CN106894962A - 一种高压大流量液压柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压大流量液压柱塞泵，包括泵体、泵盖传动轴，在该传动轴的中部从下至上依次设有月牙型轴承、斜盘、球形座、中心弹簧、缸体和配流盘，其特征是：在缸体内沿纵向设有九个等距离分布的柱塞腔，每个柱塞腔均与一柱塞配合，柱塞的下端伸出柱塞腔与设在斜盘上的滑靴配合，该滑靴外面配合有回程盘，该回程盘的轮缘与球形座的外壁紧靠；在泵体内的一侧沿纵向设有变量顶杆，该变量顶杆的下端与斜盘上面的一边紧抵、上端与一变量活塞配合；在泵体内的另一侧沿纵向设有复位顶杆，该复位顶杆的下端与斜盘上面的一边紧抵、上端与一复位活塞配合。本发明能够提高液压系统的能量利用效率和减小能量损耗，实现恒功率、恒压等多种变量控制方式。

Description

一种高压大流量液压柱塞泵

技术领域

本发明涉及液压泵，具体涉及一种高压大流量液压柱塞泵。

背景技术

液压柱塞泵是一种将机械能转化为液压能的部件，其通过柱塞在缸体中的往复运动来实现吸油和压油动作，为液压系统提供具有压力和流量的流体，它是现代液压传动中使用最广的液压元件之一，也是液压系统中的核心动力元件之一。同齿轮泵、叶片泵等其他形式的液压泵相比，柱塞泵具有极限压力高、功率密度高、容积效率和总效率峰值高、可传输的功率大和变量方便等特点，适应了容积式液压传动高速化、高压化、大流量的发展趋势，因此在液压系统和工程机械设备中得到了广泛的应用。传统的液压系统中多采用溢流阀溢流的方式维持系统压力恒定，由于压力损失造成这种方式发热严重，能量损耗大。在世界能源危机日益严重的情况下，提高液压系统的能量利用效率，减小能量损耗是非常重要的事情。CN102562509A公开了“一种纯水润滑液压柱塞泵”，包括具有通孔的壳体、及两个端盖组成的外壳，所述通孔内设有缸体，所述缸体上按照圆周阵列均布有缸孔；所述缸体和其中一个端盖之间依次设有回程盘和斜盘，所述回程盘上设有插入所述缸孔内的柱塞滑靴组件；所述斜盘和端盖之间设有配合安装的球形铰链，所述外壳上设有调节所述斜盘绕所述球形铰链相对端盖转动的调节组件。该液压柱塞泵解决了现有柱塞泵不能调节流量的问题，但还不能满足提高液压系统的能量利用效率和减小能量损耗的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压大流量液压柱塞泵，其能够提高液压系统的能量利用效率和减小能量损耗，实现恒功率、压力切断、恒压、负载敏感等多种变量控制方式。

本发明所述的一种高压大流量液压柱塞泵，包括泵体、与泵体连接的泵盖和设在泵体内的传动轴，在该传动轴的中部从下至上依次设有月牙型轴承、斜盘、球形座、中心弹簧、缸体和配流盘，所述月牙型轴承的外圆与泵体紧靠，月牙型轴承的滚子支承斜盘，所述配流盘的上端面与泵盖的下端面紧靠，其特征是：

在所述缸体内沿纵向设有九个等距离分布的柱塞腔，每个柱塞腔均与一柱塞配合，所述柱塞的下端伸出柱塞腔与设在斜盘上的滑靴配合，该滑靴呈台阶形，其外面配合有回程盘，该回程盘的轮缘与所述球形座的外壁紧靠、上表面与一压块接触，该压块固定在所述斜盘上表面上；

在所述泵体内的一侧沿纵向设有变量顶杆，该变量顶杆的下端与所述斜盘上面的一边紧抵、上端与一变量活塞配合，该变量活塞与设在所述泵盖下部内的变量活塞腔配合；

在所述泵体内的另一侧沿纵向设有复位顶杆，该复位顶杆的下端与所述斜盘上面的一边紧抵、上端与一复位活塞配合，该复位活塞的上部与设在所述泵盖下部内的复位活塞腔配合，在所述复位活塞下部外面设有复位弹簧，该复位弹簧的一端与设在所述泵盖上的弹簧座紧抵、另一端与设在复位活塞上的弹簧座紧抵。

