CN113389700B - 一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴 - Google Patents

Abstract

一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴，具有相对的上表面和下表面，上表面为滑靴与柱塞接触面，与柱塞通过球铰副相连，下表面为与斜盘接触面，与斜盘形成滑靴摩擦副，下表面有一中心油室，与球铰副通过一通油孔连通。在中心油室外侧加工一个或多个同心环形沟槽，在滑靴内部加工多条通道，通道入口在通油孔侧表面，环绕通油孔一周，通道出口沿环形沟槽均匀分布，环形沟槽未覆盖通道出口的部分沟槽深度减小，分隔出多个独立的小油室，使每个通道出口连通一个小油室。通过在滑靴上加工多个通道从柱塞阻尼管中引入油液到滑靴底面的环形沟槽和小油室，改变滑靴摩擦副表面的流场状态，进一步增强滑靴底面的油膜润滑性能，有效降低磨损。

Description

一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴

技术领域

本发明涉及轴向柱塞泵领域，尤其涉及一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴。

背景技术

轴向柱塞泵作为液压系统的动力元件，具有变量易调节，功重比大，效率高等优点，被广泛应用于航空航天，能源工程机械，船舶工业等领域。随着液压技术的不断完善，轴向柱塞泵向着高速化，高压化，大流量化的方向发展，如何减少柱塞泵的磨损，延长工作寿命成为研究的重点。

滑靴摩擦副是由滑靴和斜盘组成的平面副，它是参与轴向柱塞泵吸排油过程的一个关键摩擦副。滑靴的运动包括宏观运动和微观运动；宏观运动包括：滑靴在柱塞的驱动下随缸体的转动，沿缸孔的轴向运动，在斜盘表面的滑动，绕自身轴线的自旋运动；微观运动包括：滑靴在离心力矩、摩擦力矩和球铰力矩等倾覆力矩的共同作用下在斜盘表面的倾覆运动，以及在柱塞瞬变压紧力的作用下的挤压运动。实际运行过程中，滑靴底面形成楔形油膜，且楔形油膜形状随着滑靴倾覆姿态的变化而变化；如果楔形油膜压力场产生的力和力矩不能平衡滑靴受到的外力和力矩，滑靴将会发生偏磨，而且通常伴随着回程盘的碎裂，导致轴向柱塞泵无法完成吸排油。

现在的轴向柱塞泵多采用定间隙回程机构，可保证滑靴和斜盘之间保留一定的间隙，使得油膜厚度过大时，滑靴不产生倾覆现象。但在油膜厚度过低时，滑靴摩擦副表面仍然会产生磨损，并由此引发黏着和烧伤的隐患。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴，通过在滑靴上加工多个通道从柱塞阻尼管中引入油液到滑靴支撑带，从而改变滑靴摩擦副表面的流场状态，同时在滑靴摩擦副表面加工一个或多个环形沟槽覆盖多个流道的末端，进一步增强滑靴底面的油膜润滑性能，提高表面油膜支撑力，有效降低磨损。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴，所述滑靴具有相对的上表面和下表面；所述上表面为滑靴与柱塞接触面，与柱塞通过球铰副相连；所述下表面为与斜盘接触面，与斜盘形成滑靴摩擦副，下表面设有一中心油室；所述球铰副与中心油室通过一通油孔连通；所述滑靴内部设有通道，通道的入口设于通油孔的侧表面，通道的出口位于滑靴的下表面，以使通道贯穿通油孔与滑靴的下表面。

