CN109209862A - 渐开面多腔摆动泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种渐开面多腔摆动泵，它包括泵体(1)、转子(2)、叶片(3、4)、传动轴(5)、隔板(6、7)、配流盘(8)、单向阀(9、10、11、12)、油口(A、B)；泵体(1)内壁上设有位置对称且均产生于基圆柱(J)的四个渐开面(C1、C2、C3、C4)，叶片(3、4)的两端始终抵紧在相应的渐开面上；转子(2)上设有相互平行、间距等于基圆柱(J)的直径且对称于转子(2)中心的两条滑槽，两个长度均等于渐开面(C1)与(C4)间法向距离的叶片(3、4)分别安装在该两条滑槽内；四个对称的排油腔可以同时输出压力油，泵油效率高且排量可变，传动轴上的径向力平衡，叶片与滑槽之间磨损小，泵的寿命高。

Description

渐开面多腔摆动泵
技术领域
本发明涉及叶片泵技术领域，特别是涉及一种渐开面多腔摆动泵。
背景技术
叶片泵是液压传动系统中应用广泛的一种液压泵，在结构上可分为单作用叶片泵和双作用叶片泵两大类，它们都由泵体、叶片、转子、配流盘、传动轴、泵盖等组成。单作用叶片泵可变量，但传动轴所受到的径向液压力不平衡，其轴承负载较大。双作用叶片泵的传动轴上受到的径向液压力平衡，但不可变量。单作用叶片泵、双作用叶片泵工作时，泵体内壁对叶片的作用力与叶片中心线均有一定的角度，使得叶片受到泵体内壁施加的一个弯曲力矩，加剧了叶片与叶片滑槽之间的摩擦与磨损，影响叶片、滑槽的使用寿命。此外，单作用叶片泵、双作用叶片泵的叶片都是依靠其离心力实现叶片与泵体内壁的接触密封，所以要求泵转子的转速足够高，这就限制了单作用叶片泵与双作用叶片泵的应用领域。
发明内容
本发明的目的在于消除现有叶片泵(单作用叶片泵、双作用叶片泵)的泵体内壁对叶片施加的弯曲力矩，减小叶片与叶片槽之间的摩擦、磨损，提供一种兼具单作用叶片泵可变量、双作用叶片泵径向液压力平衡两个优点且密封性好的渐开面多腔摆动泵。
本发明解决技术问题利用了同一基圆上两条反向渐开线之间的法向距离始终相等的性质与叶片泵基本原理特点相结合的方案。本发明的渐开面多腔摆动泵，包括泵体、转子、叶片、传动轴、隔板、配流盘、油口、单向阀，其特征是：泵体内壁上设有产生于同一个基圆柱的四个渐开面，该四个渐开面位置对称、尺寸相同，相邻的两个渐开面由隔板隔开。转子上设有相互平行且关于转子中心对称的两条滑槽，该两条滑槽的中心线之间的距离等于所述基圆柱的直径。两个叶片分别安装在转子的上述两条滑槽内，两个叶片的长度均等于泵体内壁两个反向渐开面之间的法向距离，两个叶片的中心线分别与所述基圆柱相切。
上述叶片一方面随上述转子转动，另一方面在上述滑槽内移动，叶片两端与上述泵体内壁的渐开面始终保持接触。
上述泵体、转子、叶片、隔板及配流盘形成两组工作腔。
上述单向阀有四个，上述油口通过该四个单向阀连接到外部管路。
与国内外现有技术相比，本发明具有六个优点：
(1)利用渐开线的几何特性保持两个叶片与泵体内壁相应渐开面始终可靠地接触，解决了单、双作用叶片泵的叶片都需要借助离心力才能使得叶片接触泵体内壁的问题，降低了泵转子的转速要求，减轻了零部件的动载荷，提高了零部件的寿命与可靠性，扩大了泵的适用范围。
(2)工作腔容积的变化率大，泵的排量大。
(3)由于基圆的切线即是渐开线的法线，所以叶片中心线就是泵体内壁渐开面的法线，工作时泵体内壁对叶片的作用力沿着叶片的中心线方向，可以避免叶片承受附加的弯曲力矩，从而减轻了叶片与滑槽之间的摩擦、磨损。
(4)具有四个吸油腔、四个排油腔，且它们分别对称布置，泵运行过程中各排油腔产生的径向液压力可以相互抵消，传动轴及其轴承上的径向力平衡，改善了传动轴的受力情况，也减少了泄漏。泵的排油压力升高时，传动轴上的径向液压力依然是平衡的，不会出现泵工作压力越高而传动轴上的径向合力也变大的现象，轴承等零件及泵的寿命得以提高。
(5)四个排油腔同时输出压力油，泵油效率高，合成流量的脉动降低，振动与噪声小。
(6)传动轴由摆动凸轮机构驱动时，调节摆动凸轮机构中摆杆支点的位置即可调节摆杆的摆角从而改变两个叶片的摆动角度，使泵成为排量可变的变量泵。
显然，本发明的综合性能优于现有的单作用叶片泵和双作用叶片泵，可以作为现有叶片泵的升级换代产品。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是配流盘结构示意图。
图中1.泵体，2.转子，3、4.叶片，5.传动轴，6、7.隔板，8.配流盘，9、10、11、12.单向阀，A、B.油口，C1、C2、C3、C4.渐开面，J.基圆柱，a1、a2、a3、a4为与油口A连通的工作腔，b1、b2、b3、b4为与油口B连通的工作腔
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1至图2是本发明公开的一个实施例。本发明的渐开面多腔摆动泵由泵体1、转子2、叶片3和4、传动轴5、隔板6和7、配流盘8、油口A与B、单向阀9至12等组成。泵体1的内壁上设有四个渐开面：C1、C2、C3、C4，它们对应的基圆柱都是J，四个渐开面C1、C2、C3、C4的位置对称、尺寸相同。转子2上开设有相互平行且关于转子中心对称的两条滑槽，两条滑槽的中心线之间的距离等于基圆柱J的直径，两个长度相等的叶片3和4分别安装在转子2的两条滑槽内，两个叶片3和4的中心线即两条滑槽的中心线Y1和Y2彼此平行，Y1和Y2分别相切于基圆柱J的两侧。渐开面C1与C4之间的法向距离等于渐开面C2与C3之间的法向距离，且都等于叶片3或4的长度。相邻的两个渐开面C1与C2由隔板6隔开，相邻的两个渐开面C3与C4由隔板7隔开。
泵体1、转子2、叶片3和4、隔板6和7、配流盘8形成两组工作腔：工作腔a1、a2、a3、a4与工作腔b1、b2、b3、b4，这八个工作腔中a1与a3对称、a2与a4对称、b1与b3对称、b2与b4对称。工作腔a1、a2、a3、a4与工作腔b1、b2、b3、b4的容积变化趋势相反，即当工作腔a1、a2、a3、a4的容积变大时，工作腔b1、b2、b3、b4的容积变小；反之，当工作腔a1、a2、a3、a4的容积变小时，工作腔b1、b2、b3、b4的容积变大。配流盘8将四个工作腔a1、a2、a3、a4相互连通，将另外四个工作腔b1、b2、b3、b4也相互连通，且保证工作腔a1、a2、a3、a4与工作腔b1、b2、b3、b4相互隔开。
转子2通过外部传动装置(如摆动凸轮机构)驱动做摆动运动，安装在两条滑槽中的叶片3和4随转子2的摆动分别在两条滑槽内移动。由于叶片3和4的中心线即两条滑槽的中心线Y1和Y2分别与基圆柱J相切，且叶片3和4的长度均等于渐开面C1与C4之间或渐开面C2与C3之间的法向距离，所以叶片3的两端始终抵紧在渐开面C1和C4上，叶片4的两端始终抵紧在渐开面C2和C3上，保持叶片与渐开面的紧密、可靠接触，并将工作腔a1与b1、工作腔a2与b2、工作腔a3与b3、工作腔a4与b4分别隔开，确保密封性及吸油、排油过程的顺利进行。
当转子2顺时针方向摆动时，工作腔a1、a2、a3、a4的容积变小，工作腔b1、b2、b3、b4的容积变大，此时A为出油口，B为进油口；当转子2逆时针方向摆动时，工作腔a1、a2、a3、a4的容积变大，工作腔b1、b2、b3、b4的容积变小，这时A为进油口，B为出油口。在油口A和B处均安装两个反方向的单向阀，保证吸油和排油的分路流动。随着转子2的不断摆动，重复上述过程，实现连续的吸油与排油。
本发明的渐开面多腔摆动泵的转子的摆动角度可调，即叶片的摆动范围可调，从而实现了泵排量的改变。传动轴5每摆动一个来回，完成四次吸油、四次排油过程，四个排油腔可产生四倍的输出排量，提高了泵油效率。

