CN110067742A - 一种内支承滑盘副及包含该结构的斜盘式柱塞泵或马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内支承滑盘副及包含该结构的斜盘式柱塞泵或马达，包括斜盘以及支承在斜盘上的滑盘，所述滑盘为整体结构，所述滑盘与斜盘对置的端面设置有静压支承面，所述斜盘中部具有向滑盘一侧延伸的支承轴或支承轴销，在所述滑盘中部具有滑盘中心通孔，所述斜盘中部的支承轴或支承轴销穿过滑盘中心通孔，在所述支承轴或支承轴销与滑盘中心通孔孔壁之间夹设有第三轴承。本发明可使经由柱塞作用在缸体上的侧向力被消除或大幅度降低，可避免因缸体受到侧向力作用发生的倾覆导致缸体与配流盘出现楔形间隙，避免出现局部磨损严重、密封失效、油液泄漏过大等问题，从而提高了斜盘式柱塞泵或马达的工作可靠性、工作压力和工作寿命。

Description

一种内支承滑盘副及包含该结构的斜盘式柱塞泵或马达

技术领域

本发明属于液压传动和控制技术领域，特别涉及一种内支承滑盘副及包含该结构的斜盘式柱塞泵或马达。

背景技术

轴向柱塞泵和马达是现代液压传动中使用最广的液压元件之一，其中无铰式斜轴泵和滑履斜盘式轴向柱塞泵是目前应用最广泛、也是最主要的两类轴向柱塞泵。斜盘式柱塞泵相比斜轴式泵，结构比较简单、紧凑，体积较小、重量较轻，通过斜盘摆动实现无级变量，变量比较方便，变量形式比较多，变量的惯性小，变量响应速度比较快，因此，斜盘式柱塞泵成为现在最主要的一种类型泵。

现有斜盘式柱塞泵或马达其工作压力和工作速度均比较高，其原因是突破了一些核心关键技术，主要是采用了静压油膜支承的滑靴副、配流副结构，滑靴副使得柱塞与斜盘由点或线接触变为面接触，并且利用液体静压支承使得柱塞与斜盘之间变为有润滑的面接触，这样可以大大降低柱塞与斜盘的摩擦，使得斜盘式柱塞泵或马达的工作压力大幅提高。

如图1和2所示，是现有技术中常见的斜盘式柱塞泵或马达结构，主要包含斜盘40、滑靴120、柱塞70、缸体80、配流盘90、主轴10、中心弹簧100、回程盘130等部件，主轴10一端支承在一端轴承上，另一端贯通配流盘90并与缸体80通过键连接，中心弹簧100通过套筒102、钢球101将所述滑靴120压紧，中心弹簧100通过外套103将缸体与配流盘压紧，在缸体80外周面设置有缸套84，在缸套84与泵壳32之间夹设有第二轴承22，第二轴承为采用圆柱滚子轴承或滚针轴承的大轴承，其作用主要是抵消斜盘经由滑靴、柱塞作用在缸体的侧向力。这种结构制造工艺简单，容易达到高压，维修方便，但该结构需要一个大轴承来支承缸体，大轴承的尺寸大小，往往决定了泵的体积和重量，并在相当大的程度上影响了泵的噪音。另外，该结构中最关键的技术包含三对摩擦副，分别为滑靴副、配流副以及柱塞副。其中，滑靴副由滑靴120和斜盘40组成，滑靴120以斜盘40为支撑推动柱塞作轴向运动对液体做功，滑靴120承受着液压力、弹簧力、惯性力和摩擦力，同时又在斜盘上做高速滑动。柱塞和滑靴内部设置了通油孔，通油孔将高压油液通至滑靴底部的油室，使得在滑靴与斜盘之间充满油液，油液一方面起到平衡支承力作用，另一方面对滑靴与斜盘之间的金属面起到润滑作用。配流副中，配流盘90上的两个腰型窗口分别与泵的吸、排油口相通，配流盘在分配油液进出的同时，要承受缸体由于加工精度误差和运转中的倾斜力矩作用产生的偏心载荷。缸体端面与配流盘的间隙过大将加大泄漏而降低容积效率，反之则配流盘磨损加剧。柱塞70安装在沿缸体均匀分布的柱塞孔中，中心弹簧100的作用是通过回程盘130使滑靴120与斜盘40紧密接触，并使缸体80紧压在配流盘90上。

从受力分力角度，这种结构具有以下特点：斜盘对柱塞会产生一个反作用力，该反作用力沿侧向具有一个分力，该侧向分力经由柱塞传递至缸体，然后进一步传递给主轴，主轴在侧向分力作用下产生一定的挠曲变形，并带动缸体倾斜，造成缸体和配流盘之间出现楔形间隙△S，如图2所示。该楔形间隙破坏了缸体与配流盘之间的正常密封，从而增加了泵的容积损失，并使缸体与配流盘之间的密封面产生局部接触，造成缸体和配流盘之间的表面烧伤，即烧盘现象，使得泵完全丧失功能。因此，消除或尽可能地减少柱塞侧向力引起的缸体倾斜对配流副的影响是设计、研究、开发斜盘式轴向柱塞泵和马达的一个最主要的关键任务之一。

