CN106286433A

CN106286433A - 一种具有摆动斜盘和转动配流盘的液压变压器

Info

Publication number: CN106286433A
Application number: CN201610953080.1A
Authority: CN
Inventors: 仉志强; 宋建丽; 李永堂; 刘志奇; 贾跃虎
Original assignee: Taiyuan University of Science and Technology
Current assignee: BENGBU KUNPENG FOOD & BEVERAGE CO., LTD.
Priority date: 2016-11-03
Filing date: 2016-11-03
Publication date: 2017-01-04
Anticipated expiration: 2036-11-03
Also published as: CN106286433B

Abstract

一种具有摆动斜盘和转动配流盘的液压变压器，属于液压件技术领域，其特征是位于设备左右侧的第一、第二单元具有相同的结构，以第一单元为例，左配流盘、左柱塞缸、左斜盘从左向右依次套装在旋转轴的左段，左摆动马达转子通过左第一花键与左配流盘联接，左斜盘与中壳体通过左转动副贴合，左斜盘的上端部的左、右侧分别通过左斜盘推动缸和左复位弹簧与中壳体连接，左壳体的第一、第二油孔分别通过左配流盘的第一、第二腰形槽与左柱塞腔连通，右壳体的第一、第二油孔分别通过右配流盘的第一、第二腰形槽与右柱塞腔连通。优点是该液压变压器具有较大变压比，较快的压力、流量响应速度，较小的压力流量耦合影响，并消除了低速稳定性问题。

Description

一种具有摆动斜盘和转动配流盘的液压变压器

技术领域

本发明属于液压件技术领域，具体涉及一种具有摆动斜盘和转动配流盘的液压变压器。

背景技术

恒压网络二次调节技术是当今液压传动领域非常重要的节能方案。液压变压器是恒压网络二次调节技术的核心元件。Innas公司申请了WO9731185A1发明专利，该专利中的液压变压器的配流盘均匀布置了三个腰形槽，分别与恒压源、负载和低压源联接。这种在配流盘上均匀布置三个腰形槽有利于减小变压器的体积，但存在几项技术问题：1）由于配流窗口小于120°，因此流量脉动较大；2）依靠柱塞缸转速变化来调节流量，流量调节能力差；3）由于柱塞缸转速很低时的稳定性差，所以导致元件在小流量工况时工作不稳定；4）压力、流量控制耦合程度大，增大系统控制难度。

发明内容

本发明目的是提供一种具有摆动斜盘和转动配流盘的液压设备，可有效地克服现有技术中存在的问题。本发明的目的是这样实现的，如图1所示，它包括左壳体2、右壳体2’、中壳体13、旋转轴15、左柱塞9、右柱塞9’、左柱塞缸6、右柱塞缸6’、左斜盘11、右斜盘11’、左配流盘3、右配流盘3’，其特征是左壳体2和右壳体2’分别通过左、右螺栓5、5’与中壳体13连接，旋转轴15的左右端分别通过左、右第一轴承1、1’安装在左壳体2和右壳体2’的轴承腔内，旋转轴15的中部分别通过左、右第二轴承14、14’安装在中壳体13的左、右凹腔内，旋转轴15分别通过左、右第二花键J2、J2’与左、右柱塞缸6、6’连接，左、右柱塞缸6、6’分别与左、右柱塞9、9’形成了n个左柱塞腔7和n个右柱塞腔7’，n为正整数，旋转轴15的轴线分别与左、右斜盘11、11’的轴线以锐角α和α’相交，三者的轴线在同一个平面内；