进一步，所述传动轴的一端与设在所述泵体一端的圆柱滚子轴承配合、另一端与设在泵盖下部的滚针轴承配合，在所述泵体的下端及传动轴一端之间还设有骨架密封圈。

进一步，所述缸体呈锥形，与传动轴上的花键配合。

进一步，所述柱塞的中心线与缸体的轴心线之间有一定夹角。

进一步，在所述泵盖上部的空腔内设有离心涡轮，该离心涡轮与所述传动轴的另一端的花键配合并依靠挡圈固定在该传动轴上。

进一步，所述缸体上端的下凹球面与配流盘下面的下凸球面紧贴，并通过圆柱销定位。

进一步，所述柱塞为空心结构。

进一步，在所述泵体的中部设有调节螺杆，其上设有密封螺塞。

进一步，在所述泵体的中部设有泄油口，该泄油口与泵体内腔相通。

进一步，在所述泵盖的一侧及变量活塞中上部设有液压控制阀接口，在该接口处分别有油路通向变量活塞腔、泵出油口及泵体内腔，能够在此处安装所需要的液压控制阀。

传动轴转动时，能同时带动缸体及球形座转动，柱塞随缸体转动时还在回程盘的作用下沿斜盘表面运动；当斜盘呈一定倾角时，柱塞就会在缸体内往复运动，柱塞腔的容积随之发生变化；当滑靴沿着斜盘上升时，柱塞腔容积减小，向外排油，当滑靴沿斜盘下降时，柱塞腔容积增大，对内吸油；通过配流盘将处于上升及下降过程中的柱塞腔分别接通，即可使柱塞泵连续地吸油与排油。

所述高压大流量液压柱塞泵采用变量控制，斜盘两边有变量顶杆和复位顶杆，分别受变量活塞与复位活塞的作用，当斜盘两边力矩不同时，斜盘会发生偏转，直到力矩相等时为止。复位活塞腔与柱塞泵出油口接通，使复位活塞能同时受到复位弹簧与液压力的作用；变量活塞腔有油路通向泵盖的液压控制阀安装接口，通过上面安装的液压控制阀可与柱塞泵出油口或泵体内腔接通。变量活塞腔接通状态改变时，斜盘两边所受力矩随之变化，使斜盘转动，从而改变柱塞泵的流量。

采用本发明与液压控制阀配合使用，可实现恒功率、压力切断、恒压、负载敏感多种控制方式，使泵只提供维持负载所需的流量，很大程度上减少液压系统的能量损耗。具有结构简单，体积小，功率密度大等优点；

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图中：1－传动轴，2－骨架密封圈，3－圆柱滚子轴承，4－泵体，5－月牙型轴承，6－斜盘，7－球形座，8－滑靴，9－调节螺杆，10－密封螺母，11－柱塞，12－变量顶杆，13－变量活塞，14－配流盘，15－弹簧，16－泵盖，17－挡圈，18－离心涡轮，19－液压控制阀,20－滚针轴承，21－圆柱销，22－复位活塞，23－缸体，24－复位弹簧，25－复位顶杆,26－中心弹簧，27－回程盘，28－压块，29－泄油口，30－柱塞泵进油口，31－柱塞泵出油口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

参见图1至图2所示的一种高压大流量液压柱塞泵，包括泵体4、与泵体连接的泵盖16和设在泵体内的传动轴1，在该传动轴的中部从下至上依次设有月牙型轴承5、斜盘6、球形座7、中心弹簧26、缸体23和配流盘14，所述月牙型轴承的外圆与泵体紧靠，月牙型轴承的滚子支承斜盘，所述配流盘的上端面与泵盖的下端面紧靠，其特征是：

在所述缸体23内沿纵向设有九个等距离分布的柱塞腔，每个柱塞腔均与一柱塞11配合，所述柱塞的下端伸出柱塞腔与设在斜盘6上的滑靴8配合，该滑靴呈台阶形，其外面配合有回程盘27，该回程盘的轮缘与所述球形座7的外壁紧靠、上表面与一压块28接触，该压块固定在所述斜盘上表面上；

在所述泵体4内的一侧沿纵向设有变量顶杆12，该变量顶杆的下端与所述斜盘6上面的一边紧抵、上端与一变量活塞13配合，该变量活塞与设在所述泵盖16下部内的变量活塞腔配合；

