CN111503078B - 一种分动并联的大流量液压泵组供油系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分动并联的大流量液压泵组供油系统，包括：动力装置1，所述动力装置1与齿轮分动器3的壳体固连，所述齿轮分动器3的主动轮3‑0通过花键与所述动力装置1的输出轴连接，其N个从动轮3‑1～3‑N通过花键与液压泵4‑1～4‑M的驱动轴连接；所述分动器齿轮的两端面分别通过轴承7限位在所述分动器的壳体上；所述液压泵4‑1～4‑M用于将液压油液泵至后续液压系统，其中M大于或等于N。本发明针对大流量液压系统，借助齿轮分动器，选择单套大功率动力装置驱动并联组合的多套小排量液压泵，能够实现一拖多形式的系统供油，既能满足大流量液压系统的供油需求，又可极大地降低供油系统的重量和体积。

Description

一种分动并联的大流量液压泵组供油系统
技术领域
本发明涉及机械工程液压传动技术领域，具体涉及一种分动并联的大流量液压泵组供油系统。
背景技术
在液压传动系统中，供油系统通过动力装置驱动液压泵从油源处吸油，进而将高压油液泵至后续液压系统，供油设备的重量和体积在整个系统中通常占很大比重，其轻量化设计对整个液压系统具有十分重要的意义。
依据目前的工业设计水平，动力装置如电动机、发动机，越是大功率往往越容易做到较高的功率/重量比，而对于液压泵如轴向柱塞泵，在相同压力下排量越小则流量/重量比越容易做高。动力装置与液压泵之间的不同的重量特点使得在进行供油系统的选型时，需要确定合适的匹配方式以便于在满足系统流量压力需求的前提下实现整个液压系统的轻量化设计。
在现有的大流量供油系统中，为了满足较大的流量特性需求，出现了以下几种常用的组合形式：①多动力装置——多液压泵，②单动力装置——单液压泵，③单动力装置——同轴多联泵。①和②均存在系统功率/重量比低的不足，且①同时会占用较大的空间体积，不利于设备摆放；③的功率/重量比较高，但整个供油系统会出现空间分布不合理(过长)的弊端。因此，选取合适的机泵组合构型以实现供油系统的轻量化、小体积化是需要解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本发明的目的在于提出一种分动并联的大流量液压泵组供油系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种分动并联的大流量液压泵组供油系统，包括：
动力装置1，所述动力装置1与齿轮分动器3的壳体固连；
齿轮分动器3，包含1个主动轮3-0和N个从动轮3-1～3-N，其中N为大于 1的自然数，所述齿轮分动器3的主动轮3-0通过花键与所述动力装置1的输出轴连接，所述齿轮分动器3的从动轮3-1～3-N通过花键与液压泵4-1～4-M的驱动轴连接，从而实现一拖多形式的机、泵驱动，进而通过液压泵4-1～4-M的并联组合为大流量液压系统供油；
所述主动轮3-0和从动轮3-1～3-N的两端面分别通过轴承7限位在所述齿轮分动器3的壳体上；所述主动轮3-0与所述各从动轮3-1～3-N的速比依据所述动力装置1的外特性和所述液压泵4-1～4-M的流量特性分别进行设定；所述动力装置1可单侧出轴连接一个所述齿轮分动器3，也可两侧同时出轴分别连接两个所述齿轮分动器3，进而连接所述液压泵4-1～4-M；
M个液压泵4-1～4-M，用于将液压油液泵送至后续液压系统，其中M为大于或等于N的自然数。
优选地，所述动力装置1单侧出轴连接一个所述齿轮分动器3。
优选地，所述动力装置1两侧同时出轴连接两个所述齿轮分动器3。
优选地，M个液压泵4-1～4-M直接与N个从动轮3-1～3-N连接，其中M＝N。
优选地，M个液压泵4-1～4-M中的一部分先进行同轴并联，然后再与N个从动轮3-1～3-N连接，其中M>N。
优选地，所述液压泵4-1～4-M与各从动轮3-1～3-N之间的连接轴可分别设定为不同长度，各连接轴长短交错。
本发明的分动并联的大流量液压泵组供油系统具有以下有益效果：
1、分动并联构型有利于实现大流量液压系统的轻量化。如对于最高压力 35Mpa的轴向柱塞泵，流量要达到1000L/min，单泵的重量通常在600Kg以上；采用定制的同轴三联泵，重量约350Kg；采用本发明的三泵分动并联构型，柱塞泵可选用功率/重量比更高的小排量柱塞泵，此时齿轮分动器3与柱塞泵的总重量为230Kg。可见，本发明能够获得较高的流量/重量比，便于系统的轻量化设计。
2、分动并联构型有利于实现大流量液压系统的小体积化。单泵的泵体庞大，而同轴三联泵体积较小，但长度往往在1.2m以上，不利于供油系统的整体布局，采用本发明构型，整套系统的长、宽、高较小且均匀，利于设备安置。
附图说明
图1是本发明供油系统的双侧出轴原理示意图；
图2是本发明供油系统的单侧出轴原理示意图；
图3是本发明供油系统通过长短交错减小系统所占空间体积的原理示意图；
图4是本发明供油系统中的齿轮分动器各齿轮速比可调的示意图；
图5是本发明供油系统的一个实施例的设备装配图；
图6是本发明供油系统的一个实施例的设备装配爆炸图；
图中附图标记为：
1动力装置，2动力装置输出轴，3齿轮分动器，3-0主动轮，3-1～3-N从动轮，4-1～4-M液压泵，5、8齿轮分动器壳体，6螺栓，7轴承
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例以及方位性的词语均是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
