CN107701385A - 一种电液比例式柱塞泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电液比例式柱塞泵，属于柱塞泵技术领域,包括柱塞泵主体和用于调节泵排量的控制装置，所述柱塞泵主体包括轴承和用于连接轴承与控制装置且轴线与所述轴承的轴线呈一夹角的中心杆，所述中心杆的四周设置有多个与所述轴承相连的柱塞；所述控制装置包括电磁铁、位移及力反馈系统和将两者相连的控制阀芯，所述位移及力反馈系统上设有用于安装所述中心杆的配油盘。本发明提供一种排量能从零到最大无级调节，且调节方便，转速更高，抗污染的柱塞泵。

Description

一种电液比例式柱塞泵
技术领域
本发明涉及柱塞泵技术领域，尤其涉及一种电液比例式柱塞泵。
背景技术
目前市场上使用的国内类型相似的柱塞泵，其控制装置的结构(如图7所示)较为复杂，电磁铁7’通电产生推力，通过一根很长的推杆4’推动阀芯3’，进而控制活塞1’位移并带动拨叉2’；与此同时，还需要调整调节杆6’的长度来适应推杆4’距离，电磁铁7’的推力除了反馈弹簧5’平衡外，还要克服推杆4’等几个零件的重力，使用过程中容易产生振动(电磁铁7’推力最大80N)，造成变量不稳定，检测活塞1’位移的反馈弹簧5’也非直接作用在活塞1’上，而是间接的，机构零件多，增加了振动和不稳定因素。
并且，现有的控制装置排量调节无法从零到最大排量无级调节，系统在不工作时，泵会始终输出一个小排量，该小排量通过控制阀回油箱，造成系统升温，能源浪费，由于结构缺陷，工作压力无法达到额定30Mpa以上，且排量对控制电流的线性度不好；国外类型相似的柱塞泵虽然可以从零到最大排量无级调节，但是抗污染能力差，对油液品质要求高，容易损坏，而且维修保养价格贵。
发明内容
本发明的目的是提供一种排量能实现无级调节，且线性度好，调节方便，转速更高，抗污染的电液比例式柱塞泵。
本发明的技术方案是：一种电液比例式柱塞泵，包括柱塞泵主体和用于调节泵排量的控制装置，所述柱塞泵主体包括轴承和用于连接轴承与控制装置的中心杆，所述中心杆的四周设置有多个柱塞；所述控制装置包括电磁铁、位移及力反馈系统、将所述电磁铁和位移及力反馈系统相连的控制阀芯以及用于安装所述中心杆的配油盘；所述位移-力反馈系统包括与配油盘相连的拨叉和用于带动拨叉的活塞，所述活塞的上部设有第一油腔，所述第一油腔与控制阀芯通过第一油道相连，所述活塞的下部设有第二油腔，所述第二油腔内设有用于推动活塞移动的第一弹簧和用于将活塞的位移转化为力反馈给控制阀芯的第二弹簧。
进一步的，上述的一种电液比例式柱塞泵中，所述轴承包括一主轴和环绕主轴设置的圆锥滚子轴承组，所述轴承上还设有用于固定所述圆锥滚子轴承组的锁紧螺母。
进一步的，上述的一种电液比例式柱塞泵中，所述中心杆的轴线与所述轴承的轴线呈一夹角。
进一步的，上述的一种电液比例式柱塞泵中，所述柱塞的一端与所述轴承相连，所述的另一端依次设有柱塞套及与所述柱塞套的外径相适配的缸体。
进一步的，上述的一种电液比例式柱塞泵中，所述柱塞与所述轴承相连的一端设有柱塞球头，所述柱塞球头上设有油槽，所述柱塞的内部设有与所述油槽相通的第二油道。
进一步的，上述的一种电液比例式柱塞泵中，所述油槽为覆盖所述柱塞球头与所述轴承接触面的螺旋油槽。
进一步的，上述的一种电液比例式柱塞泵中，所述柱塞与所述柱塞套之间为间隙配合，所述柱塞在与所述柱塞套相连的一端上设有环形槽。
进一步的，上述的一种电液比例式柱塞泵中，所述柱塞的数量为7个。
