CN109340070A - 一种轴向柱塞液压泵的回程机构 - Google Patents

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刘欢
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Abstract

本发明提供了一种轴向柱塞液压泵的回程机构，包括安装在缸体中的柱塞、相对于缸体的端面倾斜设置的斜盘，柱塞的头部安装有滑靴，柱塞和斜盘之间设有回程盘，滑靴安装在回程盘中；斜盘的中心轴线上设有压板，并通过固定件固定在斜盘的表面上；压板和回程盘之间设有支撑承载件，用于支撑回程盘并使回程盘绕着斜盘的中心轴线转动。本发明在压板和回程盘之间设计圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承既能够承受径向力又能够承受轴向力，使回程盘工作时摩擦磨损大大减轻，提高柱塞泵的机械效率与使用寿命。本发明制造安装方便，与中心弹簧回程机构相比，本发明的结构在滑靴受力不平衡时，斜盘与滑靴不会倾斜，能在更苛刻与更广地领域中使用。

Description

一种轴向柱塞液压泵的回程机构
技术领域
本发明涉及液压轴向柱塞泵的技术领域，尤其涉及一种轴向柱塞液压泵的回程机构。
背景技术
轴向柱塞泵是靠柱塞在缸体孔内做往复运动来改变柱塞腔的容积变化进行工作的。工作时，驱动主轴驱动缸体旋转，在缸体旋转一周的过程中，在缸体孔内的柱塞在斜盘的作用下沿着缸体孔做一次往复运动，实现一次吸油和排油。当柱塞处于排油行程时，斜盘会通过滑靴给柱塞一个推力，使柱塞沿着柱塞腔缩回，将油液挤出，柱塞腔内油液压力升高，柱塞在挤压油液的同时会受到腔内高压油的反力，该反力会传递给滑靴使滑靴压紧斜盘；但当柱塞处于吸油行程时，柱塞需要伸出使柱塞腔体积变大才能够将油液吸进柱塞腔，但柱塞不会自动伸出，通常需要借助回程机构。柱塞回程机构好坏对柱塞泵的工作质量、使用寿命起着至关重要的作用。
传统的回程机构大体分为四种：第一种为辅助泵供油回程。柱塞在辅助泵补油压力作用下向外伸出，此时，轴向柱塞泵无自吸能力，而且需在液压系统中额外增加补油泵，增加了系统成本；第二种为中心弹簧回程机构，采用中心弹簧压紧回程盘。目前国内定型生产的CY14型和ZB型泵均采用此种结构。由于受到轴向柱塞泵空间的限制，弹簧设计困难，只能提供部分柱塞回程力，无法完全解决柱塞回程问题。并且轴向柱塞泵吸油区与排油区的滑靴受力情况不同，导致回程盘的受力不均匀，回程盘倾斜，从而使滑靴倾斜，增加了滑靴的磨损与液压油液泄露量；第三种，在每个柱塞腔内安装弹簧，利用弹簧推力将柱塞压紧在斜盘上。此时弹簧承受交变应力，存在严重的疲劳问题，极大地缩短轴向柱塞泵的使用寿命。第四种为固定间隙回程机构，滑靴夹在回程盘和斜盘之间并具有一定的间隙，回程盘和斜盘固定连接，即机械强制回程。这种结构较为复杂，使斜盘尺寸加大，此外，由于回程盘与固定机构存在相互摩擦磨损，大大降低了泵的机械效率与使用寿命。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低的轴向柱塞液压泵的回程机构，能够提高柱塞液压泵的机械效率与使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供了一种轴向柱塞液压泵的回程机构，包括安装在缸体中的柱塞、相对于缸体的端面倾斜设置的斜盘，所述柱塞的头部安装有滑靴，所述柱塞和斜盘之间设有回程盘，所述滑靴安装在所述回程盘中，所述回程盘用于扣住滑靴使其贴在斜盘的表面运动；
