CN105756877A - 对称斜弯主轴结构轴向柱塞液压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对称斜弯主轴结构轴向柱塞液压泵，属于容积式泵类。其中泵输入主轴的中段设置斜弯轴，一对支撑轴承对称安装在斜弯轴两边的主轴轴肩上，承受泵的主要载荷。泵的斜盘通过支撑轴承安装在主轴中段的斜弯轴上。另外，泵的一组大球铰的中心位于同一个圆平面上，该圆平面与斜盘体和斜盘压盖的接合面重合。所述泵的对称斜弯主轴及支撑轴承和斜盘、斜盘支撑轴承与泵的斜盘限转环共同作用。所述泵的配流阀阀芯为圆盘状，其圆周边与相邻零件的环状隙缝不小于0.5毫米。此外，在泵主轴的输入端设置平衡块。本发明具有输出压力高、流量大、结构紧凑、重量轻、性能稳定、工作可靠等特点。

Description

对称斜弯主轴结构轴向柱塞液压泵
技术领域
本发明属于容积式泵类，具体涉及一种对称斜弯主轴结构轴向柱塞液压泵。
背景技术
目前广泛应用于各工业部门的轴向柱塞液压泵的缸体都是隨输入主轴转动而同转动。这类泵采用端面配流或球面配流，配流副之间必须形成可靠的油步膜润滑才能正常工作。这类轴向柱塞液压泵广泛应用于以矿物油为介质的液压系统中。丹麦Danfoss公司采用降低斜盘倾角（不大于10゜)的方法来降低柱塞/缸体（缸套）磨擦副的PV值，并采用特种工程材料及特种加工手段生产出了水介质液压泵。但由于其对工作介质的清洁度要求太高，使这种泵的推广受到限制。
近几年新发展的一种“端面曲轴主轴结构"轴向柱塞液压泵，其特征是：斜盘通过支撑轴承安装在端面曲轴的曲拐上；斜盘外侧安装有导向定位滑块。在端面曲轴、斜盘和导向定位滑块的共同作用下，将主轴的旋转运动转变为斜盘绕一固定点作球面摆动，斜盘不做旋转运动。实现了泵的缸体与泵壳体一样固定不动。这种“端面曲轴主轴结构"轴向柱塞液压泵采用单向阀配流，适用于以矿物油、海/淡水、乳化液和其它低粘度液体为工作介质的液压传动系统的动力部件。但这种泵的主轴为悬臂式安装，主轴工作的平稳性差，影响了泵的工作可靠性。
发明内容
为了克服现有技术不足，本发明提供了一种对称斜弯主轴结构轴向柱塞液压泵。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在输入主轴1的中段设置斜弯轴，主轴轴线与斜弯轴轴线相交于A点，主轴轴线与斜弯轴轴线相交成15度～40度锐角。一对支撑轴承2对称安装在斜弯轴两边的主轴轴肩上，承受主轴所受的全部径向和轴向载荷。
根据本发明的实施例，进一步改进包括所述泵的斜盘3通过另一对支撑轴承5安装在主轴中段的斜弯轴上。泵的一组柱塞往复工作时所产生的工作载荷主要由斜盘、斜盘支撑轴承传输给泵主轴，再由对称安装在斜弯轴两边的主轴支撑轴承传输给泵壳体。这种对称斜弯主轴结构受力均衡、运动平稳，有效提高了泵的工作可靠性。
根据本发明的实施例，进一步改进包括一组双球头连杆万向球铰机构将一组柱塞6与泵的斜盘连接一起。一组大球铰18分别由球铰体17和球铰盖19包住大球铰的球头安装在斜盘体3和斜盘压盖15的相应孔中，并用一组螺栓16固定锁紧。其特征在于：一组大球铰的中心位于同一个园平面上，该园平面与斜盘体和斜盘压盖的接合面重合。大球铰中心园平面的园心和斜盘作球面摆动的中心与主轴轴线与斜弯轴轴线的交点A重合（三心重合）。
根据本发明的实施例，进一步改进包括所述对称斜弯主轴及支撑轴承和斜盘、斜盘支撑轴承与泵的斜盘限转环4共同作用，将泵主轴的旋转运动转换为斜盘绕主轴轴线与斜弯轴轴线的交点A（三心重合点）作空间球面摆动，斜盘不转动；泵缸体和泵壳体一样固定不动,实现了轴向柱塞液压泵采用配流阀配流。
根据本发明的实施例，进一步改进包括阀芯25为圆盘状，其圆周边与相邻零件的环状隙缝不小于0.5毫米,用以将阀芯快速运动时的阻力降至最低；阀芯采用轻质耐海水材料钛合金（TC4)以减轻其运动惯量。其特征还在于：在阀座22与泵体及吸入阀导流套20间加O形橡胶密封圈21，配流阀装配好后，在阀座和泵体间保留0.3—0.4毫米的间隙，用以降低阀芯往复运动时的冲击惯量。
根据本发明的实施例，进一步改进包括在主轴的输入端设置平衡块12，有效地消除由斜弯轴形成的主轴旋转的动不平衡。
本发明适用于以矿物油、海/淡水、乳化液和其它低粘度液体为工作介质的液压传动系统的动力部件。具有输出压力高、流量大、结构紧凑、重量轻、性能稳定、工作可靠等特点。
附图说明
图1是本发明的一个实施例结构示意图；
图2是对称斜弯主轴和斜盘结构原理图；
图3是主轴、斜盘、（连杆）球铰“三心”重合示意图；
图4是配流阀组结构原理图和平衡块结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，详细介绍本发明的各实施例。
图1所示为本发明的结构总图。泵输入主轴1的中段设置斜弯轴，主轴轴线与斜弯轴轴线成15度～40度锐角。一对支撑轴承2对称安装在斜弯轴两边的主轴轴肩上，承担泵工作时所有的轴向和径向载荷。泵的斜盘3通过另一对支撑轴承5安装在主轴中段的斜弯轴上。一组双球头连杆万向球铰机构将一组柱塞与泵的斜盘连接一起。泵的一组柱塞往复工作时所产生的工作载荷主要通过双球头连杆万向球铰机构传输给斜盘、斜盘支撑轴承和泵主轴，再由对称安装在斜弯轴两边的主轴支撑轴承传输给泵壳体。一组大球铰中心位于一园平面上，该园平面的园心与斜盘作球面摆动的球心和主轴轴线与斜弯轴轴线交点A（三心）重合。由此实现了当主轴旋转时，主轴及支撑轴承和斜盘、斜盘支撑轴承与泵的斜盘限转环4共同作用，将泵主轴的旋转运动转换为斜盘绕主轴轴线与斜弯轴轴线的交点A作空间球面摆动，斜盘不转动；泵缸体7和泵壳体14一样固定不动。
在主轴的输入端设置平衡块12，有效地消除了由斜弯轴形成的主轴旋转的动不平衡问题，使泵运转平稳、工作更可靠。
安装在缸体柱塞孔中的一组柱塞组件6分别通过双球铰连杆机构13与斜盘组装在一起。当泵主轴作旋转运动时，由于斜盘(不转动)只作绕主轴轴线与斜弯轴轴线的交点A作空间球面摆动，斜盘通过双球铰连杆机构带动柱塞在相对应的缸孔中作来回往复运动，实现了泵的吸入介质和压出介质的功能。
如附图4所示，当柱塞不动时，缸孔和柱塞前端与吸入阀之间形成一密闭空间。柱塞向上运动时，在密闭空间中形成一定的真空。当吸入阀阀芯28左右两边的压力差大于弹簧24力时，吸入阀阀芯打开吸入工作介质。当柱塞向下运动时，密闭空间中压力迅速增大，吸入阀阀芯迅速关闭并打开压出阀的阀芯28，向系统输出高压介质。当柱塞再次向上运动时，局部真空使压出阀芯迅速关阀，并迅速打开吸入阀阀芯，进入下一轮配流动作。配流阀阀芯为圆盘状、无导向杆，阀芯采用轻质耐海水材料钛合金（TC4)以减轻其重量，尽量降低阀芯的运动惯量。阀芯的外圆周边与相邻零件的环状隙缝不小于0.5毫米,使阀芯在快速运动时的磨擦阻力降至最低。在阀座27和泵体/吸入阀导流套20间加O形橡胶密封圈21，配流阀装配好后，在阀座和泵体间保留0.3—0.4毫米的间隙，用以降低阀芯往复运动时的冲击惯量。本发明的配流阀工作可靠、介质适应性强、工作时振动噪声低。