进一步的，上述的一种电液比例式柱塞泵中，所述柱塞的长度为100mm-110mm，所述缸体的长度为80mm-90mm。
有益效果
与现有技术相比，本发明的一种电液比例式柱塞泵的优点为：
1、本发明提供的柱塞泵，包括柱塞泵主体和用于调节泵排量的控制装置，所述柱塞泵主体包括轴承、中心杆、柱塞、柱塞套及缸体等吸油和排油机构，所述控制装置包括电磁铁、控制阀芯、位移及力反馈系统及配油盘等排量调节机构；其中，柱塞轴线与轴承轴线之间有一夹角，该夹角造成了柱塞在以中心杆为圆心旋转一周时在缸体内有一个行程，排油和吸油通过行程的来回来实现，调节夹角大小就调节了泵的排量大小；控制装置中的电磁铁可以通过控制阀芯控制活塞的移动，进而无级调节该夹角的大小，从而无级改变了泵的排量；
2、本发明中，控制装置中有一电磁铁，电磁铁连着一根控制阀芯，电磁铁通电后推动控制阀芯开启，压力油通过与控制阀芯相连的第一油道进入到位于活塞上部的第一油腔，活塞在压力油的作用下开始移动，活塞的位移通过第二弹簧直接将位移转化为力，反馈到控制阀芯上，与电磁铁的输出力相平衡，构成直接式位移-力反馈系统，控制精度高，可通过电磁铁直接无级调节；
3、本发明中，轴承部分的轴承组，相较于传统的角接触球轴承组，重新设计为圆锥滚子轴承组，极大的增加轴承的轴向承载能力，使泵的额定工作压力从原来的低于30Mpa提高到额定工作压力35Mpa，轴承在承受高压力时依然能够保持很长时间的使用寿命，从而提高了整个泵的使用寿命；
4、本发明中，柱塞球头上的与第二油道相连螺旋油槽，可以在柱塞球头处形成一层支承油膜，该油膜的刚性随着系统压力的增加而增加，可以有效防止柱塞球头在高压时与主轴抱死，造成损失；
5、本发明中，柱塞表面采用了硫化处理，抗咬合，且柱塞与柱塞套之间为间隙配合，柱塞在与柱塞套相连的一端上设有环形槽，使得两者在保证一定密封能力的情况下，抗污染能力更强；
6、本发明中，通过重新设计的柱塞结构尺寸，减轻内部旋转件的质量，工作时离心力更低，额定转速从1500RPM提高到1900RPM；
7、本发明通过新的承受轴向力的轴承组的设计，增加了柱塞泵的额定工作压力和使用寿命；通过内部旋转件结构的设计，增加了柱塞泵的抗污染能力，提高了转速；通过控制装置中的位移-力反馈系统的设计，优化了柱塞泵的调节性能，可从零到最大排量无级调节，精度更高；此外，本发明还具有结构紧凑，质量轻，输出流量稳定等优点。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所述柱塞泵的剖视图；
图2为本发明中的控制装置的剖视图；
图3为图2中A部的局部放大图；
图4为本发明中的柱塞和柱塞套的结构示意图；
图5为本发明中的柱塞球头的正视图；
图6为本发明中的轴承的剖视图；
图7为现有技术的柱塞泵控制装置的结构示意图。
在图1-6中：1、柱塞泵主体；11、轴承；111、主轴；112、锁紧螺母；113、圆锥滚子轴承组；12、柱塞；121、螺旋油槽；122、柱塞球头；123、第二油道；124、柱塞套；125、环形槽；13、缸体；14、中心杆；2、控制装置；21、电磁铁；22、控制阀芯；23、位移及力反馈系统；231、第一油道；232、活塞；233、第一油腔；234、第二油腔；235、第一弹簧；236、第二弹簧；237、拨叉；24、配油盘；
在图7中：1’、活塞；2’、拨叉；3’、阀芯；4’、推杆；5’、反馈弹簧；6‘、调节杆；7’、电磁铁。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例。
