CN108488051A - 航空轴向柱塞液压泵及其斜盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空轴向柱塞液压泵及其斜盘，所述斜盘包括本体，所述本体的与航空轴向柱塞液压泵的滑靴配合的端面上具有上死点和下死点，所述上死点和所述下死点之间连线的两侧分别形成吸油冲程带和排油冲程带，所述吸油冲程带和/或所述排油冲程带设有沟槽，所述上死点位置附近和/或所述下死点位置附近设有凹坑。根据本发明实施例的斜盘，通过设置沟槽和凹坑，可提升滑靴副油膜成膜及润滑特性，滑靴副承载能力强，耐压耐磨特性好，使用寿命长。

Description

航空轴向柱塞液压泵及其斜盘

技术领域

本发明涉及液压泵技术领域，尤其是涉及一种航空轴向柱塞液压泵和航空轴向柱塞液压泵的斜盘。

背景技术

航空轴向柱塞液压泵是航空液压控制作动系统的供压元件，其寿命主要取决于三对关键摩擦副的寿命，滑靴/斜盘摩擦副是航空轴向柱塞液压泵三对关键摩擦副之一。高速高压是航空轴向柱塞液压泵的发展趋势，然而高速重载会严重影响关键摩擦副的使用寿命。

在高速重载、交变载荷的工况下，滑靴的倾覆现象易导致油膜失效和滑靴的偏磨。油膜失效会造成滑靴与斜盘的直接接触，产生摩擦磨损，内泄漏增加，从而降低航空轴向柱塞液压泵的容积效率，严重时甚至会产生“烧盘”、“烧靴”等现象。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种航空轴向柱塞液压泵的斜盘，所述斜盘可提升滑靴副油膜成膜及润滑特性，滑靴副承载能力强，耐压耐磨特性好，使用寿命长。

本发明还提出一种具有上述斜盘的航空轴向柱塞液压泵。

根据本发明第一方面实施例的航空轴向柱塞液压泵的斜盘，包括：本体，所述本体的与航空轴向柱塞液压泵的滑靴配合的端面上具有上死点和下死点，所述上死点和所述下死点之间连线的两侧分别形成吸油冲程带和排油冲程带，所述吸油冲程带和/或所述排油冲程带设有沟槽，所述上死点位置附近和/或所述下死点位置附近设有凹坑。

根据本发明实施例的航空轴向柱塞液压泵的斜盘，通过设置沟槽和凹坑，可提升滑靴副油膜成膜及润滑特性，滑靴副承载能力强，耐压耐磨特性好，使用寿命长。

另外，根据本发明实施例的航空轴向柱塞液压泵的斜盘，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述沟槽在所述端面内的投影为“V”形。

根据本发明的一个实施例，所述沟槽的宽度W的范围为1微米-9999微米。

根据本发明的一个实施例，所述沟槽的深度H的范围为0.1微米-999微米。

根据本发明的一个实施例，所述沟槽的沿所述端面的法向的横截面轮廓为多边形或半圆形。

根据本发明的一个实施例，所述沟槽包括：多个第一沟槽，多个所述第一沟槽设于所述吸油冲程带上，且多个所述第一沟槽被分成至少一组，每组包括沿所述吸油冲程带延伸方向顺次排布的多个第一沟槽；和/或多个第二沟槽，多个所述第二沟槽设于所述排油冲程带上，且多个所述第二沟槽被分成至少一组，每组包括沿所述排油冲程带延伸方向顺次排布的多个第二沟槽。

根据本发明的一个实施例，所述凹坑在所述端面内的投影为圆形。

根据本发明的一个实施例，所述凹坑的直径D的范围为1微米-999微米。

根据本发明的一个实施例，所述凹坑的深度h的范围为0.1微米-999微米。

根据本发明第二方面实施例的航空轴向柱塞液压泵，包括滑靴和根据本发明上述第一方面实施例的斜盘，所述端面与所述滑靴配合形成滑靴副。

根据本发明实施例的航空轴向柱塞液压泵，通过设置根据本发明上述第一方面实施例的斜盘，从而使得航空轴向柱塞液压泵具有滑靴副油膜润滑特性好，承载能力强，耐压耐磨特性好，使用寿命长等优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的斜盘的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的斜盘的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的斜盘的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的斜盘的结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的斜盘的局部法向截面图；