如图1所示，所述的左摆动马达转子4、左配流盘3、左柱塞缸6、左柱塞9、左斜盘11、左斜盘推动缸8、左复位弹簧12和旋转轴15构成了第一单元E1，右摆动马达转子4’、右配流盘6’、右柱塞缸6’、右柱塞9’、右斜盘11’、右斜盘推动缸8’、右复位弹簧12’和旋转轴15构成了第二单元E2，第一、第二单元E1、E2分别位于中间横截面X-X的左侧和右侧，第一、第二单元E1、E2具有相同的结构，以第一单元E1为例，左配流盘3、左柱塞缸6、左斜盘11从左向右依次套装在旋转轴15的左段，左摆动马达转子4通过左第一花键J1与左配流盘3联接，安装在左壳体2右端凹腔内的左配流盘3的右端面与柱塞缸6的左端面贴合，左柱塞9通过左滑靴10与左斜盘11的左端面贴合，左斜盘11与中壳体13通过左转动副16贴合，左斜盘11的上端部的左、右侧分别通过左斜盘推动缸8和左复位弹簧12与中壳体13连接；如图1、2、4所示，左摆动马达转子的第一、第二外齿4.1、4.2和左壳体的第一、第二内齿2.1、2.2位于环形腔Q1内，将环形腔Q1分割为左摆动马达第一、第二、第三、第四工作腔A1、B1、C1、D1分别与左摆动马达第一、第二、第三、第四油口a1、b1、c1、d1连通，左壳体的第一油孔17通过左配流盘的第一腰形槽19与左柱塞腔7连通，左壳体的第二油孔18通过左配流盘的第二腰形槽20与左柱塞腔7连通，右壳体的第一油孔17’通过右配流盘的第一腰形槽19’与右柱塞腔7’连通，右壳体的第二油孔18’通过右配流盘的第二腰形槽20’与右柱塞腔7’连通。

如图2、3、4所示，左壳体的第一油孔17位于左壳体的第三区域Ⅲ内，左壳体的第二油孔18位于左壳体的第一区域Ⅰ内，右壳体的第一油孔17’位于右壳体的第三区域Ⅲ’内，右壳体的第二油孔18’位于右壳体的第一区域Ⅰ’内，左、右配流盘3、3’逆时针旋转的最大角度范围为90°~150°，当左、右配流盘3、3’旋转角度等于0°时，左配流盘的第一、第二腰形槽19、20于第一单元E1的纵剖面Z-Z对称，左配流盘的第一、第二腰形槽19’、20’于第二单元E2的纵剖面Z’-Z’对称。