目前，针对这一技术问题，业内普遍采用的补偿措施有：1、正确地设计支承位置，选择花键的适当间隙；2、采用浮动配流盘结构；3、采用浮动缸体结构。其中第一种方法是常规技术手段，但不能根本消除缸体和配流盘之间出现的楔形间隙现象；浮动配流盘是在配流盘和端盖之间设置有带弹簧的过流套，通过配流盘与过流套的相对浮动进行自动补充；浮动缸体结构是在缸体与配流盘之间设置带弹簧的过流套和衬板结构，通过缸体与过流套的相对浮动进行自动补偿。目前，由于浮动配流盘结构和浮动缸体结构的结构比较复杂，可靠性不能得到保证，因此很少被利用。

从构造角度，如图1所示的泵或马达，具有以下不足：1、由于采用大尺寸圆柱滚子轴承，这种结构虽然制造工艺简单，成本较低，但也导致了泵的体积和重量偏大，单位功率的重量大，浪费原材料；2、缸套上的圆柱滚子轴承与泵壳相对转动时产生的噪声偏高。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种内支承滑盘副及包含该结构的斜盘式柱塞泵或马达结构，旨在能够减小支承滑盘的轴承的径向尺寸，降低轴承的磨损及温度，从而提高斜盘式柱塞泵或马达的工作效率以及轴承的使用寿命。

本发明技术的技术方案实现方式：一种内支承滑盘副，其特征在于：包括斜盘以及支承在斜盘上的滑盘，所述滑盘为整体结构，所述滑盘与斜盘对置的端面设置有静压支承面，所述静压支承面支承在斜盘上且与斜盘保持滑动配合，所述斜盘中部具有向滑盘一侧延伸的支承轴或支承轴销，在所述滑盘中部具有滑盘中心通孔，所述斜盘中部的支承轴或支承轴销穿过滑盘中心通孔，在所述支承轴或支承轴销与滑盘中心通孔孔壁之间夹设有第三轴承，所述滑盘以沿其径向受约束状态支承在第三轴承上，使得经由柱塞作用在缸体上的侧向分力被抵消或减少。

本发明所述的内支承滑盘副，其所述滑盘朝向缸体一侧的端面设置有多个柱塞球窝，所述滑盘的静压支承面上设有多个油室，所述油室是以滑盘轴心为中心间隔地分布在静压支承面上，在每个油室底部与对应柱塞球窝之间设置有通油孔，所述通油孔将油液引入所述油室，使所述静压支承面与斜盘端面形成间隙配合的静压油膜支承。

本发明所述的内支承滑盘副，其所述静压支承面为沿滑盘轴心向斜盘一侧延伸的凸台面，在所述凸台面上设置有多个油室，所述油室以滑盘轴心为中心间隔地分布在所述凸台面上，所述通油孔将油液引入所述油室，使所述凸台面与斜盘的端面形成间隙配合的静压油膜支承。

本发明所述的内支承滑盘副，其在所述凸台面上设置有密封部，所述密封部以包围所述油室的状态设置在油室的内外周，所述密封部包括设置在油室径向内外的内密封部、外密封部，以及设置在相邻油室之间的间隔密封部。

本发明所述的内支承滑盘副，其所述滑盘与斜盘之间夹设有衬板，所述静压支承面支承在衬板上且与衬板保持滑动配合，所述通油孔将油液引入静压支承面与衬板之间，使所述静压支承面与衬板形成间隙配合的静压油膜支承。

一种包含有上述所述的内支承滑盘副的斜盘式柱塞泵或马达，包括主轴、壳体、第一轴承、柱塞、缸体、配流盘，所述主轴的主轴轴心与所述缸体的缸体中心轴心重合，所述主轴一端支承在第一轴承上，另一端贯通配流盘并与缸体通过键连接，所述主轴和缸体在旋转工作时，在所述斜盘的支承力及回程机构的回程力作用下，所述柱塞在缸体的柱塞腔内做往复运动，实现泵或马达的吸排油工作。

本发明所述斜盘式柱塞泵或马达，其所述柱塞包含带锥形结构的连杆柱塞、两端均设置有球头的连杆柱塞、带万向铰的球面柱塞的一种，所述柱塞一端可相对缸体往复滑动的方式拆入所述缸体的柱塞孔内，另一端以相对滑盘端面远离受限且能够倾动的状态固定在滑盘的柱塞球窝上。

