CN112796969A

CN112796969A - 液压旋转装置

Info

Publication number: CN112796969A
Application number: CN202010242121.2A
Authority: CN
Inventors: 金广门; 金成训
Original assignee: Joint Stock Co Motuole
Current assignee: Joint Stock Co Motuole
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-05-14
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP2021067264A; JP6983949B2; KR20210048734A; CN112796969B; KR102346663B1

Abstract

本发明涉及一种可变型斜盘式的液压旋转装置，本发明的一实施例的液压旋转装置包括：缸体，其具有多个缸而旋转；斜盘，其区分为用于使所述缸体以低速旋转的一档和斜盘角变得小于所述一档而使所述缸体以高速旋转的二档来进行动作；以及变速柱塞，其具有与所述斜盘的一区域接触的柱塞滑靴和与所述柱塞滑靴关节连接并进行往复运动的柱塞本体，使所述斜盘的斜盘角可变。

Description

液压旋转装置

技术领域

本发明的实施例涉及一种液压旋转装置，更详细而言，涉及一种可变型斜盘式液压旋转装置。

背景技术

通常，液压旋转装置指如同液压泵或液压电机使与旋转的轴垂直或平行地设置的多个缸内的体积根据轴的旋转方向压缩或膨胀来将机械能转换成压力或将压力转换为机械能的装置。

另外，在诸多种类的液压旋转装置中，可变型斜盘式液压旋转装置在可旋转的缸体安装朝旋转轴线方向进行往复运动的多个驱动柱塞，从而形成为能够通过与各驱动柱塞的端部相向的斜盘的角度的转换使容量可变。

此时，用变速柱塞对斜盘的一侧背面加压来将斜盘的角度由低速转换成高速。即，当变速柱塞对斜盘的一侧加压来减少斜盘的角度时，随着转速增加，扭矩会减小。

因此，当液压旋转装置适用于诸如履带牵引装置(Crawler)的工程机械时，当在工程机械中要求较高的扭矩时，液压旋转装置以低速旋转来提高扭矩，当在工程机械中要求机动力时，液压旋转装置可以以高速旋转并以高速较快地移动。

如此，为了使液压旋转装置具有变速功能，在可变型斜盘式液压旋转装置具备变速柱塞。通过由变速柱塞推斜盘来改变液压旋转装置的容积，可以对液压旋转装置进行向高速或低速的速度变更。

然而，变速柱塞和斜盘的接触角度在高速时和低速时是不同的。通常，当变速柱塞推斜盘使得斜盘的斜盘角变小时成为高速，此时变速柱塞和斜盘的接触角度会倾斜。因此，在变速柱塞产生横向荷重。此外，高速时，由于斜盘被变速柱塞支撑，因此，相比低速时，高速时会向变速柱塞施加相对更多的荷重。如此，高速时在变速柱塞产生的横向荷重会局部地增加在变速柱塞和斜盘接触的柱塞滑靴与往复运动的柱塞本体之间的面压而引发单侧磨损。发生这样的单侧磨损所存在的问题是，液压旋转装置的效率下降，并引起装备的单侧行驶，进而还会降低作业效率。此外，还可能发生因局部性的面压增加导致变速柱塞间歇地夹在外壳的现象。若变速柱塞夹在外壳，当变得无法进行变速或只有在分别配置于左右的液压旋转装置中的一侧的变速柱塞发生夹塞现象时，还可能会引发因左右液压旋转装置的速度差导致工程机械旋转而颠倒的问题。

发明内容

技术问题

本发明的实施例提供一种使磨损的发生最少化来提高寿命的液压旋转装置。

技术方案

根据本发明的实施例，可变型斜盘式液压旋转装置包括：缸体，其具有多个缸而旋转；斜盘，其区分为用于使所述缸体以低速旋转的一档和斜盘角变得小于所述一档而使所述缸体以高速旋转的二档来进行动作；以及变速柱塞，其具有与所述斜盘的一区域接触的柱塞滑靴和与所述柱塞滑靴关节连接并进行往复运动的柱塞本体，使所述斜盘的斜盘角可变。另外，所述可变型斜盘式液压旋转装置形成为，相比所述斜盘以所述一档进行动作时所述柱塞滑靴和所述斜盘接触的面与所述缸体的旋转轴线之间的交角，所述斜盘以所述二档进行动作时所述柱塞滑靴和所述斜盘接触的面与所述缸体的旋转轴线之间的交角相对更接近90度。