Claims (2)

1.一种渐开面多腔摆动泵，包括泵体(1)、转子(2)、叶片(3、4)、传动轴(5)、隔板(6、7)、配流盘(8)、单向阀(9、10、11、12)、油口(A、B)，其特征是：泵体(1)内壁上设有位置对称、尺寸相同且均产生于基圆柱(J)的四个渐开面(C1、C2、C3、C4)，渐开面(C1)与(C2)由隔板(6)隔开，渐开面(C3)与(C4)由隔板(7)隔开；转子(2)上设有相互平行、间距等于基圆柱(J)的直径且关于转子(2)中心对称的两条滑槽，两个长度相等的叶片(3、4)分别安装在该两条滑槽内，两个叶片(3、4)的中心线分别相切于基圆柱(J)的两侧；渐开面(C1)与(C4)之间的法向距离等于渐开面(C2)与(C3)之间的法向距离，且等于叶片(3)或叶片(4)的长度；泵体(1)、转子(2)、叶片(3、4)、隔板(6、7)、配流盘(8)形成两组工作腔(a1、a2、a3、a4及b1、b2、b3、b4)，且(a1)与(a3)对称、(a2)与(a4)对称、(b1)与(b3)对称、(b2)与(b4)对称；叶片(3)的两端始终抵紧在渐开面(C1)和(C4)上，叶片(4)的两端始终抵紧在渐开面(C2)和(C3)上，并将工作腔(a1)与(b1)、(a2)与(b2)、(a3)与(b3)、(a4)与(b4)分别隔开。
2.根据权利要求1所述的渐开面多腔摆动泵，其特征在于：所述两组工作腔(a1、a2、a3、a4及b1、b2、b3、b4)的容积变化趋势相反，当工作腔(a1、a2、a3、a4)的容积变大时，工作腔(b1、b2、b3、b4)的容积变小；当工作腔(a1、a2、a3、a4)的容积变小时，工作腔(b1、b2、b3、b4)的容积变大。
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