本发明所述斜盘式柱塞泵或马达，其所述斜盘式柱塞泵或马达的回程机构为独立分离式结构，包含在缸体一端设置的预紧组件以及在滑盘一侧设置的约束组件，所述预紧组件以使缸体和配流盘保持预紧状态固定在主轴端部，所述约束组件以限制滑盘远离斜盘端面的方式承担回程力的作用。

本发明所述斜盘式柱塞泵或马达，其所述预紧组件包含与主轴连接的预紧轴销、抵接在缸体端面的压套、与预紧轴销连接的螺母以及夹设在压套和螺母之间的蝶形弹簧，所述蝶形弹簧的预紧力作用在压套上并传递至缸体使缸体和配流盘保持预紧状态。

本发明所述斜盘式柱塞泵或马达，其所述壳体为双体式壳体结构，所述壳体包含泵壳和端盖，所述泵壳具有用于容纳第一轴承的第一空腔、用于容纳缸体和用于容纳所述滑盘副结构的第二空腔，所述第二空腔与所述第一空腔通过壳体连通孔连通，所述泵壳和端盖之间通过螺栓连接。

基于上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明采用滑盘内支承的结构设计，可以减少第三轴承的径向尺寸，使得第三轴承的周向运动速度大为降低，避免在高转速的情况下，轴承产生较大的摩擦损耗，降低了轴承温度，因此提高了斜盘式柱塞泵或马达的工作效率以及轴承的使用寿命。

2、本发明由于设置轴承内支承滑盘结构，取消了我国传统CY泵的大轴承支承缸体的方式，在缸体与壳体之间不设置圆柱滚子轴承，因此泵的体积和重量大大减少，提高了泵的单位质量功率，同时，泵的噪音也大幅度降低。

3、本发明采用的轴承内支承滑盘结构，通过轴承结构约束了滑盘沿径向的运动或运动趋势，平衡了滑盘作用力的侧向分力，使得滑盘经由柱塞作用在缸体上的侧向力被消除或大幅度降低，可避免因缸体受到侧向力作用发生的倾覆导致缸体与配流盘出现楔形间隙，避免出现局部磨损严重、密封失效、油液泄漏过大等问题，从而提高了斜盘式柱塞泵或马达的工作可靠性、工作压力和工作寿命。

4、由于采用了连杆柱塞结构，使得柱塞作用在缸体上的侧向力进一步降低，同样有利于缸体端面与配流盘保持紧密配合，防止油液从缸体端面与配流盘端面出现过大漏损、偏磨严重等病害，提高泵或马达的使用寿命和工作压力。

5、本发明采用了独立分离式的回程机构，包含在缸体一端设置的预紧组件以及在滑盘一侧设置的约束组件，可避免现有技术方案中因回程盘周期性运动导致的不平衡力作用传递至悬臂主轴并进一步加剧缸体的倾覆现象。同时这种分力式结构能够降低弹簧的刚度要求以及设计安装难度。

6、本发明的静压支承滑盘结构将多个独立的滑靴和与滑靴接触连接的回程盘集成在一起，使得柱塞与滑盘、滑盘与压盘连接更加可靠，避免了现有技术中滑靴颈部及肩部磨损、剪切破坏和回程盘钻孔部位发生开裂等现象，从而提高了斜盘式柱塞泵或马达的工作可靠性。同时，滑盘各部分的离心力及摩擦力相互抵消，避免了单个滑靴在高速运动过程中受到周向运动引起的离心力矩以及随缸体旋转所产生的摩擦力矩综合作用下的倾覆，整体式滑盘结构磨耗均匀，消除或降低了原有滑靴副偏磨现象。