实施例
本发明的具体实施方式如图1至图6所示，一种电液比例式柱塞泵，包括柱塞泵主体1和用于调节泵排量的控制装置2。其中，柱塞泵主体1包括轴承11和用于连接轴承11与控制装置2且轴线与轴承11的轴线呈一夹角的中心杆14，中心杆14的四周设置有多个一端与轴承11相连的柱塞12，柱塞12的另一端依次设有柱塞套124及与柱塞套124外径相匹配的缸体13，该夹角造成了柱塞12在以中心杆14为圆心旋转一周时在缸体13内有一个行程，排油和吸油通过行程的来回来实现，调节夹角大小就调节了泵的排量大小；控制装置2包括电磁铁21、可无级调节轴承11与中心杆14之间夹角大小的位移及力反馈系统23以及将两者相连的控制阀芯22，位移及力反馈系统23上设有用于安装中心杆14的配油盘24，控制装置2中的电磁铁21可以通过控制阀芯22控制活塞232的移动，进而无级调节中心杆14轴线与轴承11的轴线两者形成的夹角的大小，从而无级改变了泵的排量。
本发明中，如图2-3所示，位移及力反馈系统23包括与配油盘24相连的拨叉237和用于带动拨叉237的活塞232，活塞232的上部设有第一油腔233，第一油腔233与控制阀芯22通过第一油道231相连，活塞232的下部设有第二油腔234，第二油腔234内设有用于推动活塞232移动的第一弹簧235和分别与活塞232及控制阀芯22相连的第二弹簧236，电磁铁21通电后推动控制阀芯22开启，压力油通过与控制阀芯22相连的第一油道231进入到位于活塞232上部的第一油腔233，活塞232在压力油的作用下开始移动，进而带动拨叉237以及与拨叉237相连的配油盘24，同时，活塞232的位移通过第二弹簧236直接将位移转化为力，反馈到控制阀芯22上，与电磁铁21的输出力相平衡，构成直接式位移-力反馈系统，控制精度高，可通过电磁铁21直接无级调节。
如图6所示，轴承11包括一主轴111和环绕主轴111设置的圆锥滚子轴承组113，并且轴承11上还设有用于固定圆锥滚子轴承组113的锁紧螺母112，轴承11部分的轴承组，相较于传统的角接触球轴承组，重新设计为圆锥滚子轴承组113，极大的增加轴承11的轴向承载能力，使泵的额定工作压力从原来的低于30Mpa提高到额定工作压力35Mpa，轴承11在承受高压力时依然能够保持很长时间的使用寿命，从而提高了整个泵的使用寿命。
同时，如图4-5所示，柱塞12与轴承11相连的一端设有柱塞球头122，柱塞球头122上设有螺旋油槽121，柱塞12的内部设有与螺旋油槽121相连的第二油道123，通过螺旋油槽121和第二油道123配合，可以在柱塞球头122处形成一层支承油膜，该油膜的刚性随着系统压力的增加而增加，可以有效防止柱塞球头122在高压时与主轴111抱死，造成损失。除此之外，柱塞12表面采用了硫化处理，抗咬合，且柱塞12与柱塞套124之间为间隙配合，柱塞12在与柱塞套124相连的一端上设有环形槽125，使得两者在保证一定密封能力的情况下，抗污染能力更强。
需要注意的是，在本发明中，柱塞12的数量为7个，且柱塞12的长度为100mm-110mm，缸体13的长度为80mm-90mm，通过重新设计的柱塞12结构尺寸，减轻内部旋转件的质量，工作时离心力更低，额定转速从1500RPM提高到1900RPM。
