CN109236598B - 一种柱塞泵斜盘配流盘组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱塞泵斜盘配流盘组件，包括出油盘、斜盘配流盘、滑靴压盘以及驱动轴，驱动轴与斜盘配流盘周向连接配合，由驱动轴驱动斜盘配流盘的旋转，出油盘与斜盘配流盘的垂直圆柱面面滑动配合，滑靴压盘与斜盘配流盘的斜圆柱面面滑动配合；斜盘配流盘设置有连通出油盘上进出油孔及滑靴压盘上油孔的通油腔，斜盘配流盘还设置有阻尼油腔，阻尼油腔与通油腔连通。这种柱塞泵设计改变了原先的整体设计，通过将斜盘和配流盘一体化设计一个部件，并通过驱动轴驱动斜盘配流盘整体旋转，而对应的缸体、柱塞及出油盘等的结构不旋转，相对现有技术设计减小转动惯量，因此提升装置稳定性，对应的也可获得更高的响应频率。

Description

一种柱塞泵斜盘配流盘组件

技术领域

本发明涉及柱塞泵设计技术领域，更具体地说，涉及一种柱塞泵斜盘配流盘组件。

背景技术

航天泵控伺服系统，是泵直接闭式控制的液压伺服系统，也是近年来发展起来的一种新型容积式电液伺服系统，主要采用双向斜盘式轴向柱塞泵。航天泵控伺服控制系统是采用改变泵的输出流量或压力以与负载相匹配的工作原理。

这种液压控制系统中，系统的压力和流量完全依靠泵的调节来实现，操作与控制简单、可靠，具有伺服电机控制的灵活性和液压输出力大的双重优点。由于泵直接控制系统有着节能高效、高度集成化的显著优势，在航天领域内获得越来越多的应用，一种典型的应用就是航空航天领域的高频响及高可靠性的电静液作动器。

然而针对高频响及高可靠性的双向斜盘式轴向柱塞泵存在频响较低、缸体配流盘摩擦副磨损大以及配流盘偏磨等问题影响，离期望需求还存在较大的差距。

制约双向斜盘式轴向柱塞泵频响的主要原因是现有技术中转动部件为缸体与柱塞，其质量在整个泵中占据较大的比重，导致频响提升有限；此外，现有技术中，配流盘两侧脉动不平衡力是随着转角变化周期呈现的，尤其是缸体转动时引发配流角延伸将呈现周期脉动力，缸体受不平衡周期脉动力影响较大，导致缸体配流盘摩擦副磨损大以及配流盘偏磨，缸体受脉动不平衡力直接传递到轴承上，对轴承的寿命影响较大，常导致轴承的疲劳故障。

综上所述，如何有效地解决双向斜盘式轴向柱塞泵存在的频响低，且周期脉动力影响导致轴承易损坏等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种柱塞泵斜盘配流盘组件，该柱塞泵斜盘配流盘组件的结构设计可以有效地解决双向斜盘式轴向柱塞泵存在的频响低，且周期脉动力影响导致轴承易损坏等的技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种柱塞泵斜盘配流盘组件，包括出油盘、斜盘配流盘、滑靴压盘以及驱动轴，所述驱动轴与所述斜盘配流盘周向连接配合，由所述驱动轴驱动所述斜盘配流盘的旋转，所述出油盘与斜盘配流盘的垂直圆柱面面滑动配合，所述滑靴压盘与斜盘配流盘的斜圆柱面面滑动配合；所述斜盘配流盘设置有连通出油盘上进出油孔及滑靴压盘上油孔的通油腔，所述斜盘配流盘还设置有阻尼油腔，所述阻尼油腔与所述通油腔连通。

优选的，上述柱塞泵斜盘配流盘组件中，所述通油腔包括两组贯通所述斜盘配流盘的轴向呈半圆环状的腰形槽，两组所述腰形槽相互对称构成有间断的环状空腔，通油腔的位置与所述出油盘上进出油孔的位置对应。

优选的，上述柱塞泵斜盘配流盘组件中，所述阻尼油腔包括两组贯通所述斜盘配流盘的轴向呈半圆环状的腰形槽，两组所述腰形槽相互对称构成有间断的环状空腔；所述阻尼油腔的腰形槽位于通油腔的腰形槽的径向的内侧，每个阻尼油腔的腰形槽与通油腔对应侧的腰形槽之间均通过连通槽连通。