所述斜盘的中心轴线上设有压板，并通过固定件固定在所述斜盘的表面上；
所述压板和回程盘之间设有支撑承载件，用于支撑所述回程盘并使回程盘绕着斜盘的中心轴线转动。
优选的，所述回程盘上均匀分布着与所述滑靴的数量相等的圆孔，每个圆孔内安装一个滑靴。
优选的，所述回程盘的中心轴线上具有阶梯通孔，用于安装固定所述支撑承载件。
进一步的，所述压板为具有三段的阶梯轴，用于支撑与固定所述支撑承载件；
所述压板的中心形成有用于供所述固定件穿入的通孔。
优选的，所述支撑承载件为圆锥滚子轴承；
所述固定件为螺钉，所述螺钉螺纹连接于所述斜盘的中心螺纹孔中。
可选的，所述缸体的中心安装有用于带动缸体及其上的柱塞旋转的驱动轴。
由上，本发明可以克服传统回程机构的不足之处，并具有如下优点：
1、结构简单，制造安装方便，成本低；
2、具有圆锥滚子轴承，摩擦小，效率高；
3、无弹簧机构，使用寿命长，尺寸小，设计方便；
4、与中心弹簧回程机构相比，本发明的结构在滑靴受力不平衡时，斜盘与滑靴不会倾斜，能满足的使用情况更加苛刻与应用的领域更加宽广；
5、由于轴向柱塞泵的吸油区也可以有一定的压力，当本发明的回程机构用于闭式液压系统时，系统的回油区有一定的背压能够节能，而中心弹簧回程机构的轴向柱塞泵无法实现。
附图说明
图1为本发明优选实施例的轴向柱塞液压泵的回程机构的结构示意图；
图2为本发明优选实施例的轴向柱塞液压泵的回程机构的压板的结构示意图；
图3为本发明优选实施例的轴向柱塞液压泵的回程机构的回程盘的结构示意图；
图4为图3的纵向剖面图。
图中，1-斜盘、2-滑靴、3-回程盘、4-圆锥滚子轴承(支撑承载件)、5-压板、6-螺钉(固定件)、7-柱塞、8-缸体、9-驱动轴。
具体实施方式
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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。参见图1至图4对本发明所述轴向柱塞液压泵的回程机构进行详细说明。
本发明是对轴向柱塞泵的回程机构的结构形式的创新，其结构如图1所示，包括斜盘1、滑靴2、回程盘3、圆锥滚子轴承(支撑承载件)4、压板5、螺钉(固定件)6、柱塞7、缸体8、驱动轴9，斜盘1的表面相对于缸体8端面有一定的倾角。工作时，驱动主轴9驱动缸体8旋转，在缸体8旋转一周的过程中，在缸体孔(柱塞腔)内的柱塞7在斜盘1的作用下沿着缸体孔做一次往复运动，实现一次吸油和排油。当柱塞7处于排油行程时，斜盘1会通过滑靴2给柱塞一个推力，使柱塞7沿着柱塞腔缩回，将油液挤出，柱塞腔内油液压力升高，柱塞7在挤压油液的同时会受到腔内高压油的反力，该反力会传递给滑靴2使滑靴压紧斜盘1，当柱塞7处于吸油行程时，柱塞7伸出使柱塞腔体积变大才能够将油液吸进柱塞腔，但柱塞7不会自动伸出，需要借助回程机构。
在本发明中，所述柱塞7和斜盘1之间设置有所述回程盘3，螺钉6将压板5与斜盘1固定连接，压板5位于斜盘1的中心轴线的位置上，压板5与回程盘3之间装有圆锥滚子轴承4，圆锥滚子轴承4既能支撑回程盘3，使回程盘3能够绕着斜盘1的中心轴线转动，又能承受来自回程盘3的轴向力和径向力。回程盘3上均匀分布着与滑靴2数量相等的圆孔31，每个圆孔内安装一个滑靴2，这样回程盘3就会将每个滑靴2压住，使滑靴2贴在斜盘1的表面上。柱塞7的球头插在滑靴2的球窝里，处在吸油区的柱塞7会被滑靴2拉出吸油，处在排油区的柱塞7会被滑靴2推进柱塞腔排油。