附图说明

图1为现有技术中的斜盘式柱塞泵或马达的结构示意图。

图2为现有技术中斜盘式柱塞泵或马达的缸体和配流盘之间出现楔形间隙的示意图。

图3为本发明中包含轴承内支承的滑盘副结构的斜盘式柱塞泵或马达的一种实施例示意图。

图4为本发明中内支承滑盘副结构的示意图。

图5为本发明中滑盘的剖视图。

图6为本发明中滑盘的一种实施例示意图。

图7为本发明中内支承滑盘副结构的受力分析示意图。

图8为本发明中包含内支承滑盘副结构的双体式泵壳结构的斜盘式柱塞泵或马达的结构示意图。

图9为本发明中包含内支承滑盘副结构的定量斜盘式柱塞泵或马达的另一种实施例示意图。

图10为本发明中在滑盘和斜盘之间设有衬板的斜盘式柱塞泵或马达的另一种实施例示意图。

图中标记：10为主轴，10C为主轴轴心，11为轴承支承部，21为第一轴承，22为第二轴承，23为第三轴承， 31为泵体或前壳，31a为进油口，31b为出油口，31c为壳体连通孔， 32为泵壳，33为端盖，34为第一空腔，35为第二空腔， 40为斜盘，41为支承轴或支承轴销，42为轴支承部，43为卡簧，44为轴销，45为卡合外周槽，46为衬板，50为滑盘，50a为静压支承面，50C为滑盘轴心，51为凸台面，52为油室，53为通油孔，54为外密封部，55为内密封部，56为间隔密封部，57为止挡部，58为柱塞球窝，59为盘支承部，510为滑盘中心通孔60为压板，70为柱塞，71为柱塞球头，72为柱塞中心孔，73为锥形杆部，74为柱塞部，80为缸体，81为柱塞孔，82为主轴装配孔，83为连通孔，84为缸套，80C为缸体中心轴心，90为配流盘， 100为中心弹簧，101为钢球，102为套筒，103为外套， 104为预紧轴销，105为蝶形弹簧，106为压套，107为螺母，120为滑靴，130为回程盘。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

尽管本发明容许有不同形式的实施例，但本说明书和附图仅仅公开了如本发明的示例的一些特定形式。然而本发明并不试图限于所述的实施例。本发明的范围在所附的权利要求中给出。

为了方便描述，本发明的实施例以典型的取向示出，所述取向使得当斜盘式柱塞泵或马达的主轴的中心轴线水平静置，以主轴的联轴端一侧为左，端盖为右，描述中使用的“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”“水平”、“底”、“内”、“外”等术语都是参照这个位置而使用的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，应理解的是本发明可以不同于所述的位置的取向进行制造、存放、运送、使用和销售。

为了便于说明，重点对斜盘式柱塞泵进行说明，斜盘式柱塞马达的结构可以参照斜盘式柱塞泵的结构并做必要的改变，但应指出的是，一切利用本发明原理的斜盘式柱塞泵或马达均可被认为包含在内。

如图3-图10所示，为本发明的内支承滑盘副及包含该结构的斜盘式柱塞泵的实施例，在所示的优选实施例中，所述斜盘式柱塞泵包括主轴10、壳体、第一轴承21、斜盘40、滑盘50、柱塞70、缸体80、配流盘90。所述主轴10的主轴轴心10C与所述缸体80的缸体中心轴心80C重合，所述主轴10一端支承在第一轴承21上，另一端贯通配流盘90并与缸体80通过键连接，所述滑盘50的静压支承面50a支撑在斜盘40上，并与所述斜盘40工作面保持紧密配合，所述滑盘50中部具有滑盘中心通孔510，在斜盘40中部具有向滑盘50一侧延伸的支承轴或支承轴销41并贯通滑盘中心通孔510，在所述斜盘支承轴或支承轴销41和滑盘中心通孔510孔壁之间夹设有第三轴承23，所述滑盘50以沿其径向受约束的状态支承在所述第三轴承23上，所述主轴10和缸体80在旋转工作时，在所述斜盘40的支承力及回程机构的回程力作用下，所述柱塞70在缸体80的柱塞腔内做往复运动，实现泵或马达的吸排油工作。

其中，如图3、图4所示，为一种具有内支承滑盘副的斜盘式柱塞泵的一种实施例。所述实施例的壳体为三体式结构，包含一端开口的泵体31、呈中空状的泵壳32和与泵壳连接的端盖33，所述泵体31具有用于容纳第一轴承21的第一空腔34，所述泵壳32具有用于容纳缸体和用于容纳所述内支承滑盘副的第二空腔35，所述第一空腔34和第二空腔35之间设有壳体连通孔31c用于保持两空腔油液的压力平衡。在所述泵体上设置有进油口31a和出油口31b，所述端盖33用于封闭泵壳32的一端开口，所述泵壳32分别与泵体31和端盖33通过螺栓连接。当斜盘式柱塞泵为变量泵时，可在端盖33上设置有用于变量摆动的变量机构（未示出），在变量机构的作用下，所述斜盘40连同滑盘50经由销轴可在第二空腔35内转动。

所述主轴10呈圆柱状并贯通泵体31的第一空腔34，在主轴10上设置有轴承支承部11，所述轴承支承部11与泵体31之间夹设有第一轴承21。所述主轴10一端伸出壳体用于外接原动机（或负载），并经由第一轴承21支承在泵体31上，另一端与缸体80通过键连接，所述主轴10经由第一轴承21绕自身的轴心旋转自如。

所述缸体80具有沿径向截面为圆形的柱状构形，并容纳在泵壳32的第二空腔35内，所述缸体80具有以缸体中心轴心80C环向均匀分布的多个柱塞孔81和在中心处用于容纳主轴的主轴装配孔82，特殊地，所示柱塞孔为7个或9个。所述柱塞孔81及主轴装配孔82具有沿着径向的截面为圆形形状并在缸体一侧的端面形成开口。所述缸体80与配流盘90对置的端面上具有连通柱塞孔81的连通孔83。所述主轴10穿过缸体80的主轴装配孔82并以其轴体外周面设置连接键方式与缸体80连接，所述缸体80以其与主轴10同步运动的方式支承在主轴10上。

