CN113565756B - 一种适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯 - Google Patents

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Abstract

本发明属于叶片泵技术领域，具体是一种适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯。包括定子以及固定在定子两侧的左配油盘和右配油盘，定子内设置有转子，右配油盘的轴孔内设置有轴套，轴套与中心轴滑动接触，转子通过齿轮副和中心轴连接并随中心轴一起转动，转子周向开设有多个均匀分布的叶片槽，叶片槽内设置有可以在叶片槽内上下滑动的母叶片和子叶片，子叶片底部和叶片槽底部均开设有相互对应的盲孔，对应的盲孔之间安装有弹簧，所述的母叶片底部设置有卡槽，子叶片位于母叶片下侧卡槽内并能上下滑动，转子的叶片槽腰部开设有与高压油腔相通的高压油槽，高压油槽与母叶片卡槽的上部腔体连通。解决了子母叶片泵低转速下无法正常启动和工作的问题。

Description

一种适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯
技术领域
本发明属于叶片泵技术领域，具体是一种适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯。
背景技术
随着液压行业的发展，伺服电机和变频电机在液压系统上得到了广泛应用，要求叶片泵输出压力不断升高、工作转速范围不断增宽。子母叶片泵的正常工作转速一般大于500转/分钟，在正常工作转速范围内子母叶片泵有较好的保压性能。而当工作转速低于500转/分钟时，子母叶片泵的保压性能下降，甚至丧失保压能力，特别是在低转速启动时，叶片离心力不足以使叶片顶部紧贴定子内壁，因此无法建立起油液压力，使得子母叶片泵在低转速下无法正常启动和工作。
传统的子母叶片泵无法在低转速下正常启动和工作，是由其自身的结构特点和工作原理造成的。传统的子母叶片泵在圆柱形转子上开设有均匀分布的叶片槽，每个叶片槽中由一个母叶片和一个子叶片组成一对子母叶片，在叶片槽的腰部即母叶片的腰部和子叶片的顶部位置开设有与高压油腔相连通的高压油槽。子母叶片泵正常工作过程中，在高压油槽中高压油推力和叶片离心力的共同作用下，母叶片始终紧贴定子内壁，从而形成密闭空间，完成吸油、压油和排油工作。而当工作转速低于500转/分钟时，由于叶片离心力的减小，母叶片无法始终紧贴定子内壁，再加上叶片泵内部泄露等原因，子母叶片泵的保压性能下降，甚至丧失保压能力。特别是在低转速启动时，由于油液压力尚未建立，高压油槽中的油液对母叶片尚不具有推力，并且低转速下叶片的离心力也较小，母叶片无法正常伸出并紧贴定子内壁，也就无法形成密闭空间并完成吸油、压油和排油工作，因此传统子母叶片泵在低转速下无法正常启动和工作。
在子母叶片上加装弹簧可以解决传统子母叶片泵无法在低转速下正常启动和工作的问题，但也应考虑弹簧的安装位置，从而解决弹簧的使用寿命问题。传统的子母叶片泵中，在叶片槽的腰部即母叶片的腰部和子叶片的顶部位置开设有与高压油腔相连通的高压油槽，在子母叶片泵正常工作过程中，母叶片始终紧贴定子内壁，在高压油槽中高压油的推力作用下，子叶片紧贴叶片槽的底部，如果将弹簧安装于子叶片和母叶片之间的位置，必将造成弹簧受到母叶片循环压缩应力的作用，从而大大缩短弹簧的使用寿命。
发明内容
本发明为了解决传统子母叶片泵低转速下无法正常启动和工作的问题，提供一种适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯。
本发明采取以下技术方案：一种适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯，包括定子以及固定在定子两侧的左配油盘和右配油盘，定子内设置有转子，右配油盘的轴孔内设置有轴套，轴套与中心轴滑动接触，转子通过齿轮副和中心轴连接并随中心轴一起转动，转子周向开设有多个均匀分布的叶片槽，叶片槽内设置有可以在叶片槽内上下滑动的母叶片和子叶片，子叶片底部和叶片槽底部均开设有相互对应的盲孔，对应的盲孔之间安装有弹簧，所述的母叶片底部设置有卡槽，子叶片位于母叶片下侧卡槽内并能上下滑动，转子的叶片槽腰部开设有与高压油腔相通的高压油槽，高压油槽与母叶片卡槽的上部腔体连通。
进一步的，子叶片顶部两侧分别设置有切角，两侧切角总宽度不大于子叶片宽度的一半，子叶片切角所产生的两侧斜面，用于子叶片顶部贴紧母叶片时高压油对子叶片径向推力的作用面。
进一步的，上部腔体为耳朵形腔体，上部腔体宽度大于卡槽宽度，以保证子叶片顶部贴紧母叶片时，子叶片顶部两侧的切角斜面都能与高压油槽相连通。
