CN115045829A - 一种新型轴向柱塞泵及其泵柱结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型轴向柱塞泵，包括前泵体、中间泵体和后泵体，中间泵体的两端分别与前泵体和后泵体装配连接，前泵体内腔的一端固定安装有滚珠轴承组件，滚珠轴承组件的内部装配连接有输出轴，中间泵体的内部装配连接有配油盘，配油盘的一端装配有缸体，缸体通过轴承安装在中间泵体的腔室中，缸体的表面环形分布有多个通孔位，缸体的中部开设有花键槽，多个通孔位的内部均装配有柱塞，本发明通过设有的连接尾身、过盈配合槽、中心注油喷孔、油道、前导头、减重通道、遇油膨胀塞、前减重腔和后减重腔组合成泵柱结构，减小流量脉动，也减轻了柱塞的质量，使得惯性减少，同时在柱塞运动的过程中能够承受较高的反作用力。
Description
技术领域
本发明涉及一种轴向柱塞泵，特别涉及一种新型轴向柱塞泵及其泵柱结构，属于轴向柱塞泵技术领域。
背景技术
轴向柱塞泵是采用配油盘配油，缸体旋转，靠变量头变量的斜盘式轴向柱塞泵。该泵采用液压静力平衡的最佳油膜厚度设计，使缸体与配油盘、滑靴与变量头之间处于纯液体摩擦下运转，具有结构简单、体积小、噪音低、效率高、寿命长和有自吸能力等优点。轴向柱塞泵具有多种变量形势满足用户的要求，它广泛适用于机床锻压、冶金、工程、矿山、船舶等机械及其他液压传动系统中。
随着科技不断的发展，轴向柱塞泵除了输送对象对泵的结构有不同要求外，在泵的安装形式、管道形式、维护维修等方面对泵的内在或外在的结构提出了新的要求，同时，各个生产厂商，在结构的设计上又加入了各自的理念，更加提高了泵结构的多元化程度，但根本的在于轴向柱塞泵的核心结构设计存在不足，导致轴向柱塞泵的使用寿命以及使用环境受到影响，且轴向柱塞泵使用时过程中存在着磨损，降低了预期排量与实际排量存在差值，控制精度不高，为此，我们提供一种新型轴向柱塞泵及其泵柱结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型轴向柱塞泵及其泵柱结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型轴向柱塞泵，包括前泵体、中间泵体和后泵体，所述中间泵体的两端分别与前泵体和后泵体装配连接，所述前泵体内腔的一端固定安装有滚珠轴承组件，所述滚珠轴承组件的内部装配连接有输出轴，所述中间泵体的内部装配连接有配油盘，所述配油盘的一端装配有缸体，所述缸体通过轴承安装在中间泵体的腔室中，所述缸体的表面环形分布有多个通孔位，所述缸体的中部开设有花键槽，多个所述通孔位的内部均装配有柱塞，所述输出轴的一端穿过花键槽并固定连接有弹簧件，所述弹簧件的一端连接有球接头，所述球接头的一端连接有回程盘，所述回程盘的表面安装有多个滑靴头，所述滑靴头与所述柱塞对应配合连接，多个所述滑靴头的一端均与设有的斜盘变量头连接，所述前泵体的底端开设有出油口，所述出油口的一端固定安装有流量阀，所述后泵体的顶端开设有活塞通道，所述活塞通道的内部安装有活塞杆，所述活塞杆的中部固定安装有位移传感器，所述活塞杆的一端穿过后泵体并通过法兰件连接有高精度气缸，所述中间泵体的顶端固定安装有单片机处理器，所述单片机处理器的顶端集成有蜂鸣器。
作为本发明的一种优选技术方案，多个所述柱塞均包括连接尾身和前导头，所述连接尾身的一端与前导头固定连接，所述前导头的中心处开设有油道，所述连接尾身的中部开设有前减重腔和后减重腔，所述前减重腔的长度为后减重腔长度的三分之一。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前导头的内部开设有两个减重通道，两个所述减重通道的内部均安装有遇油膨胀塞。
作为本发明的一种优选技术方案，多个所述滑靴头的中部均开设有过盈配合槽，所述过盈配合槽的中部开设有中心注油喷孔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述配油盘的表面开设有吸油窗和排油窗。
