CN105423104B - 一种自加压式动静压润滑型配流盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液压元件技术领域，尤其是涉及一种柱塞泵用的配流盘。一种自加压式动静压润滑型配流盘，呈环状，包括一侧的腰形高压排油口和另一侧与前者相隔离的腰形低压吸油口，及内密封带和外密封带，排油口相接的外密封带上均布地设有的密封v形槽，所述密封v形槽的由内对数螺旋边线，外对数螺旋边线，和圆弧线组成，其中两条对数螺旋边线交在排油口的外边缘上，内对数螺旋边线的压力角小于外对数螺旋边线的压力角，圆弧线的半径比外密封带的外半径小5‑15mm，并且密封v形槽旋向与柱塞泵缸体旋向一致，槽深5‑10μm。实现配流盘上动静压润滑，提高油膜刚度和支撑力，以减小倾覆力矩，更是减少了泄漏。

Description

一种自加压式动静压润滑型配流盘
技术领域
本发明涉及一种液压元件技术领域，尤其是涉及一种柱塞泵用的配流盘。
背景技术
柱塞泵配流副中油膜同时起着润滑和密封作用的特点，即需要密封各柱塞压缩腔又为轴向支撑缸体高度转动提供动静压润滑。目前高速高压柱塞泵的发展，正受到配流副润滑和密封特性的严重制约，大大影响了柱塞泵的可靠性和使用寿命，众多研究分析了吸排油口间存在的大压力差和配流盘上开设槽孔以减轻汽蚀和振动噪音，但很少由此带来增大泄漏问题。而采用动压密封是当期研究热点，如申请号201410254682.9。而采用间歇或者连续供油阻尼槽型配流盘，其静压油的压力来自外配的齿轮泵，实际造成的泄漏较大。如果刻意减小密封油膜厚度，不但容易造成磨损，而且密封效果好，起支撑作用的高压油分布面积小，实际产生的支撑力有限，及结果同样是有发生干摩擦的危险。也就是说，配流副液膜的分离力分布非常不均匀，为了提高分离力，重点提高排油口侧的液膜刚度，同时也应提高吸油口侧的分离力，减少楔形液膜角度。为此，工程实践和理论研究都在寻求一种新型配流盘，以提高液膜刚度，同时减少转子的倾覆力矩。
发明内容
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种自加压式动静压润滑型配流盘，呈环状，包括一侧的腰形高压排油口和另一侧与前者相隔离的腰形低压吸油口，及内密封带和外密封带，排油口相接的外密封带上均布地设有的密封v形槽，所述密封v形槽是由内对数螺旋边线，外对数螺旋边线，和圆弧线组成，其中两条对数螺旋边线交在排油口的外边缘上，内对数螺旋边线的压力角小于外对数螺旋边线的压力角，圆弧线的半径比外密封带的外半径小5-15mm，并且密封v形槽旋向与柱塞泵缸体旋向一致，槽深5μm或8μm或10μm。由于高速转子的转动，液体的剪切流流速随半径成正比，所以密封v形槽可以将一定的高压油从排油口引到密封端面，根据F=P×S,直接提高了静压辅助支撑转子缸体效果。利用联通器和沙漏原理，高压油进入密封槽的流量有限，限制了外泄漏，而在剪切流作用下，沿密封端面环线流动，同时渐变收敛的槽型还能产生动压效果，进一步加强了辅助支撑转子缸体效果。这样就可以提高液膜刚度，能有效地减少转子的倾覆力矩。
本发明的技术方案还可以进一步完善,作为优选，一种自加压式动静压润滑型配流盘，高压排油口和低压吸油口之间的过渡区还设有过渡v形槽，小内对数螺旋边线，小外对数螺旋边线交在排油口的外边缘与柱塞孔的切点上，过渡v形槽的小内对数螺旋边线与小圆弧线交点在吸油口的外边缘与柱塞孔相切时柱塞孔投影的右侧边缘上，槽深20或30μm。上下过渡区容易过压缩或者欠压缩，带来振动和汽蚀等问题，一般开三角槽或者阻尼孔来降低影响，但是实际上所开减振的设置并不能适应大压差变动工况。该方案的过渡v形槽实际起到储油调节腔的作用，可以避免节流阻尼孔槽因柱塞泵转速改变，因过流截面约束不自适应调整流量以进行高低压油量恰当的比例混合的僵化过渡调整的缺陷。该设置可以减少高低压口间的泄漏，有利于减少振动噪音。
作为优选，一种自加压式动静压润滑型配流盘，所述的低压吸油口侧的外密封带上还设有带宽为5-10mm均压槽，所述均压槽的上引流口为上死区的密封v形槽的内对数螺旋边线和圆弧线的交点，下引流口为下死区的密封v形槽的外对数螺旋边线和圆弧线的交点，槽深50或80μm。均压槽的油压间接来自排油口，其分布半径大于排油区高压油的分布半径，在低压区分布了较高的油压和较大力臂的支撑力矩起到力矩平衡的作用，使转动缸体倾覆趋势减小，运行更平衡。