进一步的，叶片槽设置有10个、12个或14个，母叶片采用单刃口或双刃口结构，母叶片、子叶片和弹簧的数量均与叶片槽数量相等。
进一步的，弹簧的弹力应小于正常工作状态下高压油对子叶片的推力F，计算式为F=P×L×d，其中P为高压油压强，L为子叶片长度，d为子叶片宽度。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明一种适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯，针对传统子母叶片泵低转速下无法正常启动和工作的缺陷，在子叶片底部开设盲孔，并在盲孔内设置弹簧，低转速启动时，在弹簧的推力作用下，子叶片推动母叶片紧贴定子内壁，从而形成密闭空间，完成吸油、压油和排油工作，使油液压力得到建立，进入正常工作状态，实现了低转速下的正常启动和工作。
2.本发明一种适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯，将弹簧设置于子叶片底部的盲孔内， 正常工作状态下，高压油槽中高压油对子叶片的推力大于弹簧对子叶片的推力，子叶片始终紧贴叶片槽的底部，此时子叶片与转子处于相对静止状态，子叶片底部的弹簧处于静力状态，弹簧不随转子的转动而伸缩，从而解决了弹簧的使用寿命问题。
附图说明
图 1 为正常工作状态下弹簧子母叶片泵泵芯轴向剖视图；
图2为正常工作状态下弹簧子母叶片泵泵芯径向剖视图；
图3为正常工作状态下弹簧子母叶片位置结构主视图；
图4为正常工作状态下弹簧子母叶片位置结构侧视图；
图5为低速启动时弹簧子母叶片位置结构主视图；
图6为低速启动时弹簧子母叶片位置结构侧视图；
图中1-左配油盘，2-转子，3-弹簧，4-子叶片，5-母叶片，6-定子，7-轴套，8-右配油盘，9-上部腔体，10-高压油槽，11-卡槽，12-叶片槽。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。
图1和图2所示，一种适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯，包括左配油盘1、转子2、弹簧3、子叶片4、母叶片5、定子6、轴套7、右配油盘8、以及密封组件等。定子6的两侧分别是左配油盘1和右配油盘8，并通过螺钉和柱销固定在一起，转子2设置于定子6内，转子2通过齿轮副和中心轴连接并随中心轴一起转动，转子2周向开设有10个、12个或14个均匀分布的叶片槽，母叶片5和子叶片4位于转子2的叶片槽内，母叶片5和子叶片4可在叶片槽内上下滑动，子叶片4位于母叶片5下侧卡槽内并能上下滑动，子叶片4底部和叶片槽底部均开设有盲孔，弹簧3一端位于子叶片4底部的盲孔内，另一端位于叶片槽底部的盲孔内，转子2的叶片槽腰部即母叶片的腰部和子叶片的顶部位置开设有与高压油腔相通的高压油槽，右配油盘8的轴孔内设置有轴套7，轴套7与中心轴滑动接触。
子叶片4顶部两侧分别设置有切角，两侧切角总宽度不大于子叶片宽度的一半。用于子叶片顶部贴紧母叶片时高压油对子叶片径向推力的作用面。上部腔体9为耳朵形腔体，上部腔体9宽度大于卡槽11宽度。以保证子叶片顶部贴紧母叶片时，子叶片顶部两侧的切角斜面都能与高压油槽相连通。
弹簧3的弹力应小于正常工作状态下高压油对子叶片4的推力F，计算式为F=P×L×d，其中P为高压油压强，L为子叶片长度，d为子叶片宽度。
工作原理：
正常工作状态下：图3、4所示，正常工作状态下弹簧子母叶片位置结构示意图。当转子2转速大于500转/分钟时，弹簧子母叶片泵工作在正常工作转速下，在叶片槽腰部高压油槽中高压油推力和叶片离心力的共同作用下，母叶片5始终紧贴定子6内壁，从而形成密闭空间，完成吸油、压油和排油工作。正常工作状态下，高压油槽中高压油对子叶片4的推力大于弹簧3对子叶片4的推力，子叶片4始终紧贴叶片槽的底部，此时子叶片4与转子2处于相对静止状态，因此，子叶片4底部的弹簧3处于静力状态，不随转子2的转动而伸缩，从而大大延长了弹簧3的使用寿命。
低速启动时：图5、6所示，低速启动时弹簧子母叶片位置结构示意图。弹簧子母叶片泵在转速低于500转/分钟启动时，油液压力尚未建立，在弹簧3的推力作用下，子叶片4推动母叶片5紧贴定子6内壁，从而形成密闭空间，完成吸油、压油和排油工作，使油液压力得到建立。当油液压力建立以后，弹簧子母叶片泵进入正常工作状态，高压油槽中高压油对子叶片4的推力大于弹簧3对子叶片4的推力，子叶片4回到并紧贴叶片槽的底部，从而使弹簧3不再随转子2的转动而伸缩，弹簧3处于静力状态，不但满足了子母叶片泵低速启动的要求，而且解决了弹簧3的使用寿命问题。
本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