上述液压旋转装置还可以包括：外壳，其具有与所述斜盘相向并支撑所述斜盘的支撑面和凹陷形成于所述支撑面的一区域并容纳所述变速柱塞的变速柱塞容纳部。

另外，当所述斜盘以所述一档动作时，与所述外壳相向的所述斜盘的一面可以被所述外壳的所述支撑面支撑；当所述斜盘以所述二档进行动作时，与所述外壳相向的所述斜盘的一面可以被所述变速柱塞的所述柱塞滑靴支撑。

此外，所述斜盘的一面可以包括以支撑点为中心旋转并以所述一档进行动作时相对靠近所述外壳的支撑面的第一面、以所述二档进行动作时相对靠近所述外壳的支撑面的第二面、以及与所述变速柱塞的柱塞滑靴接触的第三面。

此时，所述第一面可以在所述斜盘以所述一档进行动作时与所述外壳的支撑面平行，所述第二面可以在所述斜盘以所述二档进行动作时与所述外壳的支撑面平行。

另外，所述第一面与所述第二面之间的交角和所述第一面与所述第三面之间的交角可以相同。

发明的效果

根据本发明的一些实施例，液压旋转装置可以使磨损的发生最少化来提高寿命。

附图说明

图1是本发明的一实施例的液压旋转装置的剖视图。

图2是示出图1的液压旋转装置以二档进行动作中的状态的剖视图。

图3是示出图1的液压旋转装置中使用的斜盘的剖视图。

图4是图1的斜盘的背面图。

图5是本发明的一实施例的变形例的液压旋转装置中使用的斜盘的背面图。

图6和图7是比较例的液压旋转装置的剖视图。

图8示出本发明的一实施例的实施例和比较例的横向力分析点。

图9是对图8的横向力分析进行比较图示的图表。

符号说明

101：液压旋转装置，200：缸体，250：缸，310：旋转轴，350：驱动柱塞，400：斜盘，410：第一面，420：第二面，430：第三面，500：变速柱塞，510：柱塞本体，540：柱塞滑靴，600：外壳，640：支撑面，650：变速柱塞容纳部。

具体实施方式

下面参考附图对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所属技术领域中的一般的技术人员能够容易实施。本发明可以被实现为多种不同的形态，并不限于此处所说明的实施例。

需要指出的是，附图是示意性的，并未按比例图示。为图示的清楚和方便起见，图中所示部分的相对尺寸和比例在其大小上被夸张或减小而图示，任意的尺寸均只是示例性的，而不是限定性的。另外，对出现在两个以上的图中的相同的结构物、要素或部件使用相同的参照符号，以体现相似的特征。

本发明的实施例具体地示出本发明的理想的实施例。其结果，预想得到图解的多样的变形。因此，实施例不局限于所图示区域的特定形态，也包括例如制造所致的形态的变形。

下面参照图1至图4对本发明的一实施例的液压旋转装置101进行说明。本发明的一实施例的液压旋转装置101是可变型斜盘式，且可以以电机进行动作或以泵进行动作。即，液压旋转装置101可以是液压电机或液压泵，或液压电机及泵两用。

