轴(9)、四个轴承、变量操纵阀(12)、盖板(16)和压板(17)；

其连接关系为：所述定子滚道(2)位于壳体(1)内，其上下两端各通过一组圆柱滚子(8)支撑在与壳体(1)连接的盖板(16)上；所述缸体(3)通过其外圆周面的两个轴承支撑在壳体(1)上，其轴线与所述定子滚道(2)同轴；所述配流轴(4)通过两个轴承支撑在缸体(3)的中心孔内；沿所述配流轴(4)的圆周方向对称加工有两个轴向的油腔(19)，所述油腔(19)与液压泵/马达的油路贯通；在所述配流轴(4)的外圆周面上沿其轴向分布有两对以上弧形的静压支撑油槽(18)；每对静压支撑油槽(18)沿配流轴(4)的圆周方向对称分布；其中位于配流轴(4)一侧的油腔(19)分别通过油孔与其对侧的静压支撑油槽(18)贯通；所述配流轴(4)通过其端部的压板(17)与壳体(1)相连；

所述缸体(3)的圆周方向均匀分布有两个以上用于安装活塞(5)的径向活塞孔；在液压泵/马达工作过程中，所述活塞(5)与定子滚道(2)的内侧圆弧滚道接触；两组变量活塞(6)和变量缸盖(7)对称布置在定子轨道(2)径向的两侧，与所述壳体(1)相连；所述变量操纵阀(12)与壳体(1)相连，控制操纵压力油进入活塞腔；所述输入轴(9)同轴设置在配流轴(4)的端部，并与之相连。

3.如权利要求2所述的轴配流径向液压泵/马达，其特征在于，所述配流轴(4)为空心轴。

4.如权利要求2所述的轴配流径向液压泵/马达，其特征在于，所述液压泵/马达为轴配流径向球活塞式液压泵/马达。

5.如权利要求4所述的轴配流径向液压泵/马达，其特征在于，所述缸体(3)上径向活塞孔的底部为球窝形状。

6.如权利要求2所述的轴配流径向液压泵/马达，其特征在于，所述液压泵/马达为轴配流径向柱塞式液压泵/马达。