所述配流盘90设置在泵体31和缸体80之间，所述配流盘90上设置有高压口和低压口（未示出）并分别与泵体31的出油口31b和进油口31a相通，所述配流盘90的高压口和低压口被经过主轴轴心10C的平面分割成两侧。

所述柱塞70包括一端支承在滑盘50的柱塞球窝58上且经由压板60固定在滑盘端面的柱塞球头71、用于连通柱塞孔81和柱塞球窝58并将油液通至静压支承面的柱塞中心孔72、外周面呈圆锥形的锥形杆部73以及与缸体柱塞孔壁间隙配合的且可在其往复运动的柱塞部74。所述柱塞球头71呈球状且能够滑动自如地支承在滑盘50的柱塞球窝58上，在柱塞部74上往往设置一道密封圈用于密封液体，所述锥形杆部73是大致从柱塞球端向柱塞部74逐渐增加的锥形状，当柱塞70运动到某一位置时，锥形杆部74与缸体柱塞孔81内环周面接触，起到传力作用。但需要说明的是，柱塞70不限于锥形柱塞类型，还可以包含两端均为球头的连杆-柱塞或者带万向铰的球面柱塞。

所述滑盘50朝向缸体一侧的端面的环周向与柱塞70相对位置设置有多个柱塞球窝58，所述柱塞球窝58在滑盘50端面形成开口大致成半球状的凹部，柱塞球窝58以滑盘轴心50C的共同的圆周均匀间隔地分布的状态对柱塞球头71进行支承，在柱塞70安装在柱塞球窝58后，通过压板60将其固定在滑盘50的端面上，使得柱塞70相对滑盘50的端面的远离移动受到限制。特殊地，用于将柱塞70固定在滑盘50的端面的方式也不限于采用压板的方式，例如，也可以在滑盘50上设置有形状锁合的压紧装置（未示出），该压紧装置可通过大于180度的包覆将柱塞球头71进行固定。

如图5、图6所示，所述滑盘50与斜盘对置的端面上设置有静压支承面50a，滑盘轴心50C与主轴轴心10C呈一定角度，所述静压支承面50a支承在斜盘40上且始终与所述斜盘40保持滑动配合，所述滑盘50上设置有连通柱塞球窝58与静压支承面50a的通油孔53，所述通油孔53将油液引入静压支承面50a与斜盘40端面之间，使所述静压支承面50a与斜盘40端面形成间隙配合的静压油膜支承。

进一步地，所述滑盘的静压支承面50a上设有多个油室52，优选地，所述油室52是以滑盘轴心50C为中心的共同圆周R3均匀间隔地分布在所述静压支承面50a上，在所述油室52底部与各个柱塞球窝58之间设置有通油孔53，通油孔53与柱塞中心孔72连通，所述通油孔53将油液引入所述油室52，使所述静压支承面50a与斜盘40端面形成间隙配合的静压油膜支承。

进一步地，所述滑盘50与斜盘40对置的端面上设置有沿滑盘轴心50C向斜盘40一侧延伸的突起的凸台面51，该凸台面51是由内直径R1和外直径R2围成的区域构成，滑盘的凸台面51与斜盘40端面以能够滑动的方式相互抵接。在所述凸台面51上与柱塞球窝58位置对应处还设置有油室52，所述油室52与柱塞球窝或柱塞数量相同，优选地，该油室52是以滑盘轴心50C为中心的共同的圆周均匀间隔地分布在所述凸台面51上，在所述油室52底部与各个柱塞球窝58之间设置有通油孔53，该通油孔53经由设置于柱塞中心的通油孔与缸体80中的高压油液连通，并将高压油液引入滑盘50的凸台面的油室中，使得凸台面51与斜盘40端面之间形成间隙配合的静压油膜支承。

为了使凸台面51与斜盘40端面之间形成有效的静压油膜支承，在凸台面51上设置有用于密封油液作用的密封部，所述密封部以包围所述油室52的状态设置在油室的内外周，所述密封部包含分布在油室径向内外的内密封部55、外密封部54，以及分布在相邻油室之间的间隔密封部56。所述内密封部55是由油室52内边缘与凸台面51的内直径R1围成的区域，所述外密封部54是由油室52外边缘与凸台面51的外直径R2围成的区域，所述间隔密封部56是由相邻油室52之间的间隔凸台面区域。所述凸台面51的密封部与斜盘40端面之间始终保持一定合理的间隙使得油膜泄漏处于合理水平。

在液压力的作用下，滑盘50支撑在斜盘40上，滑盘50受到斜盘40一个反作用力，该反作用力沿侧向具有一个分力。为了抵消该侧向分力经由滑盘50、柱塞70传递至缸体80上，对整体式滑盘进行径向支承是本发明采取的一种方法。