因此，本方案利用了采用v形槽结构，方便地配流盘的具体部分进行特别设置，以实现配流盘上动静压润滑和对倾覆力矩起着负反馈的作用，提高油膜刚度和支撑力，以减小倾覆力矩，更是减少了泄漏。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是密封v形槽5的结构示意图；
图3是过渡v形槽6的结构示意图；
图4是本发明实施例1的结构示意图；
图5是本发明实施例2的结构示意图。
图中：1、高压排油口， 2、低压吸油口， 3、内密封带，4、外密封带，5、密封v形槽，501、内对数螺旋边线，502、外对数螺旋边线，，503、圆弧线，6、过渡v形槽，601、小内对数螺旋边线，602、小外对数螺旋边线，603、小圆弧线，7、均压槽。
实施方式
下面通过实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步具体说明：
实施例1：如图2、图4所示，一种自加压式动静压润滑型配流盘，呈环状，包括一侧的腰形高压排油口1和另一侧与前者相隔离的腰形低压吸油口2，及内密封带3和外密封带4，排油口1相接的外密封带4上均布地设有的密封v形槽5，所述密封v形槽5的由内对数螺旋边线501，外对数螺旋边线502，和圆弧线503组成，其中两条对数螺旋边线交在排油口1的外边缘上，内对数螺旋边线501的压力角小于外对数螺旋边线502的压力角，分别为18°，25°，由于切向流速与半径成正比，相对较小的压力角，可以保证流体在边线上升时不至于因分离而产生二次流。圆弧线503的半径比外密封带4的外半径小5mm，并且密封v形槽5旋向与柱塞泵缸体旋向一致，槽深5μm。利用联通器和沙漏原理，高压油进入密封v形,5的流量有限，限制了外泄漏，而在剪切流作用下，沿密封端面环线流动，同时渐变收敛的槽型还能产生动压效果，进一步加强了辅助支撑转子缸体效果。这样就可以提高液膜刚度，能有效地减少转子的倾覆力矩。
实施例2：如图2、图3、图5所示，密封v形槽5的圆弧线503的半径比外密封带4的外半径小8mm，并且旋向与柱塞泵缸体旋向一致，槽深8μm。而且槽数比实施例多，结构原理同实施例1，其中区别在于：高压排油口1和低压吸油口2之间的过渡区还设有过渡v形槽6，小内对数螺旋边线601，小外对数螺旋边线602交在排油口1的外边缘与柱塞孔的切点上，过渡v形槽6的小内对数螺旋边线601与小圆弧线603交点在吸油口2的外边缘与柱塞孔相切时柱塞孔投影的右侧边缘上，槽深20μm。过渡v形槽6的对数螺旋线压力角对应地小于v形槽5的两个压力角。上下过渡区容易过压缩或者欠压缩，带来振动和汽蚀等问题，一般开三角槽或者阻尼孔来降低影响，但是实际上所开减振的设置并不能适应大压差变动工况。该方案的过渡v形槽6实际起到储油调节腔的作用，可以避免节流阻尼孔槽因柱塞泵转速改变，因过流截面约束不自适应调整流量以进行高低压油量恰当的比例混合的僵化过渡调整的缺陷。该设置可以减少高低压口间的泄漏，有利于减少振动噪音。
实施例3：结构原理同实施例2，具体如图1、图2、图3所示，密封v形槽5的圆弧线503的半径比外密封带4的外半径小10mm，并且旋向与柱塞泵缸体旋向一致，槽深10μm。过渡v形槽6的槽深30μm；所述的低压吸油口2侧的外密封带4上还设有带宽为8mm均压槽7，该槽视具体配流盘大小而定，所述均压槽的上引流口为上死区的密封v形槽5的内对数螺旋边线501和圆弧线503的交点，下引流口为下死区的密封v形槽5的外对数螺旋边线502和圆弧线503的交点，槽深50μm，均压槽7起静压支撑作用，该槽深不能过小，过深则没有必要，并且过深则在启动阶段难以建立足够的支撑力。均压槽的油压间接来自排油口，其分布半径大于排油区高压油的分布半径，在低压区分布了较高的油压和较大力臂的支撑力矩起到力矩平衡的作用，使转动缸体倾覆趋势减小，运行更平衡。
因此，本发明具有布局合理，方便加工针对配流盘工作特点，基于流体动压润滑产生要求，实际组成配流副时，控制油膜厚度应小于10微米，在排油口的外密封带上设置动静压润滑槽，可以提高液膜刚度，减小倾覆力矩，便于液膜形状优化，同时在过渡区设置v形槽6，在吸油口侧外密封带上设置均压槽，引压口均为小过流面，限制泄漏量，所以采用该配流盘可有效减小泄漏，降低配流振动和噪音，减少汽蚀在吸油口始端的发生。