所述通道设有若干，多个通道的入口沿通油孔内壁均布设置。

所述通道包括若干组长度不一的通道组，通道组之间交叉设置，且每个通道组内的通道沿着通油孔内壁均匀分布。

所述通道设有多个分支出口。

本发明还包括环形沟槽，所述环形沟槽位于滑靴下表面设于中心油室外侧，并与中心油室同心设置；所述通道的出口位于环形沟槽表面。

所述环形沟槽未覆盖通道出口的部分沟槽深度减小，以分隔出多个相对独立的小油室。

所述通道的出口均位于小油室中心，且每个小油室覆盖一个通道出口。

所述通道的直径或最大宽度小于环形沟槽的宽度。

相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：

本发明公开的一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴，通过对滑靴底面加工环形沟槽和多个通道，使柱塞中的油液从原来的直接流向中心油室，产生压力从中心到滑靴摩擦副边缘近似线性递减，改变为部分油液通过多个通道输送到滑靴摩擦副沟槽内，使压力分布沿径向由中心到沟槽从高到低，到沟槽升高，再降低直到边缘，改变滑靴摩擦副表面的流场状态，在此基础上，将一个或多个沟槽的未覆盖通道出口的部分沟槽深度减小，使其在滑靴运动时高压油液既能够流过，同时也分隔出多个小油室，每个小油室覆盖一个通道出口，这样滑靴在斜盘上运动发生倾覆等情况时，高压油液的泄漏量也会减少，同时滑靴摩擦副表面的流场状态进一步发生改变，增大滑靴摩擦副表面油膜支撑力，减小滑靴与斜盘之间的摩擦，提升柱塞-滑靴-斜盘组件的动态稳定性能，从而提升滑靴摩擦副的润滑性能并延长柱塞泵使用寿命。

本发明未增加零件，通过结构设计改善滑靴摩擦副的动压润滑性能，具有结构简单、经济性好的优点。此外，该结构还具有适用性广的特点，可以针对不同的工况，选用不同尺寸和形状的环形沟槽和通道，从而保证滑靴具有优异的工作性能。

附图说明

图1为实施例1滑靴的正视半剖视示意图；

图2为实施例1滑靴的装配示意图；

图3为实施例1滑靴的仰视示意图；

图4为实施例2滑靴的整体结构示意图之一；

图5为实施例2滑靴的整体结构示意图之二；

图6为实施例2滑靴的剖开结构示意图；

图7为实施例2滑靴的仰视示意图；

图8为实施例2滑靴的AA剖面示意图；

图9为实施例3滑靴的正视剖面示意图。

附图标记：通道1，中心油室2，通油孔3，球铰副4，滑靴5，环形沟槽6，柱塞7，斜盘8，小油室9。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。

实施例1

如图1～3所示，本实施例提供一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴5，所述滑靴5具有相对的上表面和下表面；所述上表面通过球铰副4与柱塞7相连，所述滑靴5的下表面与斜盘8接触，两者存在相对运动，形成滑靴摩擦副。

所述滑靴5的下表面设有一中心油室2，所述球铰副4与中心油室2通过一通油孔3连通；具体地，所述通油孔3的上端与柱塞7中心阻尼孔相连，通油孔3的下端连接中心油室2。

所述滑靴5内部设有若干通道1，多个通道1的入口沿通油孔3内壁均布设置，通道1的出口位于滑靴5的下表面，以使通道1贯穿通油孔3与滑靴5的下表面。

本实施例还包括一个环形沟槽6，所述环形沟槽6位于滑靴5下表面设于中心油室2外侧，并与中心油室2同心设置；所述通道1的出口位于环形沟槽6表面。所述环形沟槽6未覆盖通道1出口的部分沟槽深度减小，以分隔出多个相对独立的小油室9；所述通道1的出口均位于小油室9中心，且每个小油室9覆盖一个通道1出口。所述通道1的直径或最大宽度小于环形沟槽6的宽度。

本实施例中，通道1的数目根据需要进行调整；通道1的轨迹可设置为90°、60°或其他角度弯角、或弧形等，设置圆角减少流道中高压油流经时对孔壁的压力。通道1一般为圆形通孔，也可加工为椭圆形，方形等其他形状通孔。所述小油室9的形状不限，可为方形、矩形或圆形等形状。

