CN112431733A - 一种柱塞型伺服变量泵及其加强型柱塞滑靴组件 - Google Patents

Abstract

一种柱塞型伺服变量泵及其加强型柱塞滑靴组件，其用于柱塞型伺服变量泵，包括具有球窝的滑靴和具有球头的柱塞；球窝大于半球；球头以可转动的方式设置在球窝的内部，球头可相对球窝转动预定角度；球头的直径大于球窝的开口的直径，球头的球面与球窝的内表面紧密接触；球窝的内表面设置有加强结构；球窝的外表面设置有加强筋；提高了滑靴的强度，间接的影响是极大的改善了柱塞因长时间运转而对滑靴和本身的变形，即加强了柱塞；保证柱塞伺服型变量泵的机械效率不会下降，保证了柱塞型变量泵的工作性能。

Description

一种柱塞型伺服变量泵及其加强型柱塞滑靴组件

技术领域：

本发明涉及液压技术设备领域，更具体地说是一种柱塞型伺服变量泵及其加强型柱塞滑靴组件。

背景技术：

轴向柱塞变量泵由于其结构简单，具有良好的自吸性能、噪音低、驱动轴可承受轴向和径向载荷、使用寿命长、功率大、控制范围大、控制时间短、可直接驱动串联泵等特点，广泛应用于各种工程机械、矿山机械、轧机设备以及注塑机械等设备上。轴向柱塞泵是液压系统中的关键动力元件之一，其性能直接决定了整个液压系统的性能好坏。

滑靴的设计无论就重要性、就设计工作量或就问题的困难和复杂程度来说在轴向柱塞泵的设计中都占有重要地位，都是设计的主要内容。滑靴不仅需要高精度，而且需要很高的强度。一般的滑靴使用在柱塞泵中，在柱塞泵长期的高转速工作情况下容易变形、损坏，导致柱塞不能发挥功效，影响柱塞泵的工作性能。所以，滑靴的设计对轴向柱塞泵的容积效率与工作寿命有着重要的影响。

发明内容：

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本发明提供了一种强度大、不易变形或损坏、确保柱塞型伺服变量泵的强度、效率和使用寿命的柱塞型伺服变量泵及其加强型柱塞滑靴组件。

为实现上述目的，本发明提供的一种加强型柱塞滑靴组件，其用于柱塞型伺服变量泵，包括具有球窝的滑靴和具有球头的柱塞；球窝大于半球；球头以可转动的方式设置在球窝的内部，球头可相对球窝转动预定角度；球头的直径大于球窝的开口的直径，球头的球面与球窝的内表面紧密接触；

球窝的内表面设置有加强结构；

球窝的外表面设置有加强筋。

进一步的，加强结构包括倒圆带，倒圆带位于球窝内表面的中部，倒圆带的倒圆设置为2.5毫米。

进一步的，倒圆带的直径设置为16.2毫米。

进一步的，加强结构还包括内圆边，内圆边位于球窝开口的内侧，内圆边的倒圆设置为0.3毫米。

进一步的，内圆边的直径设置为毫米。

进一步的，加强筋相对于滑靴外表面凸起。

进一步的，球窝的开口处设置有斜面，斜面的倾角设置为10°±1.5°。

本发明还提供一种柱塞型伺服变量泵，包括上述任一项加强型柱塞滑靴组件。

本发明的有益效果是：

本发明提高了滑靴的强度，间接的影响是极大的改善了柱塞因长时间运转而对滑靴和本身的变形，即加强了柱塞。柱塞泵一般都是长期高速工作的，本发明能够确保柱塞伺服型变量泵在长期工作后滑靴还是有足够的强度，来保证滑靴的球窝能与柱塞紧密配合，这样不仅确保柱塞在柱塞伺服型变量泵中始终发挥功效，而且保证柱塞伺服型变量泵的机械效率不会下降，保证了柱塞型变量泵的工作性能。

通过对滑靴的加强设计，使柱塞在工作时更加稳定可靠，大大提高滑靴的强度，极大改善了柱塞因长时间运转而对滑靴和本身的变形，大大提高了柱塞及柱塞泵的寿命，可使柱塞泵和柱塞马达的寿命提高5倍以上。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明的滑靴结构放大示意图；