本发明优点及积极效果是：

（1）采用两个单元组成的液压变压器，不仅具有较大的变压比，可以显著降低瞬时输出流量脉动，执行机构工作更加稳定。

（2）通过改变斜盘摆角来改变液压变压器输出流量，防止柱塞缸转速速度变化过大，提高了柱塞缸运转稳定性，避免了低速稳定性差的问题。

（3）减小了流量与压力控制的耦合影响。

（4）配流盘由独立摆动马达驱动，易于实现伺服控制，实现液压变压器的输出压力高响应特性。

附图说明

图1是液压变压器的结构剖面示意图。

图2是图1中的A—A剖视图。

图3是图1中的A’—A’剖视图。

图4（b）是左壳体的剖视图。

图4（a）是图4（b）的左视图。

图4（c）是图4（b）的右视图。

图中：1-左第一轴承，1’-右第一轴承，2-左壳体，2.1-左壳体的第一内齿，2.2-左壳体的第二内齿，2’-右壳体，2.1’-右壳体的第一内齿，2.2’-右壳体的第二内齿，3-左配流盘，3’-右配流盘，4-左摆动马达转子，4.1-左摆动马达转子的第一外齿，4.2-左摆动马达转子的第二外齿，4’-右摆动马达转子，4.1’-右摆动马达转子的第一外齿，4.2’-右摆动马达转子的第二外齿，5-左螺栓，5’-右螺栓，5’’-左螺栓孔，6-左柱塞缸，6’-右柱塞缸，7-左柱塞腔，7’-右柱塞腔，8-左斜盘推动缸，8’-右斜盘推动缸，9-左柱塞，9’-右柱塞，10-左滑靴，10’-右滑靴，11-左斜盘，11’-右斜盘，12-左复位弹簧，12’-右复位弹簧，13-中壳体，14-左第二轴承，14’-右第二轴承，15-旋转轴，16-左转动副，17-左壳体的第一油孔，17’-右壳体的第一油孔，18-左壳体的第二油孔，18’-右壳体的第二油孔，19-左配流盘的第一腰形槽，19’-右配流盘的第一腰形槽，20-左配流盘的第二腰形槽，20’-右配流盘的第二腰形槽，A1-左摆动马达的第一工作腔，B1-左摆动马达的第二工作腔，C1-左摆动马达的第三工作腔，D1-左摆动马达的第四工作腔，a1-左摆动马达的第一油口，b1-左摆动马达的第二油口，c1-左摆动马达的第三油口，d1-左摆动马达的第四油口，E1-第一单元，E2-第二单元，J1-左第一花键，J1’-右第一花键，J2-左第二花键，J2’-右第二花键，Q1-环形腔，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ-左壳体的第一、第二、第三、第四区域，Ⅰ’、Ⅱ’、Ⅲ’、Ⅳ’-右壳体的第一、第二、第三、第四区域。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，左壳体2、右壳体2’和中壳体13构成了液压变压器的封闭容腔；旋转轴15的两端分别通过左、右第一轴承1、1’安装在左壳体2和右壳体2’的轴承腔内，旋转轴15的中部分别通过左、右第二轴承14、14’安装在中壳体13的左、右凹腔内，旋转轴15分别通过左、右第二花键J2、J2’与左、右柱塞缸6、6’连接，左、右柱塞缸6、6’分别与左、右柱塞9、9’形成了9个左柱塞腔8和9个右柱塞腔8’，旋转轴15的轴线分别与左、右柱塞缸6、6’的轴线以锐角α和α’相交，α=α’=0°~20°；

如图1、2、4所示，所述的左摆动马达转子4、左配流盘3、左柱塞缸6、左柱塞9、左斜盘11、左斜盘推动缸8、左复位弹簧12和旋转轴15构成了第一单元E1，右摆动马达转子4’、右配流盘6’、右柱塞缸6’、右柱塞9’、右斜盘11’、右斜盘推动缸8’、右复位弹簧12’和旋转轴15构成了第二单元E2，第一、第二单元E1、E2分别位于中间横截面X-X的左侧和右侧，第一、第二单元E1、E2具有相同的结构，以第一单元E1为例，旋转轴15从左向右依次穿过了左配流盘3、左柱塞缸6、左斜盘11，左摆动马达转子4通过左第一花键J1与左配流盘3联接，安装在左壳体2右端的凹腔内的左配流盘3的右端面与柱塞缸6的左端面贴合，左柱塞9通过左滑靴10与左斜盘11的左端面贴合，左斜盘11与中壳体13通过左转动副16贴合，左斜盘11的上端部的左、右侧分别通过左斜盘推动缸8和左复位弹簧12与中壳体13连接，左、右斜盘11、11’的摆角变化可以引起第一、第二单元E1、E2的排量变化，进一步改变液压变压器的输入和输出流量；

如图1、2、4所示，左摆动马达转子的第一、第二外齿4.1、4.2和左壳体第一、第二内齿2.1、2.2位于环形腔Q1内，将环形腔Q1分割为左摆动马达第一、第二、第三、第四工作腔A1、B1、C1、D1分别与左摆动马达第一、第二、第三、第四油口a1、b1、c1、d1连通，左壳体的第一油孔17通过左配流盘的第一腰形槽19与左柱塞腔7连通，左壳体的第二油孔18通过左配流盘的第二腰形槽20与左柱塞腔7连通，右壳体的第一油孔17’通过右配流盘的第一腰形槽19’与右柱塞腔7’连通，右壳体的第二油孔18’通过右配流盘的第二腰形槽20’与右柱塞腔7’连通；

如图2、3、4所示，左壳体的第一油孔17位于左壳体的第三区域Ⅲ内，左壳体的第二油孔18位于左壳体的第一区域Ⅰ内，右壳体的第一油孔17’位于右壳体的第三区域Ⅲ’内，右壳体的第二油孔18’位于右壳体的第一区域Ⅰ’内，左、右配流盘3、3’逆时针旋转的最大角度为90°，当左、右配流盘3、3’的旋转角为0°时，左配流盘，当左、右配流盘3、3’旋转角度等于0°时，左配流盘的第一、第二腰形槽19、20于第一单元E1的纵剖面Z-Z对称，左配流盘的第一、第二腰形槽19’、20’于第二单元E2的纵剖面Z’-Z’对称。

