CN201096061Y - 50MPa自补式电液比例控制轴向柱塞变量泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种50MPa自补式电液比例控制轴向柱塞变量泵，以解决现有轴向柱塞变量泵存在的配流盘偏磨造成柱塞与柱塞孔侧向力过大，整个泵内脏摩擦副磨损快，容积效率低的问题。它由壳体、斜盘、转子、柱塞、连杆滑靴、配流盘、回程盘、补油泵、泵盖、变量机构和电液比例调速阀组成，壳体中部装有转子，转子沿轴向装有扣压连接的柱塞和连杆滑靴，连杆滑靴通过回程盘压在斜盘表面上，在泵体上装有变量机构和电液比例调速阀可控制斜盘的摆角，从而控制泵的变量。配流盘高压窗口开有双三角槽，在三角槽尖部开有小圆孔，在配流盘表面上开有静压槽，静压槽内开有小孔，并与高压窗口相通。本实用新型具有体积小、压力高、性能指标高、噪声低的特点。

Description

50MPa自补式电液比例控制轴向柱塞变量泵

技术领域  本实用新型涉及一种液压、机械、电子控制技术领域，具体的说是一种50Mpa自补式电液比例控制轴向柱塞变量泵。

背景技术  目前世界上只有日本小松公司和丹麦有超高压泵，它属于超高压中排量轴向柱塞泵，其结构特征和主要技术性能指标是：体积小、结构简单、工艺性较复杂，压力可达45Mpa至50Mpa，转速为2500r.p.m，噪声为78dB，总效率为86％，寿命为4000-5000h。由于应用广泛，又是能使行走机械设备整体装备减小体积的动力源，所以世界各国如美国、英国、韩国、中国和欧洲一些国家大部分从日本小松公司和丹麦进口。我国挖掘机、推土机等机械装备小型化，急需大量这种动力源，尤其是军事工业、石油机械和轧钢设备等，每年进口量高达12万台左右，并且有大幅快速增长的趋势，目前我国还没有这种产品，还要长期依赖进口，然而不仅进口价格高达60000元/台，维修费用也高达几倍价格，进口周期长，严重影响生产的发展。

国内现有的高压泵和国外超高压轴向柱塞泵，都存在配流盘和转子摩擦付偏磨，而导致柱塞、回程盘和斜盘损坏，尤其是配流盘偏磨导致柱塞往复运动过程对中性更差，造成柱塞与柱塞孔侧向力过大，整个泵内脏摩擦付磨损快，容积效率低，寿命短等缺陷。

实用新型内容  本实用新型的目的是提供一种50Mpa自补式电液比例控制轴向柱塞变量泵，以解决现有轴向柱塞变量泵存在的配流盘偏磨造成柱塞与柱塞孔侧向力过大，整个泵内脏摩擦付磨损快，容积效率低的问题。

本实用新型由壳体、斜盘、转子、柱塞、连杆滑靴、配流盘和泵盖组成密封工作容积，斜盘装在壳体左端斜盘座上与传动轴有一倾角γ，通过传动轴上的花键与转子内孔花键相连，转子的柱塞孔中装有9个柱塞，每个柱塞端部与连杆滑靴头部扣压连接，连杆滑靴通过回程盘压在斜盘的表面上，在泵盖上设有一补油泵，通过传动轴端部平键与补油泵连接，在泵体上装有变量机构，变量机构与电液比例调速阀相连，在传动轴上安一中心弹簧，中心弹簧压在转子内孔一端，使转子紧紧压向配流盘的表面；所述配流盘的高压窗口一端开有双三角槽，在双三角槽尖部开有小圆孔，在配流盘表面开有环形静压槽，在静压槽内开有与高压窗口6.6相通的小孔。

