CN109340219A - 高集成液压动力装置 - Google Patents

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黄伟
陈俊远
沈小文
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Abstract

本发明公开了一种高集成液压动力装置，由电机系统、泵集成块、油箱三大部分组成；所述电机系统包括电机、驱动器、散热风扇，所述泵集成块内嵌恒压变量柱塞泵，并在其壳体上安装传感器等辅件；所述油箱由推杆、弹簧、活塞、隔膜组成；电机与柱塞泵共用一根主轴，电机主轴直接拖动柱塞泵转子旋转，完成柱塞泵吸油和排油的过程，并且通过活塞拉拔式变量机构调节油液的流量，以实现恒压变量的功能。本发明作为飞机的动力转换装置，具有结构简单、重量轻、易于控制、系统效率高以及维护方便的优点。

Description

高集成液压动力装置
技术领域
本发明涉及一种液压动力装置，具体涉及一种高集成液压动力装置。
背景技术
液压动力装置可以将电机的机械能转换为高压液压能，因此广泛地应用于飞机的某些执行机构。
传统的液压动力装置重量较大，管路复杂，空间布置不合理，可靠性较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、重量轻、易于控制、系统效率高以及维护方便的高集成液压动力装置。
实现本发明目的的技术方案为：一种高集成液压动力装置，由电机系统、泵集成块、油箱三部分组成，泵集成块处于中间位置，左右两侧分别连接油箱和电机系统；
所述电机系统包括电机、驱动器、散热风扇三部分，电机采用卧式安装的方式，驱动器和散热风扇依次固定在电机上方；
所述泵集成块内嵌恒压变量柱塞泵，柱塞泵包括壳体、转子轴承、泵轴、斜盘、销轴、回位活塞、转子、转子弹簧、回位弹簧、回位套筒柱塞和配流盘；
配流盘固定于壳体上，转子轴承压装于壳体，泵轴使转子弹簧压紧转子紧贴配流盘，柱塞一端插入转子内孔，一端紧贴斜盘，转子轴承对柱塞进行周向支承，斜盘两侧通过耳轴安装于壳体，斜盘通过销轴与回位活塞连接，回位套筒压装于壳体中，回位活塞在回位弹簧的作用下紧贴回位套筒孔底，回位活塞与回位弹簧均处于斜盘的同一侧；出口油压Pout通过回位套筒上的小孔作用于回位活塞的圆环面上，与回位弹簧共同决定斜盘倾斜角的大小；壳体上安装传感器，当油液压力低于设定阈值或者温度高于设定阈值，液压动力装置自动停止工作以保护该装置；
所述油箱由推杆、导线套、呼吸阀弹簧、活塞、油箱壳体和隔膜组成；导向套固定于油箱壳体，推杆插入导向套，活塞通过螺纹与推杆固定，弹簧一侧紧贴油箱壳体底部，另一侧紧贴活塞，隔膜裙边在油箱壳体的作用下紧贴壳体表面，呼吸阀固定于油箱壳体；所述隔膜在弹簧的作用下来回伸缩，完成吸油和排油的行程。
与现有技术相比，本发明的显著优点为：(1)本发明设计合理，结构紧凑、集成度高；(2)电机与柱塞泵共用一根主轴，减少了轴的跳动及降低了噪音，提高了运转的稳定性；(3)泵集成块壳体与电机采用端面静密封来代替机械密封，密封性显著提高，同时使得柱塞泵轴向长度缩短40％，重量降低30％以上；(4)油泵变量机构设计为活塞拉拔式结构，取代了轴向对推结构，缩小了油泵的轴向尺寸；(5)相对于传统的活塞式油箱，隔膜式油箱体积小、重量轻、摩擦系数低；(6)驱动器的散热筋结构以及风扇降温效果良好，达到了热设计的要求；(7)本发明将电机、液压泵、油箱及一些传感器高度集成，减少了管路、减轻了液压动力装置的重量，优化了其布置空间，提高了液压系统的可靠性；(8)液压动力包装置集成了一些传感器，使得发现飞机液压系统故障更容易，地面维护更快捷。
下面结合附图对本发明进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明高集成液压动力装置三大部分结构示意图。
图2是本发明高集成液压动力装置结构图。
图3是本发明中柱塞泵的结构图。
图4是本发明中变量机构的结构图。
具体实施方式
结合图1、图2，一种高集成液压动力装置，由电机系统A、泵集成块B、油箱C三部分组成，泵集成块B处于中间位置，左右两侧通过螺钉分别连接油箱C和电机系统A；
所述电机系统A包括电机15、驱动器14、散热风扇13三部分，电机15采用卧式安装的方式，并利用螺钉将驱动器14和散热风扇13依次固定在电机上方；
所述泵集成块B内嵌恒压变量柱塞泵，柱塞泵包括壳体9、转子轴承11、泵轴16、斜盘17、销轴18、回位活塞19、转子20、转子弹簧21、回位弹簧22、回位套筒23柱塞24、配流盘25；
