CN109236596A - 一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘 - Google Patents

一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘，以弥补滑靴副技术缺陷。滑靴在减摩盘顶部的旋转盘外表面自由滑动（或滑靴与旋转盘固定连接在一起），在滑靴与旋转盘表面之间的摩擦力驱动下，由于底面滚珠与侧面滚珠的支撑作用，旋转盘与中间体随滑靴一起发生回转运动，从而将滑靴副中滑靴与斜盘面间的滑移运动部分或全部转化为侧面滚珠与底面滚珠间的滚动运动，同时滑靴与旋转盘之间的相对运动速度也得以减小，因而实现了降低滑靴副摩擦功率损失的目的，减摩盘工作时整体浸没于液压油中，润滑冷却充分，由于采用滚珠与静压支撑共同作用的承载形式，通过合理设计减摩盘可以达到较长的服役寿命，发生磨损时减摩盘也便于维护更换。

Description

一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘
技术领域
本发明涉及流体传动与控制技术领域，尤其涉及一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘。
背景技术
节能是我国可持续发展的一项长远发展战略，是我国的基本国策。摩擦造成的能量损失是装备制造业中主要能耗方式之一，据估计，世界三分之一的总能源被一种或者多种形式的摩擦所消耗，2009年发布的中国工程院咨询项目报告指出，通过正确运用摩擦学知识可节省资金达3270亿元，占国内生产总值的1.55%，因此节能环保产业依然是我国规划纲要中重点发展的战略性新兴产业，而发展高效节能的关键技术装备是其中重要内容之一。
斜盘式液压轴向柱塞泵/马达是国家基础建设和国防建设中大型设备液压驱动系统的核心动力元件与回转运动执行元件，是衡量一个国家液压元件制造发展水平和科技实力的直接体现，而斜盘式液压轴向柱塞泵/马达中重载滑靴副的润滑失效问题已成为制约轴向柱塞泵/马达性能的主要障碍。滑靴副是滑靴与斜盘面之间相对滑移运动形成的一个摩擦副，其摩擦力是柱塞泵/马达机械损失的重要组成部分，其泄漏量是决定柱塞泵/马达容积效率特性的关键，其磨损失效是决定柱塞泵/马达寿命和可靠性的重要因素。由于轴向柱塞泵/马达高速、载荷交变特性，重载滑靴副摩擦润滑机理的研究及摩擦副设计一直是柱塞泵/马达研究领域的重点与难点。
1997年，Hooke研究指出对于滑靴副中的滑靴底面，应设计成微凸形表面形貌，以增强滑靴抗倾覆能力减小摩擦磨损。Manring通过集中参数法研究了滑靴密封带微观几何形貌对滑靴特性的影响，指出内凹的滑靴密封带形貌可以增大油膜的承载能力，外凸的滑靴密封带形貌减小油膜的承载力，但外凸和内凹的滑靴密封带形貌都会增大滑靴副的泄漏。国内梁瑛娜等通过建立凹坑形仿生非光滑表面滑靴副的全水动压润滑模型，研究工况参数及几何参数(坑形、面积率、深径比)对流体动压润滑性能和水膜承载力的影响规律。
调研国内外滑靴副减摩技术和方法可发现，由于滑靴副的静压支撑特性，对滑靴副摩擦界面表面形貌的减摩抗磨功能会产生一定的抑制作用，因此目前在滑靴副摩擦学设计、改善滑靴副摩擦润滑性能方面尚无较为理想方法，长期以来仍然只是依赖静压支承等宏观结构参数的合理设计，该传统设计方法对滑靴副运转工况的影响较为敏感，难于满足大范围工况下的滑靴副摩擦润滑承载性能的设计要求，据此法设计出来的滑靴副在脱离了额定工况后滑靴副工作性能将面临严峻挑战，因而对于滑靴副的减摩抗磨技术和方法，仍亟待更多更深入的研究。