CN112177874B - 一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵 - Google Patents

一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵,包括主轴、缸体、前壳体、斜盘、柱塞、滑靴和回程组件,斜盘转动设置于前壳体中,缸体与斜盘对置的端面设置有柱塞孔,柱塞与柱塞孔滑动配合,滑靴设置在回程组件中,回程组件中设置有过油孔,柱塞中心孔一端与过油孔相连通,柱塞中心孔的另一端与缸体上的柱塞孔相连通,回程组件与斜盘的斜面相贴合,斜盘端面设置有高压油腔和低压油腔,前壳体的外圆面上设置有进油口和出油口,出油口与高压油腔相连通,主轴中设置有主轴中心孔,主轴侧面设置有径向孔,通过径向孔使主轴中心孔分别与进油口、低压油腔相连通,本发明启动转矩和摩擦转矩低、功率密度和可靠性高,本发明涉及轴向柱塞泵技术领域。

Description

一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵
技术领域
本发明涉及轴向柱塞泵技术领域,更具体而言,涉及一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵。
背景技术
斜盘式轴向柱塞泵是液压传动系统中常用的液压元件,由于其结构紧凑、相对其他液压泵具有压力高、寿命长等突出优势,受到了广泛的应用。
斜盘轴向柱塞泵从结构上大致可分为固定斜盘式轴向柱塞泵和旋转斜盘式轴向柱塞泵两种。
固定斜盘式轴向柱塞泵采用主轴通过花键带动缸体旋转的传动方式,在缸体底部端面用配流盘进行配流;传统固定斜盘式轴向柱塞泵存在缸体-配流盘、滑靴-斜盘、柱塞-柱塞孔多对高速摩擦副,尤其缸体-配流盘摩擦副,受到缸体倾覆力矩,更容易损坏,工作可靠性较低。而且旋转部件较多,结构复杂,体积较大。同时由于缸体-配流盘、滑靴-斜盘为旋转摩擦副,使得柱塞泵起动转矩和摩擦转矩较大。
旋转斜盘轴向柱塞泵分为轴配流式和阀配流式两种,均采用缸体固定,主轴带动斜盘旋转驱动柱塞的传动方式。轴配流方式在缸体底部采用配流轴配流;该种结构需要在缸体底部设置配流轴,轴向尺寸较大;阀配流方式在缸体底部设置吸油阀组和排油阀组,该种结构需要在缸体底部设置吸油阀组合排油阀组,轴向尺寸较大。
因此,有必要对现有技术进行改进。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足,提供一种体积较小、高功率密度和可靠性、低启动转矩和摩擦转矩的斜盘驱动配流一体化柱塞泵。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵,包括主轴、缸体、前壳体、斜盘、柱塞、滑靴和回程组件,前壳体和缸体固定连接,斜盘转动设置于前壳体中,主轴与斜盘之间通过键连接;
缸体与斜盘对置的端面设置有柱塞孔,柱塞与柱塞孔滑动配合,滑靴设置在回程组件中,柱塞与滑靴之间球铰接,形成柱塞滑靴组件,回程组件中设置有过油孔,柱塞滑靴组件的柱塞中心孔一端与过油孔相连通,柱塞中心孔的另一端与缸体上的柱塞孔相连通,回程组件与斜盘的斜面相贴合;
斜盘端面设置有高压油腔和低压油腔,低压油腔与斜盘的中心孔相连通,高压油腔与斜盘的外圆面相连通;
前壳体的外圆面上设置有出油口,出油口与高压油腔相连通;
主轴中设置有主轴中心孔,主轴侧面设置有与主轴中心孔连通的径向孔,通过径向孔使主轴中心孔与低压油腔相连通,缸体的中心孔一端为进油口,主轴中心孔与进油口相连通。
进一步的,所述回程组件包括回程配流板、回程隔板和回程压板,回程配流板、回程隔板和回程压板依次布置并通过铆钉固定连接,滑靴设置在回程配流板与回程压板之间,回程隔板和回程压板上设置有半圆孔,滑靴套装在半圆孔中,回程组件与缸体之间设置有球碗,回程配流板上设置有内球面,回程配流板的内球面与球碗的外球面相配合,球碗与缸体之间设置有中心弹簧。
进一步的,所述斜盘与前壳体之间设置有圆锥滚子轴承。
进一步的,斜盘的高压油腔与斜盘的外圆面通过高压径向孔相连通,前壳体上与高压径向孔对应的位置设置有环形油槽,环形油槽与出油口相连通。
进一步的,主轴与前壳体之间、主轴与斜盘之间、主轴与缸体之间、缸体与前壳体之间均设置有密封装置。
进一步的,所述主轴上设置有定位凸台,主轴与斜盘的一端通过定位凸台定位,主轴与斜盘的另一端通过轴用弹性挡圈定位。
进一步的,主轴与缸体的中心孔之间设置有滚针轴承。
进一步的,所述低压油腔设置在斜盘转动时斜面由高向低的一侧,所述高压油腔设置在斜盘转动时斜面由低向高的一侧。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果为:
1、斜盘上集成了配流功能,在斜盘表面实现吸、排油,取消传统柱塞泵的配流盘结构,提高了柱塞泵工作可靠性。
2、相比传统斜盘式轴向柱塞泵,缸体与后壳体合一,简化了缸体结构,缩小了柱塞泵体积,提高了功率密度。
3、相比传统旋转斜盘式轴向柱塞泵,本发明在斜盘表面实现配流工作,不需要再缸体处设置配流阀或者配流轴,使得柱塞泵轴向体积缩小。
4、吸油过程中,主轴和斜盘径向孔跟随主轴、斜盘高速旋转,使得径向孔中的油液受到离心力作用,改善吸油特性。
5、相比传统斜盘式轴向柱塞泵,本发明旋转部件少,转动惯量小。
6、相比传统斜盘式轴向柱塞泵,本发明减少了一对旋转摩擦副,启动转矩和摩擦转矩小。
附图说明
下面将通过附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
图1为轴向柱塞泵剖示图。
图2为轴向柱塞泵A-A向剖视图;
图3为回程组件爆炸示意图;
图4为斜盘正视剖面图;
图5为斜盘侧视剖面图;
图6为斜盘空间结构图。
图中:1为主轴、2为柱塞孔、3为前壳体、4为半圆键、5为圆锥滚子轴承、6为斜盘、7为轴用弹性挡圈、8为球碗、9为滑靴、10为中心弹簧、11为滚针轴承、12为柱塞、13为缸体、14为回程压板、15为回程隔板、16为铆钉、17为回程配流板、18为过油孔、19为高压油腔、20为低压油腔、21为进油口、22为出油口、23为主轴中心孔、24为高压径向孔、25为环形油槽。
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,都属于本发明保护的范围。
实施例:
如图1至图6所示,一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵,包括主轴1、缸体13、前壳体3、斜盘6、柱塞12、滑靴9和回程组件,前壳体3和缸体13固定连接,斜盘6转动设置于前壳体3中,主轴1与斜盘6之间通过半圆键连接;
缸体13与斜盘6对置的端面设置有柱塞孔2,柱塞12与柱塞孔2滑动配合,滑靴9设置在回程组件中,柱塞12与滑靴9之间球铰接,形成柱塞滑靴组件,回程组件中设置有过油孔18,柱塞滑靴组件的柱塞中心孔一端与过油孔相连通,柱塞中心孔的另一端与缸体上的柱塞孔2相连通;
回程组件包括回程配流板17、回程隔板15和回程压板14,回程配流板17、回程隔板15和回程压板14依次布置并通过铆钉16固定连接,回程组件与缸体13之间设置有球碗8,回程配流板17上设置有内球面,回程配流板17的内球面与球碗8的外球面相配合,球碗8与缸体13之间设置有中心弹簧10,通过中心弹簧10压紧球碗进而使回程组件的回程配流板与斜盘6的斜面始终保持贴合。
回程压板14的内轮廓小于回程隔板15的内轮廓,回程隔板15的厚度比滑靴9凸缘厚0.02mm,回程压板14与回程配流板17之间的间隙用来安装滑靴9,滑靴9套装在回程压板14和回程隔板15上的半圆孔内,在运行过程中,回程组件不做周向转动,滑靴9与回程组件可以做小幅度相对滑动,回程配流板17上加工有过油孔18,过油孔18位置与滑靴9中心孔一一对应。
斜盘6端面设置有高压油腔19和低压油腔20,低压油腔20设置在斜盘6转动时斜面由高向低的一侧,所述高压油腔19设置在斜盘6转动时斜面由低向高的一侧,低压油腔20与斜盘6的中心孔相连通,前壳体3的外圆面上设置有出油口22,出油口22与高压油腔19相连通,斜盘6的高压油腔19与斜盘的外圆面通过高压径向孔24相连通,前壳体3上与高压径向孔24对应的位置设置有环形油槽25,环形油槽25与出油口22相连通。
主轴1中设置有主轴中心孔23,主轴1侧面设置有与主轴中心孔23连通的径向孔,通过径向孔使主轴中心孔23与低压油腔20相连通,缸体13的中心孔一端为进油口21,主轴中心孔23与进油口21相连通。
斜盘6与前壳体3之间设置有圆锥滚子轴承5。
主轴1与前壳体3之间、主轴1与斜盘6之间、主轴1与缸体13之间、缸体13与前壳体3之间均设置有密封装置。
所述主轴1上设置有定位凸台,主轴1与斜盘6的一端通过定位凸台定位,主轴1与斜盘6的另一端通过轴用弹性挡圈7定位。
主轴1与缸体13的中心孔之间设置有滚针轴承11。
斜盘驱动配流一体化轴向柱塞泵工作原理:
当主轴1顺时针带动斜盘6旋转时,中心弹簧10通过球铰副使得回程配流板17始终紧贴在斜盘6上滑动,回程组件受到旋转的斜盘6的作用力而带动柱塞12在缸体13的柱塞孔内作往复运动,缸体13静止不动。
柱塞12从柱塞孔2中伸出过程中,滑靴9处于斜盘6低压油腔位置,柱塞孔2中封闭容积逐渐增大,压力降低,油液由进油口21进入柱塞泵内部空腔中,经过缸体13上的径向孔和主轴1上的径向孔到达主轴中心孔23,进而经过主轴中心孔23和斜盘6的径向孔到达低压油腔20,最后经过回程配流板17过油孔18和滑靴9中心孔到达柱塞孔腔中,实现吸油过程。