附图3是本发明的局部结构放大示意图；

附图4是本发明的柱塞型伺服变量泵结构示意图；

附图中：1、滑靴，2、柱塞，3、球窝，4、球头，5、加强筋，6、缸体，7、回程盘，11、倒圆带，12、内圆边，13、外边，14、斜面。

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，下面将结合本发明的附图1~附图4，对本发明进行更加详细的描述。

本发明提供的一种加强型柱塞滑靴组件，其用于柱塞型伺服变量泵，包括具有球窝3的滑靴1和具有球头4的柱塞2；球窝3大于半球；球头4以可转动的方式设置在球窝3的内部，球头4可相对球窝3转动预定角度；球头4的直径大于球窝3的开口的直径，球头4的球面与球窝3的内表面紧密接触；球窝3的内表面设置有加强结构；球窝3的外表面设置有加强筋5；加强结构包括倒圆带11，倒圆带11位于球窝3内表面的中部，倒圆带11的倒圆设置为2.5毫米；倒圆带11的直径设置为16.2毫米；加强结构还包括内圆边12，内圆边12位于球窝3开口的内侧，内圆边12的倒圆设置为0.3毫米；内圆边12的直径设置为15毫米；加强筋5相对于滑靴1外表面凸起；球窝3的开口处设置有斜面14，斜面14的倾角设置为10°±1.5°。

本发明还提供一种柱塞型伺服变量泵，包括上述任一项加强型柱塞滑靴组件。

本发明的其中一种实施例如下：

包括滑靴1和柱塞2，滑靴1设有球窝3，柱塞2设有球头4，柱塞2以其球头4插入滑靴1的球窝3，以形成球铰连接；滑靴1能够相对柱塞2运动，以完成吸油和压油的相关动作。本发明中，球窝3为过半球窝3，即球窝3大于半球，球窝3的开口直径小于球窝3的直径；球头4的直径大于球窝3的开口直径，球头4内嵌在球窝3中，实现球头4与球窝3的连接，防止球头4滑脱出球窝3；当球头4插入球窝3后，能够相对球窝3转动预定角度。

需要说明的是，本发明中，柱塞2上设置球头4，滑靴1设置球窝3，然后以滑靴1的球窝3包裹柱塞2的球头4的方式实现柱塞2与滑靴1的连接，即“正包”方式，相应地，正包组合后形成的柱塞2滑靴1组件为正包柱塞2滑靴1组件。

在工作状态，用于滑靴1的主要力是柱塞2对滑靴1的压紧力、滑靴1和斜盘底部中油压产生分离力以及回程盘7对滑靴1的压紧力。此外，还有滑靴1的离心力、液体的摩擦力等。在高速大流量的柱塞2泵中，由于滑靴1质量较大、旋转速度大、离心力较大，造成滑靴1相对斜盘平面的倾斜，常导致偏磨滑靴1，寿命下降。滑靴1是和柱塞2紧密配合，同时滑靴1上连接回程盘7，柱塞2设置在缸体6内部。可知滑靴1、柱塞2、斜盘、缸体6等是柱塞2泵的核心部分，所以确保核心部分有条不紊的正常运作是带动柱塞2泵正常工作的首要条件。

球窝3和柱塞2的球头4紧密配合，确保柱塞2在柱塞2泵中带动缸体6正常的高速旋转，使柱塞2泵在长期工作运转时保持良好的工作性能。本发明对球窝3与柱塞2连接处的背面进行的加强筋5，加强筋5设置在球窝3的外表面，同时加强筋5相对于滑靴1的外边13面凸起，在本领域的常规技术手段中，滑靴1的外表面通常为平直的圆筒状结构，本发明设置凸起的加强筋5，一方面增强了结构的厚度以增强其强度，另一方面凸起的结构符合球窝3的弧度，其凸起部分不会影响其他零部件，同时方便进行球窝3内的结构改进。