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘，包括有旋转盘、中间体、底座和侧盖，所述的中间体为环形阶梯状，中间体固定安装在所述的旋转盘下面，所述的底座位于中间体的下方，与中间体间隙配合连接，所述的侧盖为环形体，位于旋转盘、中间体和底座的侧面，侧盖与底座固定连接，在中间体的侧面和侧盖的内壁开有相对应的侧面滚道，在中间体的底面与底座的顶面开有相对应的底面滚道，在侧面滚道内设有若干个侧面滚珠，在底面滚道内设有若干个底面滚珠，在侧面滚道和底面滚道内分别设有侧面保持架和底面保持架，所述的侧面保持架将若干个侧面滚珠相互隔开，底面保持架将若干个底面滚珠相互隔开，在底座的底面开有进油孔，底座与中间体间隙配合形成存储静压支撑用高压油的油室，所述的油室与进油孔连通，油室的高压油由泵的出油腔（或马达的吸油腔）引出，通过壳体中的内部孔道经减摩盘底座底面的进油孔，引入油室中。
在旋转盘的顶面支撑有多个滑靴，所述的滑靴与旋转盘之间为自由摩擦滑动连接或者固定连接。
所述的旋转盘通过销钉及过盈配合方式与中间体固定连接。
所述的侧盖通过螺钉与底座固定连接。
所述的油室的密封采用间隙密封的形式或者O型圈密封形式。
所述的侧面滚珠和底面滚珠的个数均为3个或3个以上。
本发明的优点是：本发明所提供的一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘，滑靴在减摩盘顶部的旋转盘外表面自由滑动（或滑靴与旋转盘固定连接在一起），在滑靴与旋转盘表面之间的摩擦力驱动下，由于底面滚珠与侧面滚珠的支撑作用，旋转盘与中间体随滑靴一起发生回转运动，从而将滑靴副中滑靴与斜盘面间的滑移运动部分或全部转化为侧面滚珠与底面滚珠间的滚动运动，同时滑靴与旋转盘之间的相对运动速度也得以减小，因而实现了降低重载滑靴副摩擦功率损失的目的，减摩盘工作时整体浸没于液压油中，润滑冷却充分，并且由于采用滚珠与静压支撑共同作用的承载形式，通过合理设计减摩盘可以达到较长的服役寿命，发生磨损时减摩盘也便于维护更换。
附图说明
图1是本发明的剖视图。
图2是旋转盘与中间体采用的销钉连接方式示意图。
图3是减摩盘轴侧剖视图。
图4是减摩盘整体外观三维图。
图5是无减摩盘时泵体图。
图6是安装有减摩盘的泵体图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘，其特征在于：包括旋转盘1，侧盖2，底座6，中间体9，侧面滚珠4，侧面保持架3，底面滚珠8，底面保持架7。旋转盘1通过销钉12及过盈配合方式与中间体9固定连接在一起，中间体9侧面开有供侧面滚珠4滚动的滚道，底面开有供底面滚珠8滚动的滚道；底面滚珠8安装在中间体9底面的滚道与底座6顶面的滚道之间，底面保持架7将底面滚珠8均匀地相互隔开，使每个底面滚珠8在中间体9和底座6之间正常地滚动；侧面滚珠4安装在侧盖2的滚道与中间体9的侧面滚道之间，通过侧面保持架3将侧面滚珠4均匀地相互隔开，使每个侧面滚珠4在中间体9和侧盖2之间正常地滚动；侧盖2通过螺钉5与底座6连接在一起，并在侧面开有供侧面滚珠4滚动并支撑侧面滚珠4的滚道；底座6的侧面与斜盘18的侧面以过盈配合形式固定安装在一起，顶面开有供底面滚珠8滚动并支撑底面滚珠8的滚道，底面与斜盘面接触并开有进油孔10；底座6与中间体9通过间隙配合，形成存储静压支撑用高压油的油室11，油室11的高压油由泵的出油腔引出，通过泵体中的内部孔道经减摩盘底座6的底面的进油孔10，引入油室11中。
在旋转盘1的顶面支撑有多个滑靴13，所述的滑靴13与旋转盘1之间为自由摩擦滑动连接或者固定连接。
如图2所示，所述的旋转盘1通过销钉12及过盈配合方式与中间体9固定连接。
所述的侧盖2通过螺钉5与底座6固定连接。
所述的油室11的密封采用间隙密封的形式或者O型圈密封形式。
如图3所示，所述的侧面滚珠4和底面滚珠8的个数均为3个或3个以上。
旋转盘1的外表面与滑靴13之间自由度不受约束，也可通过一定机械结构形式固定连接在一起；