所述滑盘50中部具有滑盘中心通孔510，斜盘10中部设置有支承轴或支承轴销41，所述支承轴是指中部延伸部分与斜盘为一体结构，所述支承轴销是指穿过斜盘中部并与斜盘的连接的销轴部件，所述支承轴或支承轴销41从斜盘端面上延伸并穿过所述滑盘中心通孔510并具有留空，所述第三轴承23夹设在滑盘50与所述支承轴或支承轴销41之间的留空处。滑盘50通过第三轴承23以沿其径向受约束的状态支承在所述第三轴承23上。所述第三轴承23可以设置为包含但不限于球轴承、滚针轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承中的一种。

如图7所示，为轴承内支承的滑盘的受力分析图，在柱塞泵运行过程中，高压区柱塞70受到缸体柱塞孔81的高压油液压力p作用，经柱塞球头71对滑盘50施加一个接近水平的液压力F1作用，该液压力将滑盘50推向斜盘40并与斜盘40端面紧密接触。斜盘40端面对滑盘50施加一个反作用力F2，由于滑盘50端面与斜盘40端面是以斜面形式接触，斜盘40的反作用力可分解成沿主轴轴心10C方向的水平分力F2z以及沿垂直主轴轴心10C方向的侧向分力F2y，该侧向分力F2y有使滑盘向侧向运动的趋势。在所述斜盘支承轴41和滑盘50内侧之间夹设有第三轴承23后，滑盘内周面受到第三轴承23的反作用力F3，由于滑盘50外周面与第三轴承的内圈也是以斜面形式接触，因此作用在滑盘上的反作用力F3也可分解成沿主轴轴心10C方向的水平分力F3z以及沿垂直主轴轴心10C方向的侧向分力F3y。除此之外，滑盘还受到中心轴处的回程力作用、惯性力作用（相互抵消）以及摩擦力作用（未示出）等，上述几种力构成滑盘的力的平衡。

需要说明的是，各力沿主轴轴心z方向的水平分力与柱塞70作用在滑盘50的液压力F1平衡。作用在滑盘50上沿垂直主轴轴心10C方向的侧向分力在滑盘50内能够得到抵消，而不需要进一步经由柱塞70传递至缸体80中。

这种采用了内支承滑盘副的结构具有以下特点：可以减少第三轴承的径向尺寸，使得第三轴承的周向运动速度大为降低，避免在高转速的情况下，轴承产生较大的摩擦损耗，降低了轴承温度，因此提高了斜盘式柱塞泵或马达的工作效率、工作速度、轴承的使用寿命，降低了斜盘式柱塞泵或马达的价格；同时，采用内支承滑盘副的结构，使得斜盘的尺寸减少，惯性降低。斜盘尺寸的减少又进一步使得斜盘式柱塞泵或马达的体积和重量减少，结构更加紧凑，单位质量的功率密度增加。

同时，另一方面，第三轴承23约束了滑盘50沿径向的运动或运动趋势，平衡了滑盘50作用力的侧向分力，使得滑盘50经由柱塞70作用在缸体80上的侧向力被消除或大幅度降低，可避免因缸体受到侧向力作用发生的倾覆导致缸体80与配流盘90出现楔形间隙，避免出现局部磨损严重、密封失效、油液泄漏过大等问题，从而提高了斜盘式柱塞泵或马达的工作可靠性、工作压力和工作寿命。

进一步地，由于采用了连杆柱塞结构，使得柱塞70作用在缸体80上的侧向力进一步降低，同样有利于缸体端面与配流盘90保持紧密配合，防止油液从缸体端面与配流盘端面出现过大漏损、偏磨严重等病害，提高泵或马达的使用寿命和工作压力。

进一步地，静压支承滑盘结构将多个独立的滑靴和与滑靴接触连接的回程盘集成在一起，使得柱塞与滑盘、滑盘与压盘连接更加可靠，避免了现有技术中滑靴颈部及肩部磨损、剪切破坏和回程盘钻孔部位发生开裂等现象，从而提高了斜盘式柱塞泵或马达的工作可靠性。

进一步地，由于采用了整体式静压支承滑盘结构，滑盘50各部分的离心力及摩擦力相互抵消，避免了单个滑靴在高速运动过程中受到周向运动引起的离心力矩以及随缸体旋转所产生的摩擦力矩综合作用下会使滑靴相对斜盘表面产生倾覆，整体式滑盘结构磨耗均匀，消除或降低了原有滑靴副偏磨现象。同时，由于具有较大的接触面积，滑盘与斜盘摩擦副间磨损较小且更加均匀，避免过早出现“烧盘”现象，有利于进一步提高泵或马达的工作压力、工作转速。同时，该整体式滑盘结构有利于降低因滑靴和回程盘存在间隙而因摩擦、推挤、冲击等原因造成的机械噪音。