Claims (5)

1.一种对称斜弯主轴结构轴向柱塞液压泵，其特征在于：泵输入主轴(1)的中段设置斜弯轴，所述主轴(1)轴线与斜弯轴轴线成15度～40度锐角,一对支撑轴承(2)对称安装在斜弯轴两边的主轴轴肩上。
2.如权利要求1所述的对称斜弯主轴结构轴向柱塞液压泵，其特征在于：在所述斜弯轴上斜盘(3)通过另一对支撑轴承(5)在主轴(1)中段进行安装。
3.如权利要求1所述的对称斜弯主轴结构轴向柱塞液压泵，其特征在于：一组大球铰(18)的中心位于同一个圆平面上，该圆平面与斜盘体(3)和斜盘压盖(15)的接合面重合，大球铰中心圆平面的圆心和斜盘作球面摆动的中心与主轴轴线与斜弯轴轴线的交点A三心重合重合。
4.如权利要求1所述的对称斜弯主轴结构轴向柱塞液压泵，其特征在于：轴向柱塞液压泵内部设有配流阀（10），所述配流阀阀芯（28）为圆盘状，其圆周边与相邻零件的环状隙缝不小于0.5毫米，在阀座（22）与泵体及吸入阀导流套（20）之间加O形橡胶密封圈（21），配流阀（10）装配好后，在阀座（22）与泵体之间及阀座（22）与吸入阀导流套（20）之间保留0.3—0.4毫米的间隙。
5.如权利要求1所述的对称斜弯主轴结构轴向柱塞液压泵，其特征在于：在主轴(1)的输入端设置平衡块(12)。
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