本发明的工作过程如下：
如图5、6所示，减摩盘通过过盈配合形式固定安装于斜盘18中，泵传动轴15受到原动机驱动，通过花键连接带动缸体17及缸孔里面的柱塞16发生旋转运动，滑靴13与柱塞16铰接在一起，从而滑靴13也一起被带动旋转，滑靴13的底面与减摩盘14中的旋转盘1的顶面接触，因此滑靴13与旋转盘1之间将会产生静摩擦力或动摩擦力的作用，旋转盘1受到的该摩擦力方向沿着滑靴13旋转运动切向方向上，因而旋转盘1将会受到绕其中心线的转矩作用。
旋转盘1与中间体9通过过盈配合及销钉连接形式固定安装在一起，由侧面滚珠4及底面滚珠8，以及油室11中的高压油产生的静压推力共同支撑，侧面滚珠4及底面滚珠8分别由侧盖2及底座6中的滚道支撑，而侧盖2与底座6通过螺钉5连接在一起，并一起固定安装在斜盘18中，因而在旋转盘1受到的绕其中心线的转矩作用下，旋转盘1与中间体9将会一起发生旋转运动，其旋转运动方向与滑靴13运动方向一致。
如图5中所示若斜盘18中未安装有减摩盘14，则滑靴13将在斜盘18的表面上发生周向的旋转滑移运动，而如图6中所示斜盘18中安装了减摩盘14之后，则减摩盘14中的旋转盘1在滑靴带动下将一起旋转，从而相对于图5中未安装有减摩盘14的滑靴副来说，可以减小滑靴13与其接触面的相对滑移运动速度，并部分的或者全部的将滑靴副中原本的滑移运动，转化为侧面滚珠4与底面滚珠8的滚动运动，因而可以实现降低滑靴副处摩擦功率损失的目的。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包涵本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (6)

1.一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘，其特征在于：包括有旋转盘、中间体、底座和侧盖，所述的中间体为环形阶梯状，中间体固定安装在所述的旋转盘下面，所述的底座位于中间体的下方，与中间体间隙配合连接，所述的侧盖为环形体，位于旋转盘、中间体和底座的侧面，侧盖与底座固定连接，在中间体的侧面和侧盖的内壁开有相对应的侧面滚道，在中间体的底面与底座的顶面开有相对应的底面滚道，在侧面滚道内设有若干个侧面滚珠，在底面滚道内设有若干个底面滚珠，在侧面滚道和底面滚道内分别设有侧面保持架和底面保持架，所述的侧面保持架将若干个侧面滚珠相互隔开，底面保持架将若干个底面滚珠相互隔开，在底座的底面开有进油孔，底座与中间体间隙配合形成储存高压油的油室，所述的油室与进油孔连通。
2.根据权利要求1所述的一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘，其特征在于：在旋转盘的顶面支撑有多个滑靴，所述的滑靴与旋转盘之间为自由摩擦滑动连接或者固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘，其特征在于：所述的旋转盘通过销钉及过盈配合方式与中间体固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘，其特征在于：所述的侧盖通过螺钉与底座固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘，其特征在于：所述的油室的密封采用间隙密封的形式或者O型圈密封形式。
6.根据权利要求1所述的一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘，其特征在于：所述的侧面滚珠和底面滚珠的个数均为3个或3个以上。
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