如图1和图2所图示，本发明的一实施例的液压旋转装置101包括缸体200、斜盘400、以及变速柱塞500。

此外，本发明的一实施例的液压旋转装置101还可以包括外壳600、驱动柱塞350、以及旋转轴310。

缸体200具有多个缸250而旋转。多个缸250可以沿缸体200的周向隔开相同间距地形成。即，多个缸250在缸体200的旋转中心等间距地呈放射状排列。

旋转轴310结合于缸体200，并向外部传递缸体200的旋转力，或向缸体200传递从外部供应的旋转力。

驱动柱塞350分别插入于缸体200的多个缸250，并通过工作油的压力进行往复运动而旋转缸体200，或随着缸体200的旋转进行往复运动而产生压力来排出工作油。此时，驱动柱塞350的一端与待后述的斜盘400能够滑动地接触。因此，当液压旋转装置101以电机进行动作时，若工作油流入驱动柱塞350，使得驱动柱塞350在缸250内进行往复运动，则驱动柱塞350的一端会沿斜盘400的倾斜面滑动而使缸体200旋转。相反，当液压旋转装置101以泵进行动作时，当缸体200接收发动机的旋转力而旋转时，驱动柱塞350的一端会沿斜盘400的倾斜面滑动而在缸250内进行往复运动，驱动柱塞350会进行往复运动而产生压力来排出工作油。

斜盘400调节液压旋转装置101以电机进行动作时的转速或以泵进行动作时所排出的工作油的油量。即，根据斜盘400的倾斜度来决定液压旋转装置101的转速或所排出的工作油的油量。

在本发明的一实施例中，斜盘400区分为用于使缸体200以低速旋转的一档和斜盘角变得小于一档而使缸体200以高速旋转的二档来进行动作。

变速柱塞500调节斜盘400的斜盘角。当变速柱塞500对斜盘400加压而推斜盘400的一侧时，随着斜盘400的斜盘角变小，缸体200的旋转速度增加，而扭矩减小。即，当斜盘400以具有已设定的倾斜度的一档进行动作，而后通过变速柱塞500变速为斜盘400的倾斜度小于一档的二档时，液压旋转装置101的速度会增加，而扭矩会减小。

具体地，变速柱塞500包括与盘400的一区域接触的柱塞滑靴540和与塞滑靴540关节连接并进行往复运动的柱塞本体510。柱塞本体510会朝与缸体200的旋转轴线CL相同的方向进行往复运动，柱塞滑靴540与斜盘400的接触面的倾斜度会根据柱塞本体510的动作状态而发生变化。此外，例如，柱塞本体510可以通过弹簧之类的弹性部件的弹力朝斜盘400的方向对柱塞滑靴540加压。

尤其，在本发明的一实施例中，形成为相比斜盘400以一档进行动作时柱塞滑靴540和斜盘400接触的面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角，斜盘400以二档进行动作时柱塞滑靴540和斜盘400接触的面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角相对更接近90度。

图1示出本发明的一实施例的液压旋转装置101以一档进行动作中的状态，图2示出该液压旋转装置101以二档进行动作中的状态。

即，如图1所图示，当斜盘400以一档进行动作时，斜盘400和柱塞滑靴540的接触面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角变得小于90度；如图2所图示，当斜盘400以二档进行动作时，斜盘400和柱塞滑靴540的接触面与缸体220的旋转轴线CL之间的交角变得相对而言接近90度。

此时，斜盘400和柱塞滑靴540的接触面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角越接近90度，施加于变速柱塞500的横向荷重越减小。另外，如图2所图示，当斜盘400和柱塞滑靴540的接触面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角为90度时，施加于变速柱塞500的横向荷重理论上为0。

外壳600具有与斜盘400相向并支撑斜盘400的支撑面640和凹陷形成于支撑面640的一区域并容纳变速柱塞500的变速柱塞容纳部650。即，变速柱塞500的柱塞本体510会在外壳600的变速柱塞容纳部650内进行往复运动。

例如，当斜盘400以一档进行动作时，与外壳600相向的斜盘400的一面被外壳600的支撑面640支撑；当斜盘400以二档进行动作时，与外壳600相向的斜盘400的一面被变速柱塞500的柱塞滑靴540支撑。

如图1所示，当斜盘400以一档进行动作时，可能会因斜盘400和柱塞滑靴540的接触面倾斜而向变速柱塞500施加横向荷重。但是，当斜盘400以一档进行动作时，由于斜盘400主要被外壳600的支撑面640支撑，相比斜盘400以二档进行动作时，会向变速柱塞500的柱塞滑靴540施加相对而言很小的荷重。因此，当斜盘400以一档进行动作时，施加于变速柱塞500的横向荷重相对而言微乎其微，因而单侧磨损发生得较小，从而对变速柱塞500的寿命造成的影响相对而言很小。