在实施例中，斜盘式柱塞泵或马达的回程机构设置为独立分离式结构，该结构包含在缸体80一端设置的预紧组件以及在滑盘50一侧设置的约束组件，所述预紧组件以使缸体80和配流盘90保持预紧状态固定在主轴10端部，所述约束组件以限制滑盘50在回程力作用下远离斜盘40端面的状态设置在斜盘的支承轴42端部。

所述预紧组件包含与主轴10连接的预紧轴销104、抵接在缸体端面的压套106、与预紧轴销104连接的螺母107以及夹设在压套106和螺母107之间的蝶形弹簧105，所述蝶形弹簧105的预紧力作用在压套106上并传递至缸体使缸体80和配流盘90保持预紧状态。

所述约束组件包含设置在所述斜盘的支承轴或支承轴销41外侧的卡合外周槽45以及在所述卡合外周槽45上设置的卡簧43，所述约束组件以约束第三轴承23的向外移动的方式限制滑盘50远离斜盘40端面移动。

进一步地，滑盘50具有用于支承第三轴承23的盘支承部59，所述滑盘50在靠近静压支承面50a一侧具有向内侧凸起的止挡部57，所述止挡部57用于止挡第三轴承23的移动。可以预测地，在止挡部57与第三轴承23之间或者在卡簧43与第三轴承23之间也可以适当设置弹性垫片，使得约束组件除了限制滑盘远离斜盘端面外，还具有一定的预紧力保持滑盘与斜盘的预紧状态。特殊地，也可以通过第三轴承与斜盘支承轴或支承轴销41的过盈配合来实现对滑盘远离斜盘端面的限制。

这种采用了独立分离式的回程机构，可避免现有技术方案中因回程盘周期性运动导致的不平衡力作用传递至悬臂主轴并进一步加剧缸体的倾覆现象。同时这种分力式结构能够降低弹簧的刚度要求以及设计安装难度。

如图8所示，示出了双体式壳体结构的内支承滑盘副的斜盘式柱塞泵或马达的一种实施例，其中，壳体包含两端开口的泵壳32以及与泵壳32连接的端盖33，所述泵壳32具有用于容纳第一轴承21的第一空腔34、用于容纳缸体和用于容纳所述内支承滑盘副结构的第二空腔35，所述第一空腔34和第二空腔35之间设有壳体连通孔31c用于保持两空腔油液的压力平衡。泵壳32上设置有进油口31a和出油口31b，所述端盖33用于封闭泵壳32的一端开口，所述泵壳32和端盖33之间通过螺栓连接。当斜盘式柱塞泵为变量泵时，可在端盖33上设置有用于变量摆动的变量机构（未示出），在变量机构的作用下，斜盘40连同滑盘50经由销轴45可在第二空腔35内转动。

相比三体式壳体结构，双体式壳体结构具有以下特点：一是进一步减少了泵壳的重量和体积，使得单位质量的功率更高；二是，泵体和泵壳一体化设计，省去了联接螺钉、密封圈，并减少了机加工量，简化了加工工艺，大幅度降低了泵或马达的制造成本。

由于采用轴承内支承的滑盘副结构，第三轴承23平衡了滑盘50作用力的侧向分力，使得滑盘50经由柱塞70作用在缸体80上的侧向力被消除或大幅度降低，因此，可取消我国传统CY泵的大轴承支承缸体的方式。由于缸体与壳体之间不设置圆柱滚子轴承，因此泵的体积和重量大大减少，提高了泵的单位质量功率，同时，泵的噪音也大幅度降低。

如图9所示，示出了一种内支承滑盘副的定量斜盘是柱塞泵，斜盘40与端盖33通过销钉或螺栓连接，斜盘40的角度固定不可调节，因此柱塞泵的排量不可变化。

如图10所示，为了减少斜盘40表面的磨损，在斜盘40与滑盘50之间夹设有衬板46，所述衬板46呈平板的圆环状，所述衬板46以相对于斜盘40沿主轴轴心10C的方向位移被约束但可滑动的状态支承于斜盘40上，在所述滑盘50上设置有连通柱塞球窝58与静压支承面的通油孔53，所述通油孔53将油液引入静压支承面与衬板46之间，使所述静压支承面与衬板46形成间隙配合的静压油膜支承。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限与这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种内支承滑盘副，其特征在于：包括斜盘（40）以及支承在斜盘（40）上的滑盘（50），所述滑盘（50）为整体结构，所述滑盘（50）与斜盘（40）对置的端面设置有静压支承面（50a），所述静压支承面（50a）支承在斜盘（40）上且与斜盘（40）保持滑动配合，所述斜盘（40）中部具有向滑盘（50）一侧延伸的支承轴或支承轴销（41），在所述滑盘（50）中部具有滑盘中心通孔（510），所述斜盘（40）中部的支承轴或支承轴销（41）穿过滑盘中心通孔（510），在所述支承轴或支承轴销（41）与滑盘中心通孔（510）孔壁之间夹设有第三轴承（23），所述滑盘（50）以沿其径向受约束状态支承在第三轴承（23）上，使得经由柱塞（70）作用在缸体上的侧向分力被抵消或减少。