在所述泵体4内的另一侧沿纵向设有复位顶杆25，该复位顶杆的下端与所述斜盘6上面的一边紧抵、上端与一复位活塞22配合，该复位活塞的上部与设在所述泵盖16下部内的复位活塞腔配合，在所述复位活塞下部外面设有复位弹簧24，该复位弹簧的一端与设在所述泵盖上的弹簧座紧抵、另一端与设在复位活塞上的弹簧座紧抵。

所述传动轴1的一端与设在所述泵体4一端的圆柱滚子轴承3配合、另一端与设在泵盖16下部的滚针轴承20配合，在所述泵体4的下端及传动轴1一端之间还设有骨架密封圈2。传动轴以泵体上的圆柱滚子轴承和泵盖上的滚针轴承为支点转动，并通过轴承及挡圈限制其轴向自由度。

所述缸体23呈锥形，与传动轴1上的花键配合。

所述柱塞11的中心线与缸体23的轴心线之间有一定夹角。

在所述泵盖16上部的空腔内设有离心涡轮18，该离心涡轮与所述传动轴1的另一端的花键配合并依靠挡圈17固定在该传动轴上。

所述缸体23上端的下凹球面与配流盘14下面的下凸球面紧贴，并通过圆柱销21定位。采用球面配流方式，配流盘可以自动定心，缸体处于浮动状态，更容易实现高压稳定工作。

所述柱塞11为空心结构。能够减少液压柱塞泵的惯性扭矩及噪声，使液压柱塞泵机械效率更高。

在所述泵体4的中部设有调节螺杆9，其上设有密封螺塞10。

在所述泵体4的中部设有泄油口28，该泄油口与泵体内腔相通。

在所述泵盖16的一侧及变量活塞中上部设有液压控制阀接口，在该接口处分别有油路通向变量活塞腔、泵出油口31及泵体内腔，能够在此处安装所需要的液压控制阀19。

本发明的工作原理是：传动轴1转动，带动缸体23和球形座7随之转动，柱塞11也随缸体23转动，同时柱塞11的滑靴8经过回程盘27的作用，被中心弹簧26压紧到斜盘6表面。当斜盘6处于水平时，柱塞11只随缸体23转动。当斜盘6呈一定倾角时(如图1所示)，柱塞11在随缸体23转动时，在回程盘27及斜盘6的共同作用下还会在缸体23内往复(上下)运动，使柱塞腔的容积变化。

具体来说，在如图1所示状态下，传动轴1旋转时，沿斜盘6一边运动的柱塞11的柱塞腔容积会减小，并通过配流盘14将该柱塞腔与柱塞泵出油口31相接；沿斜盘6另一边运动的柱塞11的柱塞腔容积会增加，并通过配流盘14将该柱塞腔与柱塞泵进油口30相接。如此就能使柱塞泵实现排油与吸油。

所述高压大流量液压柱塞泵在不安装液压控制阀时，可以通过调节调节螺杆9来控制斜盘6的倾角，实现控制流量的目的。

所述高压大流量液压柱塞泵安装的液压控制阀19以后，便能实现对泵的远程控制，并且液压控制阀以工作状态的不同分为恒功率、压力切断、恒压、负载敏感等多种控制方式。

其原理是：在泵盖16的液压控制阀安装接口处有油路分别通向柱塞泵出油口31、泵体4内腔和与变量活塞13配合的变量活塞腔，通过液压控制阀19可控制变量活塞腔与柱塞泵出油口或者泵体内腔接通，而与复位活塞24配合的复位活塞腔与柱塞泵进油口31相接。变量活塞13受到的液压力与弹簧力的合力通过变量顶杆12作用于斜盘6的一侧、复位活塞24受到的液压力与弹簧力的合力通过第二顶杆25作用于斜盘6的另一侧。改变变量活塞腔的接通状态，即可改变斜盘受到的力矩，从而使斜盘转动，达到改变流量的目的。