作为本发明的一种优选技术方案，所述滚珠轴承组件由两个滚珠轴承和一个滚子轴承组成，所述滚子轴承设置在两个滚珠轴承之间。
作为本发明的一种优选技术方案，所述前泵体的一端螺纹连接有前端封盖，所述后泵体的一端螺纹连接有密封端盖。
作为本发明的一种优选技术方案，所述活塞通道的顶部处固定安装有第一密封套和封口套，所述第一密封套和封口套均与活塞杆套设活动连接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述斜盘变量头的中部安装有轴销。
作为本发明的一种优选技术方案，一种新型轴向柱塞泵的泵柱结构，所述泵柱结构包括多个滑靴头与多个柱塞，所述滑靴头的数量与柱塞的数量相等，多个所述滑靴头与对应的柱塞过盈配合连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明一种新型轴向柱塞泵及其泵柱结构，通过设有的连接尾身、过盈配合槽、中心注油喷孔、油道、前导头、减重通道、遇油膨胀塞、前减重腔和后减重腔组合成泵柱结构，减小流量脉动，也减轻了柱塞的质量，使得惯性减少，同时在柱塞运动的过程中能够承受较高的反作用力。
2.本发明一种新型轴向柱塞泵及其泵柱结构，通过设有的位移传感器、封口套、第一密封套、法兰件、高精度气缸、单片机处理器、蜂鸣器和流量阀，用于调节变量轴向柱塞泵的排量，实时测量变量轴向柱塞泵的实际排量值，根据预设排量值与测量的实际排量值来控制高精度气缸，并实时反馈排量信息，依据差异来修正控制高精度气缸，从而实现对排量的动态反馈控制，提高了排量控制的精度。
3.本发明一种新型轴向柱塞泵及其泵柱结构，配油盘采用正封闭的形式，且缸体的窗口包角小于配油盘隔挡夹角，可有效的防止高低压油的串通而提高容积效率。
附图说明
图1为本发明剖视结构示意图一；
图2为本发明剖视结构示意图二；
图3为本发明缸体的结构示意图；
图4为本发明柱塞和滑靴头的结构示意图；
图5为本发明配油盘的结构示意图。
图中：1、前泵体；2、中间泵体；3、后泵体；4、密封端盖；5、前端封盖；6、斜盘变量头；7、轴销；8、回程盘；9、滑靴头；10、柱塞；11、缸体；12、弹簧件；13、球接头；14、配油盘；15、出油口；16、输出轴；17、活塞通道；18、活塞杆；19、位移传感器；20、封口套；21、第一密封套；22、法兰件；23、高精度气缸；24、单片机处理器；25、蜂鸣器；26、流量阀；27、滚珠轴承组件；28、花键槽；29、通孔位；30、吸油窗；31、排油窗；32、连接尾身；33、过盈配合槽；34、中心注油喷孔；35、油道；36、前导头；37、减重通道；38、遇油膨胀塞；39、前减重腔；40、后减重腔。
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。
请参阅图1-5，本发明提供了一种新型轴向柱塞泵及其泵柱结构的技术方案：
根据图1-5所示，包括前泵体1、中间泵体2和后泵体3，中间泵体2的两端分别与前泵体1和后泵体3装配连接，前泵体1内腔的一端固定安装有滚珠轴承组件27，滚珠轴承组件27的内部装配连接有输出轴16，中间泵体2的内部装配连接有配油盘14，配油盘14的一端装配有缸体11，缸体11通过轴承安装在中间泵体2的腔室中，缸体11的表面环形分布有多个通孔位29，缸体11的中部开设有花键槽28，多个通孔位29的内部均装配有柱塞10，输出轴16的一端穿过花键槽28并固定连接有弹簧件12，弹簧件12的一端连接有球接头13，球接头13的一端连接有回程盘8，回程盘8的表面安装有多个滑靴头9，滑靴头9与柱塞10对应配合连接，多个滑靴头9的一端均与设有的斜盘变量头6连接，前泵体1的底端开设有出油口15，出油口15的一端固定安装有流量阀26，后泵体3的顶端开设有活塞通道17，活塞通道17的内部安装有活塞杆18，活塞杆18的中部固定安装有位移传感器19，活塞杆18的一端穿过后泵体3并通过法兰件22连接有高精度气缸23，中间泵体2的顶端固定安装有单片机处理器24，单片机处理器24的顶端集成有蜂鸣器25。