优选的，上述柱塞泵斜盘配流盘组件中，所述柱塞泵斜盘配流盘组件还包括用于与柱塞泵的柱塞端头连接配合的滑靴，所述滑靴压盘用于与所述滑靴配合一侧的外缘设置有多个扇形凸台，所述扇形凸台用于对滑靴限位，令其在扇形凸台之间仅沿径向运动，各所述扇形凸台之间设置有所述油孔。

优选的，上述柱塞泵斜盘配流盘组件中，各相邻所述扇形凸台的凸起侧缘相互平行，所述油孔为中段矩形、两端半圆状的通孔，所述油孔贯通所述滑靴压盘的轴向，用于与所述滑靴内的油路联通。

优选的，上述柱塞泵斜盘配流盘组件中，所述滑靴压盘用于与所述滑靴配合的一侧面中心区域设置有球面凸台，所述球面凸台的球心与所述驱动轴的轴线重合，所述球面凸台用于连接柱塞泵的回程压盘及回程弹簧。

优选的，上述柱塞泵斜盘配流盘组件中，所述斜盘配流盘与所述驱动轴之间通过键连接，所述出油盘与所述驱动轴之间设置有轴承。

优选的，上述柱塞泵斜盘配流盘组件中，所述出油盘上间隔180°设置有两个所述进出油孔，所述进出油孔内设置有向柱塞一侧内径缩小的内圆周台阶面。

本发明提供的柱塞泵斜盘配流盘组件，包括出油盘、斜盘配流盘、滑靴压盘、柱塞以及驱动轴，所述驱动轴与所述斜盘配流盘周向连接配合，由所述驱动轴驱动所述斜盘配流盘的旋转，所述出油盘与斜盘配流盘的垂直圆柱面面滑动配合，所述滑靴压盘与斜盘配流盘的斜圆柱面面滑动配合；所述斜盘配流盘设置有连通出油盘上进出油孔及滑靴压盘上油孔的通油腔，所述斜盘配流盘还设置有阻尼油腔，所述阻尼油腔与所述通油腔连通。本发明提供的这种柱塞泵设计改变了原先的整体设计，通过将斜盘和配流盘一体化设计一个部件，并通过驱动轴驱动斜盘配流盘整体旋转，而对应的缸体、柱塞及出油盘等的结构保持径向的不旋转，相对现有技术设计减小转动惯量，因此提升装置稳定性，对应的也可获得更高的响应频率；并在斜盘配流盘上内设置于通油腔连通的阻尼油腔，阻尼油腔能够形成对两侧的出油盘与滑靴压盘进行随动的脉动不平衡力补偿，从本质上消除了脉动偏载对各个摩擦副的影响；此外柱塞泵在运行中各主要承载部件间的相互作用均可视为内力，可有效消除该脉动不平衡力对驱动轴的影响，在高压输出情况甚至可不用设置推力轴承，有效地解决了双向斜盘式轴向柱塞泵存在周期脉动力影响导致轴承易损坏的技术问题。

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为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的局部剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件另一角度的局部剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的出油盘的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的出油盘的侧剖面结构示意图；

图5为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的斜盘配流盘的侧面结构示意图；

图6为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的斜盘配流盘的另一侧的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的滑靴压盘的结构示意图。

附图中标记如下：

出油盘1、斜盘配流盘2、滑靴压盘3、滑靴4、驱动轴5、轴承6、通油腔7、阻尼油腔8、键9、球面凸台10、进出油孔11、连通槽12、油孔13、扇形凸台14。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种柱塞泵斜盘配流盘组件，以解决双向斜盘式轴向柱塞泵存在周期脉动力影响导致轴承易损坏的技术问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图7，图1为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的局部剖面结构示意图；图2为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件另一角度的局部剖面结构示意图；图3为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的出油盘的结构示意图；图4为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的出油盘的侧剖面结构示意图；图5为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的斜盘配流盘的侧面结构示意图；图6为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的斜盘配流盘的另一侧的结构示意图；图7为本发明实施例提供的柱塞泵斜盘配流盘组件的滑靴压盘的结构示意图。