图6是根据本发明一个实施例的斜盘的局部法向截面图；

图7是根据本发明一个实施例的斜盘的局部法向截面图；

图8是根据本发明一个实施例的斜盘的局部法向截面图；

图9是根据本发明一个实施例的斜盘的局部法向截面图；

图10是根据本发明一个实施例的斜盘的局部法向截面图；

图11是根据本发明一个实施例的斜盘的局部法向截面图；

图12是根据本发明一个实施例的斜盘的局部法向截面图；

图13是根据本发明实施例的航空轴向柱塞液压泵的部分结构示意图；

图14是根据本发明实施例的航空轴向柱塞液压泵的部分结构示意图。

附图标记：

斜盘100；

本体1；端面11；上死点111；下死点112；吸油冲程带113；排油冲程带114；

沟槽101；第一沟槽1011；第二沟槽1012；

凹坑102；第一凹坑1021；第二凹坑1022；

液压泵200；滑靴201；油室2011；阻尼孔2012；球窝2013；

柱塞202；通孔2021；柱塞基体2022；柱塞球头2023；

缸体203；主轴孔2031。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图14描述根据本发明第一方面实施例的航空轴向柱塞液压泵200的斜盘100，需要说明的是，参照图13-图14中所示，液压泵200包括缸体203、主轴(图未示出)、柱塞202、斜盘100和滑靴201，缸体203设有沿其轴向延伸的主轴孔2031和柱塞孔，主轴固定穿设在主轴孔2031内，柱塞202包括柱塞基体2022和设于柱塞基体2022一端的柱塞球头2023，柱塞基体2022配合在柱塞孔内，滑靴201的一侧设有球窝2013，滑靴201的另一侧与斜盘100配合，柱塞球头2023配合在球窝2013内，通过驱动主轴转动而带动缸体203和柱塞202绕主轴的轴线转动，由此柱塞202驱动滑靴201在斜盘100的端面11上沿周向滑动，同时柱塞202沿柱塞孔的轴向往复运动以交替进行吸油和排油过程。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的航空轴向柱塞液压泵的斜盘100包括本体1，本体1的与航空轴向柱塞液压泵200的滑靴201配合的端面11上具有上死点111和下死点112，上死点111和下死点112之间连线的两侧分别形成吸油冲程带113和排油冲程带114。

需要说明的是，滑靴201在斜盘100的端面11上沿周向滑动时，斜盘100上的被滑靴201滑过的区域构成滑靴201在斜盘100上运动的轨迹带，上死点111、下死点112、吸油冲程带113和排油冲程带114共同构成该轨迹带。具体地，参照图14中所示，当滑靴201滑动至上死点111位置时，柱塞202的留缸长度Lc达到最小，滑靴201位于吸油冲程与排油冲程交界点；当滑靴201滑动至下死点112位置时，柱塞202的留缸长度Lc达到最大，滑靴201位于排油冲程与吸油冲程交界点；当滑靴201由下死点112朝向上死点111运动时，柱塞202的留缸长度Lc不断减小以进行吸油过程，在该过程中，斜盘100的端面11上被滑靴201滑过的区域构成所述“吸油冲程带113”；当滑靴201由上死点111朝向下死点112运动时，柱塞202的留缸长度Lc不断增大以进行排油过程，在该过程中，斜盘100的端面11上被滑靴201滑过的区域构成所述“排油冲程带114”。

滑靴201与斜盘100的所述端面11配合形成滑靴副，滑靴201上具有油室2011和阻尼孔2012，油室2011通过滑靴201的阻尼孔2012以及柱塞202中的通孔2021引入高压液压油，以便在该滑靴副中形成润滑支撑，从而避免了斜盘100和滑靴201之间的直接接触。

吸油冲程带113和/或排油冲程带114设有沟槽101，即在一些示例中，仅在吸油冲程带113上设有沟槽101；在一些示例中，仅在排油冲程带114上设有沟槽101；在一些示例中，吸油冲程带113和排油冲程带114上均设有沟槽101。

上死点111位置附近和/或下死点112位置附近设有凹坑102，即在一些示例中，仅上死点111位置附近设有凹坑102；在一些示例中，仅下死点112位置附近设有凹坑102；在一些示例中，上死点111位置附近和下死点112位置附近均设有凹坑102。