当柱塞12缩回柱塞孔2过程中,滑靴9处于斜盘6高压油腔位置,柱塞孔2中封闭容积逐渐减小,压力升高,油液经过滑靴9中心孔和回程配流板的过油孔18进入高压油腔19,最后经过斜盘6的高压径向孔24到达前壳体3内壁的环形油槽25,经由出油口22排出,实现排油过程。
当主轴1带动斜盘6旋转一周,每个柱塞12各吸油、排油一次,随着主轴1不断旋转,各柱塞12也连续独立完成吸、排油动作,使得柱塞泵连续工作。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化,各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵,其特征在于:包括主轴(1)、缸体(13)、前壳体(3)、斜盘(6)、柱塞(12)、滑靴(9)和回程组件,前壳体(3)和缸体(13)固定连接,斜盘(6)转动设置于前壳体(3)中,主轴(1)与斜盘(6)之间通过键连接;
缸体(13)与斜盘(6)对置的端面设置有柱塞孔(2),柱塞(12)与柱塞孔(2)滑动配合,滑靴(9)设置在回程组件中,柱塞(12)与滑靴(9)之间球铰接,形成柱塞滑靴组件,回程组件中设置有过油孔(18),柱塞滑靴组件的柱塞中心孔一端与过油孔相连通,柱塞中心孔的另一端与缸体上的柱塞孔(2)相连通,回程组件与斜盘(6)的斜面相贴合;
斜盘(6)端面设置有高压油腔(19)和低压油腔(20),低压油腔(20)与斜盘(6)的中心孔相连通,高压油腔(19)与斜盘(6)的外圆面相连通;
前壳体(3)的外圆面上设置有出油口(22),出油口(22)与高压油腔(19)相连通;
主轴(1)中设置有主轴中心孔(23),主轴(1)侧面设置有与主轴中心孔(23)连通的径向孔,通过径向孔使主轴中心孔(23)与低压油腔(20)相连通,缸体(13)的中心孔一端为进油口(21),主轴中心孔(23)与进油口(21)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵,其特征在于:所述回程组件包括回程配流板(17)、回程隔板(15)和回程压板(14),回程配流板(17)、回程隔板(15)和回程压板(14)依次布置并通过铆钉(16)固定连接,滑靴(9)设置在回程配流板(17)与回程压板(14)之间,回程隔板(15)和回程压板(14)上设置有半圆孔,滑靴(9)套装在半圆孔中,回程组件与缸体(13)之间设置有球碗(8),回程配流板(17)上设置有内球面,回程配流板(17)的内球面与球碗(8)的外球面相配合,球碗(8)与缸体(13)之间设置有中心弹簧(10)。
3.根据权利要求1所述的一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵,其特征在于:所述斜盘(6)与前壳体(3)之间设置有圆锥滚子轴承(5)。
4.根据权利要求1所述的一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵,其特征在于:斜盘(6)的高压油腔(19)与斜盘的外圆面通过高压径向孔(24)相连通,前壳体(3)上与高压径向孔(24)对应的位置设置有环形油槽(25),环形油槽(25)与出油口(22)相连通。
5.根据权利要求1所述的一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵,其特征在于:主轴(1)与前壳体(3)之间、主轴(1)与斜盘(6)之间、主轴(1)与缸体(13)之间、缸体(13)与前壳体(3)之间均设置有密封装置。
6.根据权利要求1所述的一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵,其特征在于:所述主轴(1)上设置有定位凸台,主轴(1)与斜盘(6)的一端通过定位凸台定位,主轴(1)与斜盘(6)的另一端通过轴用弹性挡圈(7)定位。
7.根据权利要求1所述的一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵,其特征在于:主轴(1)与缸体(13)的中心孔之间设置有滚针轴承(11)。
8.根据权利要求1所述的一种斜盘驱动配流一体化柱塞泵,其特征在于:所述低压油腔(20)设置在斜盘(6)转动时斜面由高向低的一侧,所述高压油腔(19)设置在斜盘(6)转动时斜面由低向高的一侧。
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