本发明提供的柱塞泵斜盘配流盘2组件，包括出油盘1、斜盘配流盘2、滑靴压盘3、回程压盘以及驱动轴5，驱动轴5与斜盘配流盘2周向连接配合，由驱动轴5驱动斜盘配流盘2的旋转，出油盘1与斜盘配流盘2的垂直圆柱面面滑动配合，滑靴压盘3与斜盘配流盘2的斜圆柱面面滑动配合；斜盘配流盘2设置有连通出油盘1上进出油孔11及滑靴压盘3上油孔13的通油腔7，斜盘配流盘2还设置有阻尼油腔8，阻尼油腔8与通油腔7连通。

本实施例提供的这种柱塞泵设计改变了原先的整体设计，通过将斜盘和配流盘一体化设计一个部件，并通过驱动轴5驱动斜盘配流盘2整体旋转，而对应的缸体、柱塞及出油盘1等的结构保持径向的不旋转，相对现有技术设计减小转动惯量，因此提升装置稳定性，对应的也可获得更高的响应频率；

进一步的，在斜盘配流盘2上内设置于通油腔7连通的阻尼油腔8，阻尼油腔8能够形成对两侧的出油盘1与滑靴压盘3进行随动的脉动不平衡力补偿，从本质上消除了脉动偏载对各个摩擦副的影响；此外柱塞泵在运行中各主要承载部件间的相互作用均可视为内力，可有效消除该脉动不平衡力对驱动轴5的影响，在高压输出情况甚至可不用设置推力轴承，有效地解决了双向斜盘式轴向柱塞泵存在周期脉动力影响导致轴承易损坏的技术问题。

进一步地，出油盘1内置于柱塞泵斜盘配流盘2组件的壳体内，与壳体固定连接，一侧设置有两个进出油孔11，进出油孔11直通至另一侧为配流面与斜盘配流盘2的腰形长孔进行输入输出配流，出油盘1优选设置有轴承座槽用于装入轴承6与驱动轴5形成配合

一体化的斜盘配流盘2一侧为圆柱面，与出油盘1配流面滑动配合，另一侧为斜圆柱面，与滑靴压盘3滑动配合；斜盘配流盘2内部设置有两道对称布置的半圆环状的腰形槽，且均为贯通槽其为通油腔7，阻尼油腔8的结构与其基本一致，只是直径稍小，径向位置分布于通油腔7的腰形槽内，其中，通油腔7的腰形槽与出油盘1的进出油孔11动态连通，通油腔7与阻尼油腔8的半环状腰形槽之间设置有连通槽12，阻尼油腔8的油腔两侧分别与出油盘1及滑靴压盘3盘面构成压力平衡腔。

滑靴压盘3一侧为环形面，另一侧设置有奇数个扇形凸台14，扇形凸台14与相邻扇形凸台14的边缘轮廓线平行，两平行边线之间设置有油孔，油孔呈腰形长孔状，即中间为矩形及两端为半圆的轮廓结构，相邻两扇形凸台14的平行线距离优选等于滑靴4的外径；滑靴压盘3与滑靴4配合的一侧面中心区域设置有球面凸台10，球面凸台10与回程压盘及回程弹簧连接。

驱动轴5一端优选连接电机输出联轴器，另一端可通过出油盘1中央的轴承6与出油盘1形成限位配合，当然也可不采用出油盘对轴承限位的设计，驱动轴5设置有键槽，键槽上放置键9将斜盘配流盘2与驱动轴5连接。

以上实施例所提供双向泵斜盘配流盘2组件大致工作原理如下：

电机输出通过联轴器带动驱动轴5转动，驱动轴5通过键9将带动斜盘配流盘2转动，斜盘配流盘2的斜盘面与滑靴压盘3的配合面滑动连接，进一步将斜盘配流盘2的旋转运动，转化为滑靴压盘3轴向方向的周期往复运动，同时带动滑靴压盘3上扇形凸台14间的滑靴4做轴向周期往复运动及所有滑靴4径向运动构成的类椭圆轨迹，滑靴4相对滑靴压盘3为平面内直线往复运动；可见滑靴压盘3一方面可减小一体化斜盘配流盘2与出油盘1摩擦副轴向载荷，另一方面滑靴压盘3可以使得滑靴4不需要如现有技术中的滑靴4做整个椭圆周期的滑动，只是椭圆面上的径向往复运动而已。