根据本发明实施例的航空轴向柱塞液压泵200的斜盘100，通过设置沟槽101和凹坑102，从而可以提升滑靴副油膜的动压效应，从而增强油膜的承载能力，沟槽101及凹坑102均存在附加流体动压分布，在沟槽101及凹坑102的收敛楔形貌处产生类似于微型滑动轴承的润滑效果，从而沟槽101及凹坑102为滑动表面提供了附加承载能力，沟槽101及凹坑102使得滑靴副在启停阶段运行更加平稳，进而防止油膜失效和滑靴201的偏磨，改善滑靴副的润滑状态，减轻了滑靴副的摩擦磨损现象，延长了滑靴副的使用寿命。

当滑靴201位于上死点111与下死点112处，滑靴副的载荷发生突变，滑靴副油膜易发生润滑失效。每个凹坑102内可以储存液压油，从而在受力挤压的情况下向滑靴201的端面和斜盘100的端面11提供二次油源，延长了滑靴副的使用寿命。在重载恶劣工况下，两滑动表面(斜盘100的端面11和滑靴201的端面)很难产生流体润滑膜，沟槽101及凹坑102减小了两滑动表面的接触面积。在液压油中有磨屑或杂质的情况下，斜盘100端面11上设置的沟槽101与凹坑102可以容纳磨屑与杂质，从而减少磨粒磨损以及液压系统的污染与堵塞。

因此，根据本发明实施例的斜盘100具有动压效应好、耐压耐磨特性好、使用寿命长等优点。

在本发明的一个实施例中，参照图1-图4中所示，沟槽101在端面11内的投影为“V”形，从而可以进一步提升斜盘100的动压效应及耐压耐磨性能。优选地，参照图1-图4中所示，沟槽101的“V”形开口朝向上死点111或朝向下死点112，由此可以更进一步地提升斜盘100的动压效应及耐压耐磨性能。

在本发明的一个实施例中，参照图5-图8中所示，沟槽101的宽度W的范围为1微米-9999微米，即沟槽101的宽度W最小不小于1微米且最大不超过9999微米。由此可以在确保斜盘100的动压效应、耐压耐磨特性的情况下，降低斜盘100的加工难度。优选地，沟槽101的宽度W的范围为200微米至800微米。进一步优选地，沟槽101的宽度W的范围为300微米至600微米。更进一步优选地，沟槽101的宽度W为500微米。由此可以在确保斜盘100的动压效应、耐压耐磨特性的情况下，进一步降低斜盘100的加工难度。

在本发明的一个实施例中，参照图5-图8中所示，沟槽101的深度H的范围为0.1微米-999微米，即沟槽101的深度H最小不小于0.1微米且最大不超过999微米。由此可以在确保斜盘100的动压效应、耐压耐磨特性的情况下，使斜盘100的结构更加合理。优选地，沟槽101的深度H的范围为1微米至10微米。进一步优选地，沟槽101的深度H的范围为1微米至5微米。更进一步优选地，沟槽101的深度H为2微米。由此可以在确保斜盘100的动压效应、耐压耐磨特性的情况下，使斜盘100的结构更加合理。

沟槽101的沿端面11的法向的横截面的形状可以根据需要任意选定，例如可以为多边形或半圆形，由此可以在确保斜盘100的动压效应、耐压耐磨特性的情况下，降低斜盘100的加工难度。例如在图5所示的示例中，沟槽101的沿端面11的法向的横截面轮廓为台阶形；在图6所示的示例中，沟槽101的沿端面11的法向的横截面轮廓为楔形；在图7所示的示例中，沟槽101的沿端面11的法向的横截面轮廓为半圆形；在图8所示的示例中，沟槽101的沿端面11的法向的横截面轮廓为等腰三角形。当然本申请并不限于此，沟槽101的沿端面11的法向的横截面轮廓还可以为梯形等。

在本发明的一个实施例中，沟槽101包括多个第一沟槽1011和/或多个第二沟槽1012，即在一些示例中，沟槽101仅包括多个第一沟槽1011；在一些示例中，沟槽101仅包括多个第二沟槽1012；在一些示例中，参照图1-图4中所示，沟槽101同时包括多个第一沟槽1011和多个第二沟槽1012。其中，多个第一沟槽1011设于吸油冲程带113上，且多个第一沟槽1011被分成至少一组，每组包括沿吸油冲程带113延伸方向顺次排布的多个第一沟槽1011；多个第二沟槽1012设于排油冲程带114上，且多个第二沟槽1012被分成至少一组，每组包括沿排油冲程带114延伸方向顺次排布的多个第二沟槽1012。优选地，当多个第一沟槽1011被分成多组时，所述多组沿所述端面11的径向顺次排布，当多个第二沟槽1012被分成多组时，所述多组沿所述端面11的径向顺次排布。由此可以进一步提升斜盘100的动压效应及耐压耐磨性能。