所述通油孔可采用上下直径统一的通孔结构，也可采用从大到小的变径阶梯结构，本实施例中，通油孔采用二级变径阶梯结构，通道的入口设于通油孔较大孔径的内壁处。

本发明专利的原理如下：

所述通道1的出口与环形沟槽6相连，多条通道1沿环形沟槽6圆环等间距分布。所述柱塞7中心空腔中高压油液通过阻尼管流入通道1与通油孔3，大部分高压油通过通油孔3流入中心油室2，部分高压油液经过通道1流向环形沟槽6，在滑靴5与斜盘8间滑靴摩擦副形成油膜，起到静压支承作用，中心油室2与环形沟槽6中均是高压油液；滑靴摩擦副压力分布变为由中心油室2到环形沟槽6内侧压力近似线性递减，在环形沟槽6处压力急剧上升，然后由环形沟槽6外侧至滑靴5边缘压力再次递减，从而使滑靴摩擦副的流场状态发生明显变化，增大油膜支撑力，提高柱塞7-滑靴5-斜盘8组件的动态稳定性能，进一步增强滑靴5下表面的油膜润滑性能，有效降低运动时产生的磨损。

实施例2

如图4～8所示，本实施例在实施例1的基础上进行改进，按照实际需要，适当缩小中心油室2的直径，将通道1设置成两个长度不同的通道组，两个通道组之间交叉设置，且每个通道组内的通道1沿着通油孔3内壁均匀分布。相对应地，设有两组同心的环形沟槽6，以分别对应两组通道1，且两个环形沟槽6之间形成环形密封带，进一步地，对应每个通道1出口的小油室9以中心油室2为中心呈对称分布。

本实施例中，每个环形沟槽6内相对独立的小油室9数量确定时，按实际需要适当增大小油室9面积。所述环形沟槽6数量增多时，每个环形沟槽6分布的小油室9及通道1应适当减少，避免通道1过于密集。所述环形沟槽6和小油室9数量增多时，中心油室2直径应适当减小。多个小油室9储存部分高压油液，提升滑靴摩擦副润滑性能，同时滑靴摩擦副表面的流场状态发生改变，且在滑靴5运动过程中出现倾覆等情况可减少油液泄露，改善滑靴5工作性能。

实施例3

如图9所示，本实施例在实施例1的基础上进行改进，在通道1末端设置两个分支出口，相对应地，所述环形沟槽6设有两组，以分别对应两个出口，且两个环形沟槽6之间形成环形密封带，进一步地，对应每个出口的小油室9以中心油室2为中心呈对称分布。如此，在通道1数目不变情况下可通过增多出口而增多小油室9数目。

本发明通过在滑靴5底面加工一个或多个环形沟槽6及与通油孔3相连的多个通道1，能够提高滑靴摩擦副处的油膜承载力，减小粘性摩擦力和摩擦转矩，降低机械损失，增强动压润滑效果，对滑靴摩擦副的减磨延寿具有重要意义。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (6)

1.一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴，其特征在于：所述滑靴具有相对的上表面和下表面；所述上表面为滑靴与柱塞接触面，与柱塞通过球铰副相连；所述下表面为与斜盘接触面，与斜盘形成滑靴摩擦副，下表面设有一中心油室；所述球铰副与中心油室通过一通油孔连通；所述滑靴内部设有通道，通道的入口设于通油孔的侧表面，通道的出口位于滑靴的下表面，以使通道贯穿通油孔与滑靴的下表面；

还包括环形沟槽，所述环形沟槽位于滑靴下表面设于中心油室外侧，并与中心油室同心设置；所述通道的出口位于环形沟槽表面；

所述环形沟槽未覆盖通道出口的部分沟槽深度减小，以分隔出多个相对独立的小油室。

2.如权利要求1所述的一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴，其特征在于：所述通道设有若干，多个通道的入口沿通油孔内壁均布设置。

3.如权利要求1所述的一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴，其特征在于：所述通道包括若干组长度不一的通道组，通道组之间交叉设置，且每个通道组内的通道沿着通油孔内壁均匀分布。

4.如权利要求1所述的一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴，其特征在于：所述通道设有多个分支出口。

5.如权利要求1所述的一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴，其特征在于：所述通道的出口均位于小油室中心，且每个小油室覆盖一个通道出口。

6.如权利要求1所述的一种多通道引流的多油室抗偏磨轴向柱塞泵滑靴，其特征在于：所述通道的直径或最大宽度小于环形沟槽的宽度。

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