球窝3内部设置加强结构，加强结构包括倒圆带11，倒圆带11设置在球窝3的中部，倒圆带11的倒圆角为2.5毫米，倒圆带11的直径为16.2毫米，滑靴1的端部即开口处设置有斜面14，斜面14的两个边分别为内圆边12和外边13，内圆边12做清除尖角的圆滑过渡处理，内圆边12的倒圆角为0.3毫米，同时斜面14的倾斜角度为10°±1.5°，内圆边12的直径为15毫米，外边13的直径为18.2毫米；

倒圆带11的两侧为前边和后边，前边与外边13之间的距离尺寸为5±0.1毫米，后边与外边13之间的距离尺寸为3±0.15毫米。

在本领域的常规技术手段中，滑靴1的端部即球窝3的开口处通常设置为垂直面，本发明中将垂直面改进为斜面14，在球头4和柱塞2相对于滑靴1转动时，斜面14与球头4之间不会产生交涉。

球窝3与球头4之间可以进行预定角度的旋转，预定角度包括一个最大角度，即球头4与球窝3之间可以处在最大角度至零度之间的任意角度。当斜盘的角度变化时，以及缸体6进行转动时，球头4与球窝3之间一直进行角度的变化，球头4与球窝3之间紧密贴合，稳定连接。

本发明还提供一种柱塞型伺服变量泵，包括加强型柱塞2滑靴1组件，通过改变斜盘的角度，即改变柱塞2与滑靴1之间的倾斜角度，可以改变其排量。

柱塞型伺服变量泵由斜盘、柱塞2、缸体6、配流盘等主要零件组成。斜盘和配流盘固定不动，传动轴带动缸体6和柱塞2一起转动，滑靴1靠机械装置或在低压油作用下压紧在斜盘上。传动轴旋转，当柱塞2头部在倾斜盘上自上而下滑动的半周内柱塞2逐渐由油缸向外伸出，使缸体6内密封工作容积不断增加，产生局部真空，从而将油液经配流盘上的配油窗口吸入；柱塞2头部在倾斜盘自下而上滑动的半周内柱塞2又逐渐向油缸里推入，使密封工作腔容积不断减小，将油液从配油盘另一窗口向外压出。缸体6每转一转，每个柱塞2往复运动一次，完成一次吸油和压油动作。

改变斜盘的倾角，可以改变柱塞2往复行程的大小，因而也改变了柱塞型伺服变量泵的排量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种加强型柱塞滑靴组件，其用于柱塞型伺服变量泵，包括具有球窝（3）的滑靴（1）和具有球头（4）的柱塞（2）；其特征在于：所述球窝（3）大于半球；所述球头（4）以可转动的方式设置在球窝（3）的内部，所述球头（4）可相对所述球窝（3）转动预定角度；所述球头（4）的直径大于所述球窝（3）的开口的直径，所述球头（4）的球面与球窝（3）的内表面紧密接触；

所述球窝（3）的内表面设置有加强结构；

所述球窝（3）的外表面设置有加强筋（5）。

2.根据权利要求1所述的加强型柱塞滑靴组件，其特征在于：所述加强结构包括倒圆带（11），所述倒圆带（11）位于球窝（3）内表面的中部，所述倒圆带（11）的倒圆设置为2.5毫米。

3.根据权利要求2所述的加强型柱塞滑靴组件，其特征在于：所述倒圆带（11）的直径设置为16.2毫米。

4.根据权利要求1所述的加强型柱塞滑靴组件，其特征在于：所述加强结构还包括内圆边（12），所述内圆边（12）位于球窝（3）开口的内侧，所述内圆边（12）的倒圆设置为0.3毫米。

5.根据权利要求4所述的加强型柱塞滑靴组件，其特征在于：所述内圆边（12）的直径设置为15毫米。

6.根据权利要求1所述的加强型柱塞滑靴组件，其特征在于：所述加强筋（5）相对于滑靴（1）外表面凸起。

7.根据权利要求1所述的加强型柱塞滑靴组件，其特征在于：所述球窝（3）的开口处设置有斜面（14），所述斜面（14）的倾角设置为10°±1.5°。

8.一种柱塞型伺服变量泵，其特征在于：包括上述权利要求1~7任一项所述的加强型柱塞滑靴组件。

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