下面参照图1-图4所示的示例进行具体说明。

在图1所示的示例中，沟槽101包括多个第一沟槽1011和多个第二沟槽1012，多个第一沟槽1011被分成一组，多个第一沟槽1011沿吸油冲程带113延伸方向顺次排布，多个第二沟槽1012被分成一组，多个第二沟槽1012沿排油冲程带114延伸方向顺次排布。第一沟槽1011和第二沟槽1012在所述端面11内的投影均为“V”形，且第一沟槽1011的“V”形开口和第二沟槽1012的“V”形开口均朝向上死点111。

在图2所示的示例中，沟槽101包括多个第一沟槽1011和多个第二沟槽1012，多个第一沟槽1011被分成一组，多个第一沟槽1011沿吸油冲程带113延伸方向顺次排布，多个第二沟槽1012被分成一组，多个第二沟槽1012沿排油冲程带114延伸方向顺次排布。第一沟槽1011和第二沟槽1012在所述端面11内的投影均为“V”形，且第一沟槽1011的“V”形开口朝向下死点112，第二沟槽1012的“V”形开口朝向上死点111。

在图3所示的示例中，沟槽101包括多个第一沟槽1011和多个第二沟槽1012，多个第一沟槽1011被分成两组，该两组第一沟槽1011沿端面11的径向顺次排布，多个第二沟槽1012被分成两组，该两组第二沟槽1012沿端面11的径向顺次排布。第一沟槽1011和第二沟槽1012在所述端面11内的投影均为“V”形，且第一沟槽1011的“V”形开口和第二沟槽1012的“V”形开口均朝向上死点111。

在图4所示的示例中，沟槽101包括多个第一沟槽1011和多个第二沟槽1012，多个第一沟槽1011被分成两组，该两组第一沟槽1011沿端面11的径向顺次排布，多个第二沟槽1012被分成两组，该两组第二沟槽1012沿端面11的径向顺次排布。第一沟槽1011和第二沟槽1012在所述端面11内的投影均为“V”形，且第一沟槽1011的“V”形开口朝向下死点112，第二沟槽1012的“V”形开口朝向上死点111。

在本发明的一个实施例中，参照图1-图4中所示，凹坑102在端面11内的投影为圆形。由此可以在确保斜盘100的动压效应、耐压耐磨特性的情况下，降低斜盘100的加工难度。

可选地，参照图9-图12所示，凹坑102的直径D的范围为1微米-999微米，即凹坑102的直径D最小不小于1微米且最大不超过999微米。由此可以在确保斜盘100的动压效应、耐压耐磨特性的情况下，降低斜盘100的加工难度。优选地，凹坑102的直径D的范围为20微米至200微米。进一步优选地，凹坑102的直径D的范围为30微米至150微米。更进一步优选地，凹坑102的直径D为100微米。由此可以在确保斜盘100的动压效应、耐压耐磨特性的情况下，进一步降低斜盘100的加工难度。

在本发明的一个实施例中，参照图9-图12所示，凹坑102的深度h的范围为0.1微米-999微米，即凹坑102的深度h最小不小于0.1微米且最大不超过999微米。由此可以使斜盘100的结构更加合理。优选地，凹坑102的深度h的范围为1微米至10微米。进一步优选地，凹坑102的深度h的范围为1微米至5微米。更进一步优选地，凹坑102的深度h为2微米。由此可以使滑靴201的结构更加合理。

凹坑102的沿端面11的法向的横截面的形状可以根据需要任意选定，例如可以为多边形或半圆形，由此可以在确保斜盘100的动压效应、耐压耐磨特性的情况下，降低斜盘100的加工难度。例如在图9所示的示例中，凹坑102的沿端面11的法向的横截面轮廓为台阶形；在图10所示的示例中，凹坑102的沿端面11的法向的横截面轮廓为楔形；在图11所示的示例中，凹坑102的沿端面11的法向的横截面轮廓为半圆形；在图12所示的示例中，凹坑102的沿端面11的法向的横截面轮廓为等腰三角形。当然本申请并不限于此，凹坑102的沿端面11的法向的横截面轮廓还可以为梯形等。