如图3、图4所示，配流盘25通过螺钉固定于壳体9上，转子轴承11压装于壳体9，泵轴16使转子弹簧21压紧转子紧贴配流盘25，柱塞24一端插入转子20内孔，一端紧贴斜盘17，转子轴承11对柱塞24进行周向支承，斜盘17两侧通过耳轴安装于壳体9，斜盘17拔把通过销轴18与回位活塞19连接，回位套筒23压装于壳体9中，回位活塞19在回位弹簧22的作用下紧贴回位套筒23孔底，回位活塞19与回位弹簧22均处于斜盘17的同一侧；出口油压Pout通过回位套筒23上的小孔作用于回位活塞19的圆环面Sa上，与回位弹簧22共同决定斜盘17倾斜角的大小；传感器10通过螺纹安装于壳体9，当油液的压力过低或者温度过高时，液压动力装置自动停止工作以保护该装置；
所述油箱C由推杆1、导线套2、呼吸阀3弹簧4、活塞5、油箱壳体6和隔膜7组成；导向套2通过螺钉固定于油箱壳体6，推杆1插入导向套2，活塞5通过螺纹与推杆1固定，弹簧4一侧紧贴油箱壳体6底部，另一侧紧贴活塞5，隔膜7裙边在油箱壳体6的作用下紧贴壳体9表面，呼吸阀3通过螺母固定于油箱壳体6；所述隔膜7在弹簧4的作用下来回伸缩，完成吸油和排油的行程。
回位活塞19包括同轴设置的第一部分和第二部分，第一部分直径小于第二部分，两部分连接处形成圆环面Sa，回位套筒23在靠近圆环面Sa处设置有小孔。
所述电机15与柱塞泵共用一根主轴，即泵轴16，泵轴16直接驱动柱塞泵转子20旋转。
泵轴16与柱塞泵转子20通过花键连接。
所述电机15为可浸油式电机。
所述驱动器14的顶部为散热筋结构。
油箱壳体上安装呼吸阀3。
推杆2上设有观察油液体积的液位尺。
电机15与泵集成块壳体8之间采用端面静密封装置12密封，防止内部的油液渗漏；
电机壳体15和油箱壳体6均通过螺栓与泵集成块壳体8连接。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例
结合图1，一种高集成度液压动力包装置，由电机系统A、泵集成块B、油箱C、三大部分组成，泵集成块B处于中间位置，左右两侧通过螺钉分别连接油箱C和电机系统A。
结合图2，所述电机系统A包括电机15、驱动器14、散热风扇13三部分，电机15采用卧式安装的方式，并利用螺钉将驱动器14和散热风扇13依次固定在电机上方；电机15设计为可浸油式电机，能够承受油液的压力。在电机上方安装驱动器14来控制电机启停，且将驱动器14顶部设计为散热筋结构。在驱动器上方安装散热风扇13来进行冷却降温。
所述的泵集成块B内嵌恒压变量柱塞泵，如图3所示，该柱塞泵包括壳体9、转子轴承11、泵轴16、斜盘17、销轴18、回位活塞19、转子20、转子弹簧21、回位弹簧22、回位套筒23柱塞24、配流盘25；配流盘25通过螺钉固定于壳体9上，转子轴承压装与壳体9，泵轴16使转子弹簧21压紧转子紧贴配流盘25，柱塞24一端插入转子20内孔，一端紧贴斜盘17，转子轴承11对进行周向支承，斜盘17两侧通过耳轴安装于壳体9，斜盘17拔把通过销轴18与回位活塞19连接，回位套筒23压装与壳体9中，回位活塞19在转子弹簧22的作用下紧贴回位套筒23孔底，传感器10通过螺纹安装于壳体9，当油液的压力过低或者温度过高时，液压动力装置自动停止工作以保护该装置。柱塞泵的变量机构为活塞拉拔式结构，用以调节斜盘17的倾角从而控制流量。如图4所示，变量机构由回位活塞19、回位弹簧22和回位套筒23组成，回位活塞19与回位弹簧22均处于斜盘17的相同一侧。出口高压油液Pout经过回位套筒23上的小孔或者凹槽作用于回位活塞19的圆环面Sa上，当此压力当大于回位弹簧22的设定值时，回位活塞19开始滑动，通过传动销18来带动斜盘17运动，以减小斜盘的倾角，从而减小流量的输出，实现该柱塞泵恒压变量的功能。泵集成块与电机之间采用静密封结构12，防止油液渗漏。
所述油箱C内有推杆1、导线套2、呼吸阀3弹簧4、活塞5、油箱壳体6和隔膜7组成。导向套2通过螺钉固定于油箱壳体6，推杆1插入导向套2，活塞5通过螺纹与推杆1固定，弹簧4一侧紧贴油箱壳体6底部，一侧紧贴活塞5，隔膜7裙边在油箱壳体6的作用下紧贴壳体9表面，呼吸阀3通过螺母固定于油箱壳体6。油箱为隔膜式油箱，隔膜7在弹簧4的作用下来回伸缩，完成吸油和排油的行程。在隔膜导向杆2上标注液位尺，以便观察油液的体积，能够及时地补油。在油箱壳体上安装呼吸阀3，以过滤空气，防止杂质进入油箱内部。
通过螺栓连接，将电机壳体15与泵集成块壳体8固定在一起。电机与柱塞泵共用一根主轴，电机主轴16与柱塞泵转子20通过花键连接，该轴直接拖动柱塞泵转子旋转，降低运动过程中轴的振动以及噪声，提高运动的稳定性。