本发明的一项宽泛实施例中，如图1所示，一种分动并联的大流量液压泵组供油系统，主要包括：
动力装置1，所述动力装置1与齿轮分动器3的壳体固连；
齿轮分动器3，所述齿轮分动器3的主动轮3-0通过花键与所述电机1的输出轴连接，所述齿轮分动器3的从动轮3-1～3-N通过花键与液压泵4-1～4-M 的驱动轴连接，其中N为大于1的自然数；所述主动轮3-0和从动轮3-1～3-N 的两端面分别通过轴承7限位在所述齿轮分动器3的壳体上；
液压泵4-1～4-M，用于将液压油液泵送至后续液压系统，其中M个液压泵可直接与从动轮3-1～3-N连接，也可并联后再与从动轮3-1～3-N连接，M为大于或等于N的自然数。进一步的，所述动力装置1选用单套大功率动力装置能够获得较高的功率/重量比，从而针对大流量供油系统，在满足系统功率要求的前提下可实现系统轻量化。
所述液压泵选择多套小排量、高转速、耐压达到供油系统要求的压力且功率/重量比较高的液压泵，其总峰值功率大于或等于液压系统的最大功率需求。
所述齿轮分动器3的主动轮3-0与所述动力装置1连接，各从动轮3-1～3-N 分别与液压泵4-1～4-M连接，从而实现一拖多形式的机、泵驱动，进而通过液压泵4-1～4-M的并联组合为大流量液压系统供油。
图5和图6是本发明的一个实施例，分别示出了本发明的分动并联的大流量液压泵组供油系统的设备装配图以及对应的装配爆炸图，其中动力装置1为单侧出轴，在装配时，所述齿轮分动器3的齿轮分动器壳体5、8与动力装置输出轴2的外壳通过螺栓6固定联接，通过轴承7将主动轮3-0、从动轮3-1～3-N 的轮轴安装在齿轮分动器壳体5、8上。主动轮轴与动力装置输出轴2连接，各从动轮轴与单个液压泵或多联泵的输入轴连接，液压泵4-1～4-M的法兰通过螺栓6固定在齿轮分动器壳体5、8上，最终所述动力装置1通过齿轮分动器3分流，将动力传递至各液压泵4-1～4-M，为后续液压系统供油。
根据本发明的一个实施例，所述动力装置1可单侧出轴连接一个所述齿轮分动器3，如图2、3和图5所示，也可两侧同时出轴分别连接两个所述齿轮分动器3，如图1所示，进而连接所述液压泵4-1～4-M。
在本发明的一个实施例中，所述齿轮分动器3中的主动轮3-0与各从动轮 3-1～3-N的速比可依据所述动力装置1的外特性和所述液压泵4-1～4-M的流量特性分别进行设定，如图4所示。
具体地，根据动力装置1的外特性图谱以及不同液压泵4-1～4-M的压力——流量特性曲线，在满足液压系统功率需求的前提下，可以分别选择最佳工况点，进而据此确定齿轮分动器3中主动轮3-0与各从动轮3-1～3-N之间的速比。
在本发明的一个实施例中，所述M个液压泵4-1～4-M可以直接与N个从动轮3-1～3-N连接，此时M＝N，也可以部分液压泵先进行同轴并联组合，然后与从动轮3-1～3-N连接，此时M>N，所述液压泵4-1～4-M与从动轮3-1～3-N之间的连接轴也可以长短交错，如图3所示，使得供油系统以较小的体积和重量即能满足液压系统的流量需求。
另外，本发明实施例的分动并联的大流量液压泵组供油系统的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种分动并联的大流量液压泵组供油系统，其特征在于，包括：
动力装置(1)，所述动力装置(1)与齿轮分动器(3)的壳体固连；齿轮分动器(3)，包含1个主动轮(3-0)和N个从动轮(3-1～3-N)，其中N为大于1的自然数，所述齿轮分动器(3)的主动轮(3-0)通过花键与所述动力装置(1)的输出轴连接，所述齿轮分动器(3)的从动轮(3-1～3-N)通过花键与液压泵(4-1～4-M)的驱动轴连接，从而实现一拖多形式的机、泵驱动，进而通过液压泵(4-1～4-M)的并联组合为大流量液压系统供油；
所述主动轮(3-0)和从动轮(3-1～3-N)的两端面分别通过轴承(7)限位在所述齿轮分动器(3)的壳体上；所述主动轮(3-0)与所述各从动轮(3-1～3-N)的速比依据所述动力装置(1)的外特性和所述液压泵(4-1～4-M)的流量特性分别进行设定；所述动力装置(1)可单侧出轴连接一个所述齿轮分动器(3)，也可两侧同时出轴分别连接两个所述齿轮分动器(3)，进而连接所述液压泵(4-1～4-M)；
M个液压泵(4-1～4-M)，用于将液压油液泵送至后续液压系统，其中M为大于或等于N的自然数。
2.根据权利要求1所述的分动并联的大流量液压泵组供油系统，其特征在于，所述动力装置(1)单侧出轴连接一个所述齿轮分动器(3)。
3.根据权利要求1所述的分动并联的大流量液压泵组供油系统，其特征在于，所述动力装置(1)两侧同时出轴连接两个所述齿轮分动器(3)。
4.根据权利要求1所述的分动并联的大流量液压泵组供油系统，其特征在于，M个液压泵(4-1～4-M)直接与N个从动轮(3-1～3-N)连接，其中M＝N。
5.根据权利要求1所述的分动并联的大流量液压泵组供油系统，其特征在于，M个液压泵(4-1～4-M)中的一部分先进行同轴并联，然后再与N个从动轮(3-1～3-N)连接，其中M>N。
6.根据权利要求1所述的分动并联的大流量液压泵组供油系统，其特征在于，所述液压泵(4-1～4-M)与各从动轮(3-1～3-N)之间的连接轴可分别设定为不同长度，各连接轴长短交错。
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