斜盘配流盘2在做旋转运动时，将由出油盘1进出油孔11、斜盘配流盘2的通油腔7的腰形槽、滑靴压盘3与滑靴4之间的腰形槽、滑靴4与柱塞及缸体封闭腔等构成的进出容腔进行周期性的改变；

斜盘配流盘2在做旋转运动时，出油盘1的进出油孔11和斜盘配流盘2的通油腔7形成周期的配流关系，斜盘配流盘2的通油腔7与滑靴压盘3中腰形长孔状的油孔亦形成同步的周期配流；斜盘配流盘2设置的连通槽12将通油腔7与阻尼油腔8连通，斜盘配流盘2外侧通油腔7的两个半环状腔内的高、低流体压力传递到两个内侧阻尼油腔8内，阻尼油腔8内的流体压力同时作用到出油盘1及滑靴压盘3的配合面上，抵消不平衡力的影响，同时减小斜盘配流盘2与出油盘1滑动摩擦副的轴向载荷，随着斜盘配流盘2的转动，延伸配流角亦随动，可动态地抵消作用到出油盘1及滑靴压盘3的不平衡周期脉动力。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种柱塞泵斜盘配流盘组件，用于双向泵斜盘式轴向柱塞泵，包括出油盘、斜盘配流盘、滑靴压盘以及驱动轴，其特征在于，所述驱动轴与所述斜盘配流盘周向连接配合，由所述驱动轴驱动所述斜盘配流盘的旋转，所述出油盘与斜盘配流盘的垂直圆柱面面滑动配合，所述滑靴压盘与斜盘配流盘的斜圆柱面面滑动配合；所述斜盘配流盘设置有连通出油盘上进出油孔及滑靴压盘上油孔的通油腔，所述斜盘配流盘还设置有阻尼油腔，所述阻尼油腔与所述通油腔连通；

所述通油腔包括两组贯通所述斜盘配流盘的轴向呈半圆环状的腰形槽，两组所述通油腔的呈半圆环状的所述腰形槽相互对称构成有间断的环状空腔，所述通油腔的呈半圆环状的所述腰形槽的位置与所述出油盘上进出油孔的位置对应；

所述阻尼油腔包括两组贯通所述斜盘配流盘的轴向呈半圆环状的腰形槽，两组所述阻尼油腔的呈半圆环状的所述腰形槽相互对称构成有间断的环状空腔；所述阻尼油腔的呈半圆环状所述腰形槽位于所述通油腔的呈半圆环状的所述腰形槽的径向的内侧，每个阻尼油腔的呈半圆环状的所述腰形槽与同一侧的所述通油腔的呈半圆环状的所述腰形槽之间均通过连通槽连通；

所述柱塞泵斜盘配流盘组件还包括用于与柱塞泵的柱塞端头连接配合的滑靴，所述滑靴压盘用于与所述滑靴配合一侧的外缘设置有多个扇形凸台，所述扇形凸台用于对滑靴限位，令其在扇形凸台之间仅沿径向运动 ，各所述扇形凸台之间设置有所述油孔；

各相邻所述扇形凸台的凸起侧缘相互平行，所述油孔为中段矩形、两端半圆状的通孔，所述油孔贯通所述滑靴压盘的轴向，用于与所述滑靴内的油路联通；

所述滑靴压盘用于与所述滑靴配合的一侧面中心区域设置有球面凸台，所述球面凸台的球心与所述驱动轴的轴线重合，所述球面凸台用于连接柱塞泵的回程压盘及回程弹簧；

所述斜盘配流盘与所述驱动轴之间通过键连接，所述出油盘与所述驱动轴之间设置有轴承。

2.根据权利要求1所述的柱塞泵斜盘配流盘组件，其特征在于，所述出油盘上间隔180°设置有两个所述进出油孔，所述进出油孔内设置有向柱塞一侧内径缩小的内圆周台阶面。

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