此外，如图2所示，在变速柱塞500的柱塞滑靴540支撑斜盘400而向柱塞滑靴540施加相对大的荷重的二档的情况下，斜盘400和柱塞滑靴540的接触面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角相对于一档时而言更接近90度。最优选的是，斜盘400和柱塞滑靴540的接触面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角为90度。从而，即使向柱塞滑靴540施加较大的荷重，横向荷重也是0或产生得微乎其微，因而能够使在变速柱塞500中的单侧磨损的发生最少化。

如前述，为了调节斜盘400和变速柱塞500的柱塞滑靴540的接触面所具有的倾斜度，如图3所图示，斜盘400的一面包括：以支撑点为中心旋转并以一档进行动作时相对靠近外壳600的支撑面640的第一面410、以二档进行动作时相对靠近外壳600的支撑面640的第二面420、以及与变速柱塞500的柱塞滑靴540接触的第三面430。

例如，在一档，斜盘400的第一面410可以与外壳600的支撑面640接触；在二档，斜盘400的第二面420可以与外壳600的支撑面640接触。

此外，可以形成为，斜盘400的第一面410在斜盘400以一档进行动作时与外壳600的支撑面640平行，斜盘400的第二面420在斜盘400以二档进行动作时与外壳600的支撑面640平行。

此外，也可以形成为使斜盘400的第一面410与第二面420之间的交角θ1和斜盘400的第一面410与第三面430之间的交角θ2为相同的角度。在这种情况下，当斜盘400以二档进行动作时，变速柱塞500的柱塞滑靴540和斜盘400的第三面430接触的面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角成为90度而施加于变速柱塞500的横向荷重理论上成为0。

图4示出本发明的一实施例的液压旋转装置101中使用的斜盘400的背面图，图5示出本发明的一实施例的变形例的液压旋转装置101中使用的斜盘401的背面图。图4中斜盘400的第三面430可以形成得接近圆形，图5中斜盘401的第三面431可以形成得接近长孔形状。

通过这样的配置，本发明的一实施例的液压旋转装置101可以使磨损的发生最少化来提高寿命。

尤其，通过使施加于变速柱塞500的横向荷重最小化来抑制在变速柱塞500中的单侧磨损的发生，从而能够提高变速柱塞500的寿命，并防止变速柱塞500的误启动导致的事故的发生。

下面参照图6至图9对实施例和比较例进行比较说明。

实施例具有如前述图1至图3所图示的配置。相反，比较例具有如图6和图7所图示的配置。即，如前述，实施例的液压旋转装置101中使用的斜盘400的一面区分为第一面410、第二面420、以及第三面430，比较例的液压旋转装置10中使用的斜盘的一面具有较平的一个面。

在实施例的情况下，如前述，当斜盘400以一档进行动作时，如图1所示，斜盘400和柱塞滑靴540的接触面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角变得小于90度。因此，在一档，也可能会向变速柱塞施加横向荷重。但是，当斜盘400以一档进行动作时，由于斜盘400主要被外壳600的支撑面640支撑，因而相比斜盘400以二档进行动作时，会向变速柱塞500的柱塞滑靴540施加相对而言很小的荷重。因此，当斜盘400以一档进行动作时，施加于变速柱塞500的横向荷重相对而言微乎其微，因而单侧磨损发生得较小，从而对变速柱塞500的寿命造成的影响相对而言很小。

此外，当斜盘400以二档进行动作时，如图2所示，斜盘400和柱塞滑靴540的接触面与缸体220的旋转轴线CL之间的交角为90度。斜盘400和柱塞滑靴540的接触面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角越接近90度，施加于变速柱塞500的横向荷重越减小。另外，斜盘400和柱塞滑靴540的接触面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角为90度时，施加于变速柱塞500的横向荷重理论上为0。因此，当斜盘400以二档进行动作时，使变速柱塞500的单侧磨损的发生最少化，从而大幅提高变速柱塞500的寿命。