在本发明的一个优选实施例中，沟槽101与凹坑102的深度相同，由此可以使斜盘100的结构更加合理，进一步降低斜盘100的加工难度。

在本发明的一些实施例中，参照图1-图4中所示，凹坑102包括多个第一凹坑1021和多个第二凹坑1022，多个第一凹坑1021设于上死点111位置附近，多个第二凹坑1022设于下死点112位置附近，沟槽101包括多个第一沟槽1011和多个第二沟槽1012，多个第一沟槽1011设于吸油冲程带113，多个第二沟槽1012设于排油冲程带114。由此可以进一步提高滑靴副的动压效应，使得滑靴副在启停以及高低压过渡区更加平稳，进一步削弱出现滑靴201倾覆现象，进而进一步防止油膜失效和滑靴201的偏磨，改善滑靴副的润滑状态，进一步减轻滑靴副的摩擦磨损现象，进一步延长滑靴副的使用寿命。

进一步地，参照图1-图4中所示，多个第一凹坑1021被分成沿所述端面11的周向顺次排布的多组，每组包括沿所述端面11的径向顺次排布的多个第一凹坑1021；多个第二凹坑1022被分成沿所述端面11的周向顺次排布的多组，每组包括沿所述端面11的径向顺次排布的多个第二凹坑1022。由此可以进一步提升斜盘100的动压效应及耐压耐磨性能。

根据本发明第二方面实施例的航空轴向柱塞液压泵200，包括滑靴201和根据本发明上述第一方面实施例的斜盘100，所述端面11与所述滑靴201配合形成滑靴副。

根据本发明实施例的航空轴向柱塞液压泵200，通过设置根据本发明上述第一方面实施例的斜盘100，从而使得航空轴向柱塞液压泵200具有滑靴副油膜润滑特性好，承载能力强，耐压耐磨特性好，使用寿命长等优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种航空轴向柱塞液压泵的斜盘，其特征在于，包括：本体，所述本体的与航空轴向柱塞液压泵的滑靴配合的端面上具有上死点和下死点，所述上死点和所述下死点之间连线的两侧分别形成吸油冲程带和排油冲程带，所述吸油冲程带和/或所述排油冲程带设有沟槽，所述上死点位置附近和/或所述下死点位置附近设有凹坑。

2.根据权利要求1所述的航空轴向柱塞液压泵的斜盘，其特征在于，所述沟槽在所述端面内的投影为“V”形。

3.根据权利要求1所述的航空轴向柱塞液压泵的斜盘，其特征在于，所述沟槽的宽度W的范围为1微米-9999微米。

4.根据权利要求1所述的航空轴向柱塞液压泵的斜盘，其特征在于，所述沟槽的深度H的范围为0.1微米-999微米。

5.根据权利要求1所述的航空轴向柱塞液压泵的斜盘，其特征在于，所述沟槽的沿所述端面的法向的横截面轮廓为多边形或半圆形。

6.根据权利要求1所述的航空轴向柱塞液压泵的斜盘，其特征在于，所述沟槽包括：

多个第一沟槽，多个所述第一沟槽设于所述吸油冲程带上，且多个所述第一沟槽被分成至少一组，每组包括沿所述吸油冲程带延伸方向顺次排布的多个第一沟槽；和/或

多个第二沟槽，多个所述第二沟槽设于所述排油冲程带上，且多个所述第二沟槽被分成至少一组，每组包括沿所述排油冲程带延伸方向顺次排布的多个第二沟槽。

7.根据权利要求1所述的航空轴向柱塞液压泵的斜盘，其特征在于，所述凹坑在所述端面内的投影为圆形。

8.根据权利要求7所述的航空轴向柱塞液压泵的斜盘，其特征在于，所述凹坑的直径D的范围为1微米-999微米。

9.根据权利要求1所述的航空轴向柱塞液压泵的斜盘，其特征在于，所述凹坑的深度h的范围为0.1微米-999微米。

10.一种航空轴向柱塞液压泵，其特征在于，包括：

滑靴；

根据权利要求1-9中任一项所述的斜盘，所述端面与所述滑靴配合形成滑靴副。