本实用新型对于泵的主要摩擦付转子与配流盘采取了静压平衡技术和压力及间隙补偿技术，使转子在旋转过程中与配流盘表面始终有油膜润滑，同时减小了转子与柱塞的侧向力，其主要技术性能指标可达到：压力50Mpa，转速2500r.p.m，噪音76dB，总效率86％，寿命6000h以上，动态响应时间(40-60)ms。与国外同类产品比，技术指标达到部分指标高于国外同类产品的先进水平，不仅泵的工作寿命长，而且使系统的工作效率得到大大提高，因而应用场合更加广泛，对于挖掘机、推土机、吊车、消防、石油化工机械、船舶、重型机械、水力电力工程、钢铁工业、注塑机械和各种机械设备等，都急需这种超高压轴向柱塞变量泵。据初步统计，我国每年要生产4-5万台，每年能节资和创汇25亿多元，并且可以逐渐占领国际市场，前景广阔。

本实用新型具有体积小、压力高、性能指标高、噪声低的特点。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型配流盘的结构示意图；

图3是图2中沿A-A线的剖视图；

图4是图2中沿B-B线的剖视图；

图5是图2的右视图；

图6是本实用新型柱塞的结构示意图；

图7是本实用新型连杆滑靴的结构示意图；

图8是图7的侧视图。

具体实施方式  如图1所示，本实用新型由壳体1、斜盘2、转子3、柱塞4、连杆滑靴5、配流盘6和泵盖7组成密封工作容积，斜盘2装在壳体1左端斜盘座12上与传动轴8有一倾角γ，由变量机构18控制斜盘摆角，通过传动轴8上的花键与转子3内孔花键相连，转子3的柱塞孔中装有9个柱塞4，每个柱塞4端部与连杆滑靴5头部扣压连接，连杆滑靴5通过回程盘17压在斜盘2的表面上，在泵盖7上设有一补油泵9，通过传动轴8端部平键与补油泵9连接，并在泵盖7上设有吸排油口，泵盖7与泵体用螺钉联接，在泵体1上装有变量机构18，变量机构18与电液比例调速阀11相连，电液比例调速阀11和变量机构18可控制斜盘2的摆角，从而控制泵的变量，这种变量机构不仅控制精度高、响应时间短，而且使整个泵结构紧凑，径向尺寸小。在传动轴8上安一中心弹簧10，使转子和配流盘有一定予压紧力，并且通过中心弹簧垫调整予压紧力的大小。中心弹簧10压在转子3内孔一端，使转子3紧紧压向配流盘6的表面，当传动轴8旋转时带动转子3旋转，此时柱塞4伸出，补油泵9排出油通过配流盘6吸油口进入柱塞4底部为主泵吸油，当传动轴8继续旋转，柱塞4向转子3内孔压回时，柱塞4底部的油通过配流盘6排油窗口到泵盖7上的排油口排出，这样当转子3旋转一周时，就形成吸、排油一次，即该泵的排量，该泵的流量是Q＝nq，补油泵9的补油压力根据柱塞需要的供油压力确定，多余的油自动返回吸油口。主泵排出的流量由比例调速阀11调定，因此该泵在一定流量范围内可以通过比例调速阀11调节泵的流量，并实现计算机控制系统所需的流量和压力的大小。回程盘17在中心球头19的作用下使柱塞4、连杆滑靴5通过回程盘17压在斜盘2表面上，转子3右端面与配流盘摩擦付，采用球面配流结构，这样不仅使转子运转平稳，而且减小转子的颠覆力矩，同时也减小转子的径向载荷和柱塞的侧向力。

如图2～图5所示，配流盘的高压窗口6.6的一端开有双三角槽6.1，在双三角槽尖部开有小圆孔6.2，在配流盘6表面开有环形静压槽6.3，在静压槽6.3内开有与高压窗口6.6相通的小孔6.4。

小孔6.4相通处装有可调阻尼器6.5。这样当转子3工作过程，外负载变化时，转子3与配流盘6这对摩擦付的反推力可控制，即外负载变化反推力也变化，转子3与配流盘6这对关键摩擦付进行压力和间隙补偿，始终保持摩擦付之间有一定的油膜润滑，由此可控制配流盘对转子的反推力，从而达到理想的压紧力系数，达到高性能、超高压的性能指标要求。不仅实现超高压，而且降低泵的噪声和工作温度，提高了泵的寿命。