与传动轴1配合连接的离心涡轮18旋转时，离心涡轮的中心形成负压，并将油液甩进柱塞泵进油口30，能提高柱塞泵的自吸能力。

所述高压大流量液压柱塞泵通过精确预调中心弹簧26的预紧力，使缸体23上端下凹球面紧贴配流盘14下面下凸球面，使之不会过松而增大泄露或产生偏心，也不会过紧而影响旋转。保证柱塞泵高速大流量情况下不会产生过大泄露和加剧磨损。

所述高压大流量液压柱塞泵的主要技术参数：额定压力35MPa，最高压力为40MPa；额定排量262ml/rev；最高转速为2300r/min。广泛应用于给船舶补给液压系统、船用舵机液压系统、煤矿机械、载重车辆、冶金行业混凝土搅拌机和相似车辆等相关领域。

Claims (10)

1.一种高压大流量液压柱塞泵，包括泵体(4)、与泵体连接的泵盖(16)和设在泵体内的传动轴(1)，在该传动轴的中部从下至上依次设有月牙型轴承(5)、斜盘(6)、球形座(7)、中心弹簧(26)、缸体(23)和配流盘(14)，所述月牙型轴承的外圆与泵体紧靠，月牙型轴承的滚子支承斜盘，所述配流盘的上端面与泵盖的下端面紧靠，其特征是：

在所述缸体(23)内沿纵向设有九个等距离分布的柱塞腔，每个柱塞腔均与一柱塞(11)配合，所述柱塞的下端伸出柱塞腔与设在斜盘(6)上的滑靴(8)配合，该滑靴呈台阶形，其外面配合有回程盘(27)，该回程盘的轮缘与所述球形座(7)的外壁紧靠、上表面与一压块(28)接触，该压块固定在所述斜盘上表面上；

在所述泵体(4)内的一侧沿纵向设有变量顶杆(12)，该变量顶杆的下端与所述斜盘(6)上面的一边紧抵、上端与一变量活塞(13)配合，该变量活塞与设在所述泵盖(16)下部内的变量活塞腔配合；

在所述泵体(4)内的另一侧沿纵向设有复位顶杆(25)，该复位顶杆的下端与所述斜盘(6)上面的一边紧抵、上端与一复位活塞(22)配合，该复位活塞的上部与设在所述泵盖(16)下部内的复位活塞腔配合，在所述复位活塞下部外面设有复位弹簧(24)，该复位弹簧的一端与设在所述泵盖上的弹簧座紧抵、另一端与设在复位活塞上的弹簧座紧抵。

2.根据权利要求1所述的高压大流量液压柱塞泵，其特征是：所述传动轴(1)的一端与设在所述泵体(4)一端的圆柱滚子轴承(3)配合、另一端与设在泵盖(16)下部的滚针轴承(20)配合，在所述泵体(4)的下端及传动轴(1)一端之间还设有骨架密封圈(2)。

3.根据权利要求1或2所述的高压大流量液压柱塞泵，其特征是：所述缸体(23)呈锥形，与传动轴(1)上的花键配合。

4.根据权利要求1或2所述的高压大流量液压柱塞泵，其特征是：所述柱塞(11)的中心线与缸体(23)的轴心线之间有一定夹角。

5.根据权利要求1或2所述的高压大流量液压柱塞泵，其特征是：在所述泵盖(16)上部的空腔内设有离心涡轮(18)，该离心涡轮与所述传动轴(1)的另一端的花键配合并依靠挡圈(17)固定在该传动轴上。

6.根据权利要求1或2所述的高压大流量液压柱塞泵，其特征是：所述缸体(23)上端的下凹球面与配流盘(14)下面的下凸球面紧贴，并通过圆柱销(21)定位。

7.根据权利要求1或2所述的高压大流量液压柱塞泵，其特征是：所述柱塞(11)为空心结构。

8.根据权利要求1或2所述的高压大流量液压柱塞泵，其特征是：在所述泵体(4)的中部设有调节螺杆(9)，其上设有密封螺塞(10)。

9.根据权利要求1或2所述的高压大流量液压柱塞泵，其特征是：在所述泵体(4)的中部设有泄油口(28)，该泄油口与泵体内腔相通。

10.根据权利要求1或2所述的高压大流量液压柱塞泵，其特征是：在所述泵盖(16)的一侧及变量活塞中上部设有液压控制阀接口，在该接口处分别有油路通向变量活塞腔、泵出油口(31)及泵体内腔，能够在此处安装所需要的液压控制阀(19)。