2.根据权利要求1所述的内支承滑盘副，其特征在于：所述滑盘（50）朝向缸体一侧的端面设置有多个柱塞球窝（58），所述滑盘（50）的静压支承面（50a）上设有多个油室（52），所述油室（52）是以滑盘轴心（50C）为中心间隔地分布在静压支承面（50a）上，在每个油室（52）底部与对应柱塞球窝（58）之间设置有通油孔（53），所述通油孔（53）将油液引入所述油室（52），使所述静压支承面（50a）与斜盘（40）端面形成间隙配合的静压油膜支承。

3.根据权利要求2所述的内支承滑盘副，其特征在于：所述静压支承面（50a）为沿滑盘轴心（50C）向斜盘（40）一侧延伸的凸台面（51），在所述凸台面（51）上设置有多个油室（52），所述油室（52）以滑盘轴心（50C）为中心间隔地分布在所述凸台面（51）上，所述通油孔（53）将油液引入所述油室（52），使所述凸台面（51）与斜盘（40）的端面形成间隙配合的静压油膜支承。

4.根据权利要求3所述的内支承滑盘副，其特征在于：在所述凸台面（51）上设置有密封部，所述密封部以包围所述油室（52）的状态设置在油室的内外周，所述密封部包括设置在油室（52）径向内外的内密封部（55）、外密封部（54），以及设置在相邻油室（52）之间的间隔密封部（56）。

5.根据权利要求1所述的内支承滑盘副，其特征在于：所述滑盘（50）与斜盘（40）之间夹设有衬板（46），所述静压支承面（50a）支承在衬板（46）上且与衬板（46）保持滑动配合，所述通油孔（53）将油液引入静压支承面（50a）与衬板（46）之间，使所述静压支承面（50a）与衬板（46）形成间隙配合的静压油膜支承。

6.一种包含有权利要求1至5中任意一项所述的内支承滑盘副的斜盘式柱塞泵或马达，包括主轴（10）、壳体、第一轴承（21）、柱塞（70）、缸体（80）、配流盘（90），所述主轴（10）的主轴轴心（10C）与所述缸体（80）的缸体中心轴心（80C）重合，所述主轴（10）一端支承在第一轴承（21）上，另一端贯通配流盘（90）并与缸体（80）通过键连接，所述主轴（10）和缸体（80）在旋转工作时，在所述斜盘（40）的支承力及回程机构的回程力作用下，所述柱塞（70）在缸体（80）的柱塞腔内做往复运动，实现泵或马达的吸排油工作。

7.根据权利要求6所述斜盘式柱塞泵或马达，其特征在于：所述柱塞（70）包含带锥形结构的连杆柱塞、两端均设置有球头的连杆柱塞、带万向铰的球面柱塞的一种，所述柱塞（70）一端可相对缸体（80）往复滑动的方式拆入所述缸体（80）的柱塞孔（81）内，另一端以相对滑盘（50）端面远离受限且能够倾动的状态固定在滑盘（50）的柱塞球窝（58）上。

8.根据权利要求6所述斜盘式柱塞泵或马达，其特征在于：所述斜盘式柱塞泵或马达的回程机构为独立分离式结构，包含在缸体（80）一端设置的预紧组件以及在滑盘（50）一侧设置的约束组件，所述预紧组件以使缸体（80）和配流盘（90）保持预紧状态固定在主轴（10）端部，所述约束组件以限制滑盘（50）远离斜盘（40）端面的方式承担回程力的作用。

9.根据权利要求8所述斜盘式柱塞泵或马达，其特征在于：所述预紧组件包含与主轴（10）连接的预紧轴销（104）、抵接在缸体端面的压套（106）、与预紧轴销（104）连接的螺母（107）以及夹设在压套（106）和螺母（107）之间的蝶形弹簧（105），所述蝶形弹簧（105）的预紧力作用在压套（106）上并传递至缸体使缸体（80）和配流盘（90）保持预紧状态。

10.根据权利要求6所述斜盘式柱塞泵或马达，其特征在于：所述壳体为双体式壳体结构，所述壳体包含泵壳（32）和端盖（33），所述泵壳（32）具有用于容纳第一轴承的第一空腔（34）、用于容纳缸体和用于容纳所述滑盘副结构的第二空腔（35），所述第二空腔（35）与所述第一空腔（34）通过壳体连通孔（31c）连通，所述泵壳（32）和端盖（33）之间通过螺栓连接。