具体地，如图2-图4所示，压板5为具有三段的阶梯轴，压板5有支撑与固定所述圆锥滚子轴承4的作用，压板5的中心具有通孔，能够穿入螺钉6，螺钉6螺纹连接于所述斜盘1的中心螺纹孔中，螺钉6用来将压板5固定在斜盘1上，螺钉的型号由受力分析后确定。本发明中的圆锥滚子轴承4既能够承受径向力又能够承受轴向力，当吸油时，会使轴承承受轴向力，由于斜盘1的受力不均匀和受重力的作用会使轴承承受径向力，圆锥滚子轴承4正好能满足这两点要求。此外本发明的轴向柱塞液压泵的回程机构与传统的机械回程机构相比，由于本发明的回程机构有轴承的原因，会使回程盘3工作时摩擦磨损大大减轻，提高柱塞液压泵的机械效率与使用寿命。回程盘3的结构如图3和图4所示，回程盘3上均匀分布有通孔31，用来扣住滑靴2使其贴在斜盘1上，按照固定的轨迹移动，回程盘3的中心轴线上加工有阶梯通孔32，用来安装固定圆锥滚子轴承4。
下面，参照图1～图4并结合上述结构描述，对本发明的轴向柱塞液压泵的回程机构的工作原理进行简单描述：
柱塞7安装在缸体8均匀分布的柱塞腔内，柱塞7的头部安装有滑靴2，由于回程机构的作用，迫使滑靴2底部始终贴着斜盘1的表面运动。由于斜盘1表面相对于缸体8端面有一定的倾角，当缸体8带动柱塞7绕着驱动轴9旋转时，柱塞7在柱塞腔内做往复直线运动。当柱塞7沿着柱塞腔伸出时，柱塞腔容积变大，柱塞腔吸油；当柱塞7沿着柱塞腔缩回时，柱塞腔容积变小，柱塞腔排油。
本发明的轴向柱塞液压泵的回程机构与传统结构不同，可以克服传统回程机构的不足之处，本发明在压板5和回程盘3之间设计圆锥滚子轴承4，圆锥滚子轴承4既能够承受径向力又能够承受轴向力，使回程盘3工作时摩擦磨损大大减轻，提高柱塞液压泵的机械效率与使用寿命。本发明的结构简单，制造安装方便，与中心弹簧回程机构相比，本发明的结构在滑靴2受力不平衡时，斜盘1与滑靴2不会倾斜，能在更苛刻与更广地领域中使用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轴向柱塞液压泵的回程机构，包括安装在缸体中的柱塞、相对于缸体的端面倾斜设置的斜盘，所述柱塞的头部安装有滑靴，其特征在于：
所述柱塞和斜盘之间设有回程盘，所述滑靴安装在所述回程盘中，所述回程盘用于扣住滑靴使其贴在斜盘的表面运动；
所述斜盘的中心轴线上设有压板，并通过固定件固定在所述斜盘的表面上；
所述压板和回程盘之间设有支撑承载件，用于支撑所述回程盘并使回程盘绕着斜盘的中心轴线转动。
2.根据权利要求1所述的轴向柱塞液压泵的回程机构，其特征在于，所述回程盘上均匀分布着与所述滑靴的数量相等的圆孔，每个圆孔内安装一个滑靴。
3.根据权利要求1所述的轴向柱塞液压泵的回程机构，其特征在于，所述回程盘的中心轴线上具有阶梯通孔，用于安装固定所述支撑承载件。
4.根据权利要求1所述的轴向柱塞液压泵的回程机构，其特征在于，所述压板为具有三段的阶梯轴，用于支撑与固定所述支撑承载件；
所述压板的中心形成有用于供所述固定件穿入的通孔。
5.根据权利要求1、3或4所述的轴向柱塞液压泵的回程机构，其特征在于，所述支撑承载件为圆锥滚子轴承。
6.根据权利要求1或4所述的轴向柱塞液压泵的回程机构，其特征在于，所述固定件为螺钉，所述螺钉螺纹连接于所述斜盘的中心螺纹孔中。
7.根据权利要求1所述的轴向柱塞液压泵的回程机构，其特征在于，所述缸体的中心安装有用于带动缸体及其上的柱塞旋转的驱动轴。
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