相反，在比较例的情况下，如图6所图示，当斜盘40以一档进行动作时，斜盘40和柱塞滑靴540的接触面与缸体200的旋转轴线CL之间的交角为90度。即，斜盘40和柱塞滑靴540的接触面与外壳600的支撑面640相同或平行。

但是，如图7所图示，当斜盘40以二档进行动作时，斜盘40和柱塞滑靴540的接触面与缸体220的旋转轴线CL之间的交角变得小于90度。因此，当通过由驱动柱塞500传递的力使斜盘40对柱塞滑靴540加压时，会向变速柱塞500施加横向荷重。图7中，附图标记F是斜盘40施加于变速柱塞500的荷重，Fr表示横向荷重，Fa表示纵向荷重。尤其，当斜盘40以二档进行动作时，变速柱塞500的柱塞滑靴540支撑斜盘40，因而会向变速柱塞500施加较大的荷重，从而在变速柱塞500中产生的横向荷重也会变大。这意味着，在比较例的情况下，当斜盘40以二档进行动作时，在变速柱塞500中产生的单侧磨损相对而言变得很大。

图8示出实施例和比较例的横向力分析点。另外，图9是对实施例和比较例的横向力分析进行比较图示的图表。

通过图9中对比较例F1和比较例F2的观察，作为分析结果可以确认的是，相比实施例F1和实施例F2，施加相对而言很大的横向力。即，在实施例中，仅在变速区间临时地产生横向力，而在以二档进行动作时几乎不产生横向力。

尽管上面参照附图对本发明的实施例进行了说明，但本发明所属领域中的技术人员可以理解在不脱离本发明的技术思想或必备特征的前提下可以以别的具体形态实施本发明。

因此，以上所描述的实施例在所有方面均应理解为是示例性的，而不是限定性的，本发明的范围由后述权利要求书体现，从权利要求书的意义、范围及其等价概念导出的所有变更或变形的形态均应解释为落入本发明的范围内。

Claims

1.一种液压旋转装置，该液压旋转装置是可变型斜盘式液压旋转装置，其特征在于，包括：

缸体，其具有多个缸而旋转；

斜盘，其区分为用于使所述缸体以低速旋转的一档和斜盘角变得小于所述一档而使所述缸体以高速旋转的二档来进行动作；以及

变速柱塞，其具有与所述斜盘的一区域接触的柱塞滑靴和与所述柱塞滑靴关节连接并进行往复运动的柱塞本体，使所述斜盘的斜盘角可变，

相比所述斜盘以所述一档进行动作时所述柱塞滑靴和所述斜盘接触的面与所述缸体的旋转轴线之间的交角，所述斜盘以所述二档进行动作时所述柱塞滑靴和所述斜盘接触的面与所述缸体的旋转轴线之间的交角相对更接近90度。

2.根据权利要求1所述的液压旋转装置，其特征在于，还包括：

外壳，其具有与所述斜盘相向并支撑所述斜盘的支撑面和凹陷形成于所述支撑面的一区域并容纳所述变速柱塞的变速柱塞容纳部。

3.根据权利要求2所述的液压旋转装置，其特征在于，

当所述斜盘以所述一档动作时，与所述外壳相向的所述斜盘的一面被所述外壳的所述支撑面支撑；

当所述斜盘以所述二档进行动作时，与所述外壳相向的所述斜盘的一面被所述变速柱塞的所述柱塞滑靴支撑。

4.根据权利要求3所述的液压旋转装置，其特征在于，

所述斜盘的一面包括以支撑点为中心旋转并以所述一档进行动作时相对靠近所述外壳的支撑面的第一面、以所述二档进行动作时相对靠近所述外壳的支撑面的第二面、以及与所述变速柱塞的柱塞滑靴接触的第三面。

5.根据权利要求4所述的液压旋转装置，其特征在于，

所述第一面在所述斜盘以所述一档进行动作时与所述外壳的支撑面平行，

所述第二面在所述斜盘以所述二档进行动作时与所述外壳的支撑面平行。

6.根据权利要求4所述的液压旋转装置，其特征在于，

所述第一面与所述第二面之间的交角和所述第一面与所述第三面之间的交角相同。