多个柱塞10均包括连接尾身32和前导头36，连接尾身32的一端与前导头36固定连接，前导头36的中心处开设有油道35，连接尾身32的中部开设有前减重腔39和后减重腔40，前减重腔39的长度为后减重腔40长度的三分之一，前导头36的内部开设有两个减重通道37，两个减重通道37的内部均安装有遇油膨胀塞38，
为了减小流量脉动，选用奇数个柱塞10，且柱塞数10越多流量脉动越小，这里取9个柱塞(如图3所示)，
为了降低柱塞10的整体重量，在数量设计时，减重通道37为偶数数量，且需要以前导头36的中轴线作环形分布，这样做能够有效的降低运动过程产生的惯性，且减重通道37的长度以及直径选择依据以下公式：
直径：
dh＝(0.05～0.08)d，
这里的dh表示的是减重通道37的直径，d表示柱塞10的直径。
长度
L＝(0.6～0.75)d
这样既可以保证质量减轻，惯性减少，同时在柱塞10运动的过程中能够承受较高的反作用力；
多个滑靴头9的中部均开设有过盈配合槽33，过盈配合槽33的中部开设有中心注油喷孔34，能够保证滑靴头9通过过盈配合槽33与柱塞10的前导头36过盈配合连接，配油盘14的表面开设有吸油窗30和排油窗31，
其中：配油盘14采用正封闭的形式，且缸体11的窗口包角小于配油盘隔挡夹角，可有效的防止高低压油的串通而提高容积效率，但由于封闭角的存在，将会产生困油现象，当缸体11的窗口离开配油盘14的吸油窗30口时，因尚未达到上死点，故随着缸11的转动，柱塞10的腔容积继续增加但吸不上油，使柱塞10的腔内压力下降，以致出现气穴，当缸体11的窗口离开上死点后，柱塞10开始收缩，压力开始增大，直至与排油窗31相通时，压力突然增大，出现高峰值，以致出现液压冲击，缸体11的窗口离开排油窗31页也与上述同理，因此，配油盘的尺寸设计如下：
配油盘14的配油窗口分布圆直径一般取等于或小于柱塞分布圆直径
配油窗口包角
在吸排油窗口包角相等时，取
为避免吸油不足，配油盘14的配油窗口流速应满足
式中Qtb—泵理论流量；
F2—配油窗面积，
[υ0]—许用吸入流速，[υ0]＝2～3m/s。
由此可得
滚珠轴承组件27由两个滚珠轴承和一个滚子轴承组成，滚子轴承设置在两个滚珠轴承之间，具有良好的传动精度以及稳定性，能够保证输出轴16转动的稳定性，前泵体1的一端螺纹连接有前端封盖5，后泵体3的一端螺纹连接有密封端盖4，具有良好的密封性，且方便拆卸组装，活塞通道17的顶部处固定安装有第一密封套21和封口套20，第一密封套21和封口套20均与活塞杆18套设活动连接，提高密封效果，斜盘变量头6的中部安装有轴销7。
结合上述：
本发明通过设有的连接尾身、过盈配合槽、中心注油喷孔、油道、前导头、减重通道、遇油膨胀塞、前减重腔和后减重腔组合成泵柱结构，减小流量脉动，也减轻了柱塞的质量，使得惯性减少，同时在柱塞运动的过程中能够承受较高的反作用力，通过设有的位移传感器、封口套、第一密封套、法兰件、高精度气缸、单片机处理器、蜂鸣器和流量阀，用于调节变量轴向柱塞泵的排量，实时测量变量轴向柱塞泵的实际排量值，根据预设排量值与测量的实际排量值来控制高精度气缸，并实时反馈排量信息，依据差异来修正控制高精度气缸，从而实现对排量的动态反馈控制，提高了排量控制的精度。
排量控制的方法如下：
流量阀置于出油口处，当接通油路管道时，流量阀实时测量出油口的实际排量值，再通过线路反馈到单片机处理器，根据预设排量值与测量的实际排量值来控制高精度气缸，高精度气缸的伸缩量变化信息通过位移传感器传递到单片机处理器，并结合流量阀的实时反馈排量信息进行再处理，实现对油排量的动态反馈控制，提高了排量控制的精度。
本发明的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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 (10)