如图6所示，柱塞4底部设有φ13.6×45空心的内孔4.1，减小柱塞的重量，从而减小对转子的惯性力矩。连杆滑靴5与球头连杆做成一体，减小柱塞对转子的侧向力。在柱塞4头部装有φ0.8与内孔4.1相通的可调阻尼器4.2，以控制连杆滑靴5对斜盘压紧力的大小。

柱塞4头部设有2.5×30°的倒角4.3，该结构使柱塞球窝与连杆滑靴球头扣压连接可靠、灵活自如。

如图7～图8所示，在连杆滑靴5端面注渗有抗磨材料5.1，在连杆滑靴5上开有两道1×0.5的环形静压平衡槽5.2，这样压力油通过柱塞4内孔4.1再通过柱塞上的阻尼器4.2进入连杆滑靴5静压平衡槽5.2内，这样柱塞4、连杆滑靴5对斜盘2的压紧力，由斜盘2对连杆滑靴5的反推力来控制，即静压平衡槽5.2的大小可控制连杆滑靴5的反推力的大小，以保证连杆滑靴5和斜盘2这对摩擦付有良好的油膜润滑，大幅值减小连杆滑靴5与斜盘的磨损从而减小泵的噪声，即可降到76dB以下，大幅度减小了磨损和发热，泵的寿命可提高6000小时以上，国际同类泵的寿命为5000小时以下。

本实用新型在泵盖上设有补油泵，该泵供给主泵流量，这样就解决了超高压轴向柱塞在高转速下吸油不足的问题，从而提高超高压泵的性能指标。

本实用新型50Mpa自补式电液比例轴向柱塞变量泵控制形式有：恒压控制、伺服控制、恒功率控制和电液比例控制等多种形式。

本实用新型超高压轴向柱塞变量泵主要摩擦付材料有：转子的配流端面采用海军铜烧结技术高耐磨材料；配流盘配流表面采用等离子注渗碳化钨材料；连杆滑靴端面和球头采用喷涂海军铜材料；柱塞采用等离子注渗碳化钨材料；斜盘采用等离子注渗碳化钨材料。

Claims (5)

1、一种50Mpa自补式电液比例控制轴向柱塞变量泵，由壳体、斜盘、转子、柱塞、连杆滑靴、配流盘和泵盖组成密封工作容积，斜盘装在壳体左端斜盘座上与传动轴有一倾角γ，通过传动轴上的花键与转子内孔花键相连，转子的柱塞孔中装有9个柱塞，每个柱塞端部与连杆滑靴头部扣压连接，连杆滑靴通过回程盘压在斜盘的表面上，在泵盖上设有一补油泵，通过传动轴端部平键与补油泵连接，在泵体上装有变量机构，变量机构与电液比例调速阀相连，在传动轴上安一中心弹簧，中心弹簧压在转子内孔一端，使转子紧紧压向配流盘的表面；其特征在于：所述配流盘(6)的高压窗口一端开有双三角槽(6.1)，在双三角槽尖部开有小圆孔(6.2)，在配流盘(6)表面开有环形静压槽(6.3)，在静压槽(6.3)内开有与高压窗口(6.6)相通的小孔(6.4)。

2、根据权利要求1所述的50Mpa自补式电液比例控制轴向柱塞变量泵，其特征在于：所述小孔(6.4)相通处装有可调阻尼器(6.5)。

3、根据权利要求2所述的50Mpa自补式电液比例控制轴向柱塞变量泵，其特征在于：所述柱塞(4)底部设有空心的内孔(4.1)，在柱塞(4)头部装有与内孔(4.1)相通的可调阻尼器(4.2)。

4、根据权利要求3所述的50Mpa自补式电液比例控制轴向柱塞变量泵，其特征在于：所述柱塞(4)头部设有倒角(4.3)。

5、根据权利要求4所述的50Mpa自补式电液比例控制轴向柱塞变量泵，其特征在于：在所述连杆滑靴(5)端面注渗有抗磨材料(5.1)，在连杆滑靴(5)端面上开有两道环形静压平衡槽(5.2)。

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