Claims (3)

1.一种自加压式动静压润滑型配流盘，呈环状，包括一侧的腰形高压排油口（1）和另一侧与前者相隔离的腰形低压吸油口（2），及内密封带（3）和外密封带（4），其特征在于排油口（1）相接的外密封带（4）上均布地设有的密封v形槽（5），所述密封v形槽（5）的由内对数螺旋边线（501），外对数螺旋边线（502），和圆弧线（503）组成，其中两条对数螺旋边线交在排油口（1）的外边缘上，内对数螺旋边线（501）的压力角小于外对数螺旋边线（502）的压力角，圆弧线（503）的半径比外密封带（4）的外半径小5-15mm，并且密封v形槽（5）旋向与柱塞泵缸体旋向一致，槽深5μm或8μm或10μm。
2.根据权利要求1所述的自加压式动静压润滑型配流盘，其特征在于高压排油口（1）和低压吸油口（2）之间的过渡区还设有过渡v形槽（6），小内对数螺旋边线（601），小外对数螺旋边线（602）交在排油口（1）的外边缘与柱塞孔的切点上，过渡v形槽（6）的小内对数螺旋边线（601）与小圆弧线（603）交点在吸油口（2）的外边缘与柱塞孔相切时柱塞孔投影的右侧边缘上，槽深20或30μm。
3.根据权利要求1或2所述的自加压式动静压润滑型配流盘，其特征在于所述的低压吸油口（2）侧的外密封带（4）上还设有带宽为5-10mm均压槽（7），所述均压槽的上引流口为上死区的密封v形槽（5）的内对数螺旋边线（501）和圆弧线（503）的交点，下引流口为下死区的密封v形槽（5）的外对数螺旋边线（502）和圆弧线（503）的交点，槽深为50或80μm。
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Assignee: Taizhou Youyi Technology Co.,Ltd.

Assignor: QUZHOU University

Contract record no.: X2024980000102

Denomination of invention: A self pressurized dynamic and static lubrication type distribution plate

Granted publication date: 20230613

License type: Common License

Record date: 20240104