本发明在使用时，柱塞12轴线与轴承11轴线之间有一夹角，该夹角造成了柱塞12在以中心杆14为圆心旋转一周时在缸体13内有一个行程，在吸油区时，柱塞12行程增大，在排油区时，柱塞12行程减小，排油和吸油通过行程的来回来实现，缸体13在配油盘24上旋转，配油盘24将排油区和吸油区分隔开；与此同时，控制装置2中安装有活塞232，控制阀芯22，电磁铁21等排量调节机构，可通过调节电磁铁21输入电流的大小控制阀芯22开关，从而控制内部活塞232的移动，活塞232通过与其相连的拨叉237带动配油盘24移动，改变了柱塞12轴线与轴承11轴线之间的夹角的大小，于是行程改变，泵排出的油液量(排量)也改变。该电液比例式柱塞泵可通过调节电磁铁21输入电流的大小，从0-160毫升/转无极改变泵的排量，实现泵输出与实际需求之间的实时匹配。
以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (9)

1.一种电液比例式柱塞泵，包括柱塞泵主体(1)和用于调节泵排量的控制装置(2)，其特征在于，所述柱塞泵主体(1)包括轴承(11)和用于连接轴承(11)与控制装置(2)的中心杆(14)，所述中心杆(14)的四周设置有多个柱塞(12)；所述控制装置(2)包括电磁铁(21)、位移及力反馈系统(23)、将所述电磁铁(21)和位移及力反馈系统(23)相连的控制阀芯(22)以及用于安装所述中心杆(14)的配油盘(24)；所述位移-力反馈系统(23)包括与配油盘(24)相连的拨叉(237)和用于带动拨叉(237)的活塞(232)，所述活塞(232)的上部设有第一油腔(233)，所述第一油腔(233)与控制阀芯(22)通过第一油道(231)相连，所述活塞(232)的下部设有第二油腔(234)，所述第二油腔(234)内设有用于推动活塞(232)移动的第一弹簧(235)和用于将活塞(232)的位移转化为力反馈给控制阀芯(22)的第二弹簧(236)。
2.根据权利要求1所述的一种电液比例式柱塞泵，其特征在于，所述轴承(11)包括一主轴(111)和环绕主轴(111)设置的圆锥滚子轴承组(113)，所述轴承(11)上还设有用于固定所述圆锥滚子轴承组(113)的锁紧螺母(112)。
3.根据权利要求1或2所述的一种电液比例式柱塞泵，其特征在于，所述中心杆(14)的轴线与所述轴承(11)的轴线呈一夹角。
4.根据权利要求1所述的一种电液比例式柱塞泵，其特征在于，所述柱塞(12)的一端与所述轴承(11)相连，所述的另一端依次设有柱塞套(124)及与所述柱塞套(124)的外径相适配的缸体(13)。
5.根据权利要求4所述的一种电液比例式柱塞泵，其特征在于，所述柱塞(12)与所述轴承(11)相连的一端设有柱塞球头(122)，所述柱塞球头(122)上设有油槽(121)，所述柱塞(12)的内部设有与所述油槽(121)相通的第二油道(123)。
6.根据权利要求5所述的一种电液比例式柱塞泵，其特征在于，所述油槽(121)为覆盖所述柱塞球头(122)与所述轴承(11)接触面的螺旋油槽。
7.根据权利要求4所述的一种电液比例式柱塞泵，其特征在于，所述柱塞(12)与所述柱塞套(124)之间为间隙配合，所述柱塞(12)在与所述柱塞套(124)相连的一端上设有环形槽(125)。
8.根据权利要求1所述的一种电液比例式柱塞泵，其特征在于，所述柱塞(12)的数量为7个。
9.根据权利要求1所述的一种电液比例式柱塞泵，其特征在于，所述柱塞(12)的长度为100mm-110mm，所述缸体(13)的长度为80mm-90mm。
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