Claims (4)

1.一种适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯，其特征在于：包括定子（6）以及固定在定子（6）两侧的左配油盘（1）和右配油盘（8），定子（6）内设置有转子（2），右配油盘（8）的轴孔内设置有轴套（7），轴套（7）与中心轴滑动接触，转子（2）通过齿轮副和中心轴连接并随中心轴一起转动，转子（2）周向开设有多个均匀分布的叶片槽（12），叶片槽（12）内设置有可以在叶片槽（12）内上下滑动的母叶片（5）和子叶片（4），子叶片（4）底部和叶片槽底部均开设有相互对应的盲孔，对应的盲孔之间安装有弹簧（3），所述的母叶片（5）底部设置有卡槽（11），子叶片（4）位于母叶片（5）下侧卡槽（11）内并能上下滑动，转子（2）的叶片槽（12）腰部开设有与高压油腔相通的高压油槽（10），高压油槽（10）与母叶片（5）卡槽（11）的上部腔体（9）连通；
弹簧（3）的弹力应小于正常工作状态下高压油对子叶片（4）的推力F，计算式为F=P×L×d，其中P为高压油压强，L为子叶片长度，d为子叶片宽度；
正常工作状态下：当转子（2）转速大于500转/分钟时，弹簧子母叶片泵工作在正常工作转速下，在叶片槽腰部高压油槽中高压油推力和叶片离心力的共同作用下，母叶片（5）始终紧贴定子（6）内壁，从而形成密闭空间，完成吸油、压油和排油工作；正常工作状态下，高压油槽中高压油对子叶片（4）的推力大于弹簧（3）对子叶片（4）的推力，子叶片（4）始终紧贴叶片槽的底部，此时子叶片（4）与转子（2）处于相对静止状态，子叶片（4）底部的弹簧（3）处于静力状态，不随转子（2）的转动而伸缩；
低速启动时：弹簧子母叶片泵在转速低于500转/分钟启动时，油液压力尚未建立，在弹簧（3）的推力作用下，子叶片（4）推动母叶片（5）紧贴定子（6）内壁，从而形成密闭空间，完成吸油、压油和排油工作，使油液压力得到建立；当油液压力建立以后，弹簧子母叶片泵进入正常工作状态，高压油槽中高压油对子叶片（4）的推力大于弹簧（3）对子叶片（4）的推力，子叶片（4）回到并紧贴叶片槽的底部，从而使弹簧（3）不再随转子（2）的转动而伸缩，弹簧（3）处于静力状态。
2.根据权利要求1所述的适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯，其特征在于：所述的子叶片（4）顶部两侧分别设置有切角，两侧切角总宽度不大于子叶片宽度的一半。
3.根据权利要求2所述的适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯，其特征在于：所述的上部腔体（9）为耳朵形腔体，上部腔体（9）宽度大于卡槽（11）宽度。
4.根据权利要求3所述的适用于高低速工作的弹簧子母叶片泵芯，其特征在于：所述的叶片槽（12）设置有10个、12个或14个，母叶片采用单刃口或双刃口结构，母叶片、子叶片和弹簧的数量均与叶片槽数量相等。
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