Claims (10)

1.一种高集成液压动力装置，其特征在于，由电机系统(A)、泵集成块(B)、油箱(C)三部分组成，泵集成块(B)处于中间位置，左右两侧分别连接油箱(C)和电机系统(A)；
所述电机系统(A)包括电机(15)、驱动器(14)、散热风扇(13)，电机(15)采用卧式安装的方式，驱动器(14)和散热风扇(13)依次固定在电机(15)上方；
所述泵集成块(B)内嵌恒压变量柱塞泵，柱塞泵包括壳体(9)、转子轴承(11)、泵轴(16)、斜盘(17)、销轴(18)、回位活塞(19)、转子(20)、转子弹簧(21)、回位弹簧(22)、回位套筒(23)柱塞(24)和配流盘(25)；
配流盘(25)固定于壳体(9)上，转子轴承(11)压装于壳体(9)，泵轴(16)使转子弹簧(21)压紧转子紧贴配流盘(25)，柱塞(24)一端插入转子(20)内孔，一端紧贴斜盘(17)，转子轴承(11)对柱塞(24)进行周向支承，斜盘(17)两侧通过耳轴安装于壳体(9)，斜盘(17)通过销轴(18)与回位活塞(19)连接，回位套筒(23)压装于壳体(9)中，回位活塞(19)在回位弹簧(22)的作用下紧贴回位套筒(23)孔底，回位活塞(19)与回位弹簧(22)均处于斜盘(17)的同一侧；出口油压Pout通过回位套筒(23)上的小孔作用于回位活塞(19)的圆环面(Sa)上，与回位弹簧(22)共同决定斜盘(17)倾斜角的大小；壳体(9)上安装传感器(10)，当油液压力低于设定阈值或者温度高于设定阈值，液压动力装置自动停止工作以保护该装置；
所述油箱(C)由推杆(1)、导线套(2)、呼吸阀(3)弹簧(4)、活塞(5)、油箱壳体(6)和隔膜(7)组成；导向套(2)固定于油箱壳体(6)，推杆(1)插入导向套(2)，活塞(5)通过螺纹与推杆(1)固定，弹簧(4)一侧紧贴油箱壳体(6)底部，另一侧紧贴活塞(5)，隔膜(7)裙边在油箱壳体(6)的作用下紧贴壳体(9)表面，呼吸阀(3)固定于油箱壳体(6)；所述隔膜(7)在弹簧(4)的作用下来回伸缩，完成吸油和排油的行程。
2.根据权利要求1所述的高集成液压动力装置，其特征在于，回位活塞(19)包括同轴设置的第一部分和第二部分，第一部分直径小于第二部分，第一部分和第二部分连接处形成圆环面(Sa)，回位套筒(23)在靠近圆环面(Sa)处设置有小孔。
3.根据权利要求1所述的高集成液压动力装置，其特征在于，所述电机(15)与柱塞泵共用一根主轴，即电机主轴作为泵轴(16)，泵轴(16)直接驱动柱塞泵转子(20)旋转。
4.根据权利要求3所述的高集成液压动力装置，其特征在于，泵轴(16)与柱塞泵转子(20)通过花键连接。
5.根据权利要求1或3所述的高集成液压动力装置，其特征在于，所述电机(15)为可浸油式电机。
6.根据权利要求1所述的高集成液压动力装置，其特征在于，所述驱动器(14)的顶部为散热筋结构。
7.根据权利要求1所述的高集成液压动力装置，其特征在于，油箱壳体上安装呼吸阀(3)。
8.根据权利要求1所述的高集成液压动力装置，其特征在于，推杆(2)上设有观察油液体积的液位尺。
9.根据权利要求1所述的高集成液压动力装置，其特征在于，电机(15)与泵集成块壳体(8)之间采用端面静密封。
10.根据权利要求9所述的高集成液压动力装置，其特征在于，电机(15)和油箱壳体(6)均通过螺栓与泵集成块壳体(8)连接。
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