Claims

1.一种具有摆动斜盘和转动配流盘的液压变压器，它包括左壳体（2）、右壳体（2’）、中壳体（13）、旋转轴（15）、左柱塞（9）、右柱塞（9’）、左柱塞缸（6）、右柱塞缸（6’）、左斜盘（11）、右斜盘（11’）、左配流盘（3）、右配流盘（3’），其特征是：左壳体（2）和右壳体（2’）分别通过左、右螺栓（5、5’）与中壳体（13）连接，旋转轴（15）的左右端分别通过左、右第一轴承（1、1’）安装在左、右壳体（2、2’）的轴承腔内，旋转轴（15）的中部分别通过左、右第二轴承（14、14’）安装在中壳体（13）的左、右凹腔内，旋转轴（15）分别通过左、右第二花键（J2、J2’）与左、右柱塞缸（6、6’）连接，左、右柱塞缸（6、6’）分别与左、右柱塞（9、9’）形成了n个左柱塞腔（7）和n个右柱塞腔（7’），n为正整数，旋转轴（15）的轴线分别与左、右斜盘（11、11’）的轴线以锐角α和α’相交，三者的轴线在同一个平面内，左摆动马达转子（4）、左配流盘（3）、左柱塞缸（6）、左柱塞（9）、左斜盘（11）、左斜盘推动缸（8）、左复位弹簧（12）和旋转轴（15）构成了第一单元（E1），右摆动马达转子（4’）、右配流盘（6’）、右柱塞缸（6’）、右柱塞（9’）、右斜盘（11’）、右斜盘推动缸（8’）、右复位弹簧（12’）和旋转轴（15）构成了第二单元（E2），第一、第二单元（E1、E2）分别位于中间横截面X-X的左侧和右侧，第一、第二单元（E1、E2）具有相同的结构，以第一单元（E1）为例，左配流盘（3）、左柱塞缸（6）、左斜盘（11）从左向右依次套装在旋转轴（15）的左段，左摆动马达转子（4）通过左第一花键（J1）与左配流盘（3）联接，安装在左壳体（2）右端凹腔内的左配流盘（3）的右端面与柱塞缸（6）的左端面贴合，左柱塞（9）通过左滑靴（10）与左斜盘（11）的左端面贴合，左斜盘（11）与中壳体（13）通过左转动副（16）贴合，左斜盘（11）的上端部的左、右侧分别通过左斜盘推动缸（8）和左复位弹簧（12）与中壳体（13）连接，左摆动马达转子的第一、第二外齿（4.1、4.2）和左壳体的第一、第二内齿（2.1、2.2）位于环形腔（Q1）内，将环形腔（Q1）分割为左摆动马达第一、第二、第三、第四工作腔（A1、B1、C1、D1）分别与左摆动马达第一、第二、第三、第四油口（a1、b1、c1、d1）连通，左壳体的第一油孔（17）通过左配流盘的第一腰形槽（19）与左柱塞腔（7）连通，左壳体的第二油孔（18）通过左配流盘的第二腰形槽（20）与左柱塞腔（7）连通，右壳体的第一油孔（17’）通过右配流盘的第一腰形槽（19’）与右柱塞腔（7’）连通，右壳体的第二油孔（18’）通过右配流盘的第二腰形槽（20’）与右柱塞腔（7’）连通。

2.如权利要求1所述的具有摆动斜盘和转动配流盘的液压变压器，其特征在于左壳体的第一油孔（17）位于左壳体的第三区域（Ⅲ）内，左壳体的第二油孔（18）位于左壳体的第一区域（Ⅰ）内，右壳体的第一油孔（17’）位于右壳体的第三区域（Ⅲ’）内，右壳体的第二油孔（18’）位于右壳体的第一区域（Ⅰ’）内，左、右配流盘（3、3’）逆时针旋转的最大角度范围为90°~150°，当左、右配流盘（3、3’）旋转角度等于0°时，左配流盘的第一、第二腰形槽（19、20）于第一单元（E1）的纵剖面Z-Z对称，左配流盘的第一、第二腰形槽（19’、20’）于第二单元（E2）的纵剖面Z’-Z’对称。