1.一种新型轴向柱塞泵，包括前泵体(1)、中间泵体(2)和后泵体(3)，其特征在于，所述中间泵体(2)的两端分别与前泵体(1)和后泵体(3)装配连接，所述前泵体(1)内腔的一端固定安装有滚珠轴承组件(27)，所述滚珠轴承组件(27)的内部装配连接有输出轴(16)，所述中间泵体(2)的内部装配连接有配油盘(14)，所述配油盘(14)的一端装配有缸体(11)，所述缸体(11)通过轴承安装在中间泵体(2)的腔室中，所述缸体(11)的表面环形分布有多个通孔位(29)，所述缸体(11)的中部开设有花键槽(28)，多个所述通孔位(29)的内部均装配有柱塞(10)，所述输出轴(16)的一端穿过花键槽(28)并固定连接有弹簧件(12)，所述弹簧件(12)的一端连接有球接头(13)，所述球接头(13)的一端连接有回程盘(8)，所述回程盘(8)的表面安装有多个滑靴头(9)，所述滑靴头(9)与所述柱塞(10)对应配合连接，多个所述滑靴头(9)的一端均与设有的斜盘变量头(6)连接，所述前泵体(1)的底端开设有出油口(15)，所述出油口(15)的一端固定安装有流量阀(26)，所述后泵体(3)的顶端开设有活塞通道(17)，所述活塞通道(17)的内部安装有活塞杆(18)，所述活塞杆(18)的中部固定安装有位移传感器(19)，所述活塞杆(18)的一端穿过后泵体(3)并通过法兰件(22)连接有高精度气缸(23)，所述中间泵体(2)的顶端固定安装有单片机处理器(24)，所述单片机处理器(24)的顶端集成有蜂鸣器(25)。
2.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵，其特征在于：多个所述柱塞(10)均包括连接尾身(32)和前导头(36)，所述连接尾身(32)的一端与前导头(36)固定连接，所述前导头(36)的中心处开设有油道(35)，所述连接尾身(32)的中部开设有前减重腔(39)和后减重腔(40)，所述前减重腔(39)的长度为后减重腔(40)长度的三分之一。
3.根据权利要求2所述的一种新型轴向柱塞泵，其特征在于：所述前导头(36)的内部开设有两个减重通道(37)，两个所述减重通道(37)的内部均安装有遇油膨胀塞(38)。
4.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵，其特征在于：多个所述滑靴头(9)的中部均开设有过盈配合槽(33)，所述过盈配合槽(33)的中部开设有中心注油喷孔(34)。
5.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵，其特征在于：所述配油盘(14)的表面开设有吸油窗(30)和排油窗(31)。
6.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵，其特征在于：所述滚珠轴承组件(27)由两个滚珠轴承和一个滚子轴承组成，所述滚子轴承设置在两个滚珠轴承之间。
7.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵，其特征在于：所述前泵体(1)的一端螺纹连接有前端封盖(5)，所述后泵体(3)的一端螺纹连接有密封端盖(4)。
8.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵，其特征在于：所述活塞通道(17)的顶部处固定安装有第一密封套(21)和封口套(20)，所述第一密封套(21)和封口套(20)均与活塞杆(18)套设活动连接。
9.根据权利要求1所述的一种新型轴向柱塞泵，其特征在于：所述斜盘变量头(6)的中部安装有轴销(7)。
10.一种新型轴向柱塞泵的泵柱结构，其特征在于：所述泵柱结构包括多个滑靴头(9)与多个柱塞(10)，所述滑靴头(9)的数量与柱塞(10)的数量相等，多个所述滑靴头(9)与对应的柱塞(10)过盈配合连接。
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