CN201526518U - 单作用叶片式液压变压器 - Google Patents

Abstract

一种单作用叶片式液压变压器包括单作用变量部件、单作用定量部件、壳体、右端盖、旋转轴、左端盖等，其特征在于，单作用变量部件与单作用定量部件共用同一根旋转轴，旋转轴左右两端通过滑动轴承安装在左、右端盖上，单作用变量部件的转子与旋转轴的左半轴通过平键配合联接，单作用定量部件的转子与旋转轴的右半轴通过平键配合联接，单作用变量部件与单作用定量部件安装在同一个壳体内，右端盖、左端盖通过螺栓固定在壳体上。本实用新型的有益效果是能以无节流损失的方式将恒压网络系统压力调整为负载压力变化范围内的任一值，可应用于低压液压系统中，以扩大液压变压器的应用范围，丰富液压变压器的品种。

Description

单作用叶片式液压变压器

(一)技术领域

本实用新型涉及一种液压变压器，具体地说是一种单作用叶片式液压变压器，属机械领域。

(二)背景技术

液压变压器是指在液压传动中实现压力转换的一种液压元件。液压变压器可以把给定压力下的输入液压能高效率地转换为另一种压力下的输出液压能，使用它可以实现多负载在恒压网络中互不相关的控制，还会使能量逆向流动，不仅可以无节流损失地驱动直线负载，而且还可以驱动旋转负载。

现有的液压变压器基本上都是柱塞式结构，其工作压力高，在20Mpa以上，流量范围大，一般用于高压、大流量液压系统中，在中、低压液压系统中使用，效率很低，而且柱塞式液压变压器结构复杂、加工精度高，对油污染敏感，滤油精度要求高，价格较昂贵，因此使得液压变压器的应用范围受到了很大的限制。

(三)发明内容

本实用新型的技术任务是针对现有技术的不足，提供了一种结构紧凑、流量均匀、噪声小、运转精度高且平稳，可应用于低压液压系统的单作用叶片式液压变压器，以丰富液压变压器的种类，扩大液压变压器的应用范围。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案：

一种单作用叶片式液压变压器包括单作用单作用变量部件、单作用定量部件、壳体、右端盖、旋转轴、左端盖等；单作用单作用变量部件与单作用定量部件共用同一根旋转轴，旋转轴左右两端通过滑动轴承安装在左、右端盖上，单作用单作用变量部件的转子与旋转轴的左半轴通过平键配合联接，单作用定量部件的转子与旋转轴的右半轴通过平键配合联接，单作用变量部件与单作用定量部件安装在同一个壳体内，右端盖、左端盖通过螺栓固定在壳体上。

所述的单作用叶片式液压变压器，单作用变量部件包括转子、定子、叶片、旋转轴、变量活塞、变量油缸端盖、上端盖、上压板、下压板、滚柱和配流盘等；转子的中心是固定的，定子的中心可左右移动；转子的宽度比定子的宽度稍小，转子安装在定子内，叶片的一端放入转子的叶片槽内，另一端与定子的内表面接触，叶片沿转子径向安置；变量活塞的活塞杆右端头与定子的外表面固定在一起，变量活塞的壳体是在液压变压器的壳体上加工制成的，变量活塞、变量油缸端盖和壳体构成变量油缸，变量油缸端盖通过螺栓固定在壳体上；上端盖通过螺栓固定在壳体上，上压板通过螺栓联接在上端盖上，下压板与定子的外表面配合接触，滚柱安装在上压板和下压板之间，滚柱与上压板的下表面和下压板的上表面配合接触；左、右配流盘安装在旋转轴上，并紧压在定子的两个侧面上。

所述的单作用叶片式液压变压器，单作用定量部件包括楔形板、转子、定子、叶片和配流盘等；转子的中心与定子的中心都是固定的，转子中心与定子中心不重合，有一定的偏心距；楔形板左侧面与壳体内表面配合接触，楔形板右侧面与定子外表面配合接触；转子的宽度比定子的宽度稍小，转子安装在定子内，叶片的一端放入转子的叶片槽内，另一端与定子的内表面接触，叶片沿转子径向安置；左、右配流盘安装在旋转轴上，并紧压在定子的两个侧面上。

所述的单作用叶片式液压变压器，单作用变量部件的上油口为单作用叶片式液压变压器的进油口，进油口与恒压网络系统的高压油路连接，单作用定量部件的上油口为单作用叶片式液压变压器的出油口，出油口与负载端连接，进油口与出油口大小相同，单作用变量部件的下油口与单作用定量部件的下油口连接在一起，成为单作用叶片式液压变压器一个油口，该油口与油箱连接，该油口大于进油口与出油口。

本实用新型的一种单作用叶片式液压变压器与现有技术相比，所产生的有益效果是：

(1)本实用新型能以无节流损失的方式将恒压网络系统压力调整为负载压力变化范围内的任一值。

(2)本实用新型可应用于低压液压系统中，即7Mpa以下的液压系统中，扩大了液压变压器的应用范围，丰富了液压变压器的品种。

(3)本实用新型体积小、重量轻、转动惯量小，动态响应快，控制性能好。

(4)本实用新型可以向负载输出能量，也可以从负载向蓄能器回收能量。

(四)附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构简图

图2是本实用新型的的A-A视图

图3是本实用新型的的B-B视图

图4是本实用新型的油口连接形式示意图

图5是本实用新型的变压原理示意图

图中：1.单作用变量部件，2.单作用定量部件，3.壳体，4.右端盖，5.旋转轴，6.左端盖，7.变量活塞，8.变量油缸端盖，9、21.定子，10、19.转子，11、20.叶片，12.上端盖，13.上压板，14.滚柱，15.下压板，16、17、22、23.配流盘，18.楔形板

(五)具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作以下详细地说明。

如图1、2、3所示，本实用新型所述的单作用叶片式液压变压器主要由单作用变量部件1、单作用定量部件2、壳体3、右端盖4、旋转轴5、左端盖6等组成；单作用变量部件1与单作用定量部件2共用同一根旋转轴5，旋转轴5左右两端通过滑动轴承安装在左端盖6和右端盖4上，单作用变量部件1的转子10与旋转轴5的左半轴通过平键配合联接，单作用定量部件2的转子19与旋转轴5的右半轴通过平键配合联接，单作用变量部件1与单作用定量部件2安装在同一个壳体3内，右端盖4、左端盖6通过螺栓固定在壳体3上。

单作用变量部件1主要由旋转轴5、转子10、定子9、叶片11、变量活塞7、变量油缸端盖8、上端盖12、上压板13、下压板15、滚柱14和配流盘16、17等组成，转子10的中心是固定的，定子9的中心可左右移动；转子10的宽度比定子9的宽度稍小，转子10安装在定子9内，叶片11的一端放入转子10的叶片槽内，另一端与定子9的内表面接触，叶片11沿转子10径向安置(即安放角为零)，在恒压网络系统中高压油的作用下，转子10可带动旋转轴5旋转；变量活塞7的活塞杆右端头与定子9的外表面固定在一起，变量活塞7的壳体是在壳体3上加工制成的，变量活塞7、变量油缸端盖8和壳体3构成变量油缸，变量油缸端盖8通过螺栓固定在壳体3上，变量活塞7的活塞杆可推动定子9左右移动，改变转子10与定子9的偏心距的大小和方向，从而使单作用变量部件1实现变量；上端盖12通过螺栓固定在壳体3上，上压板13通过螺栓联接在上端盖12上，下压板15与定子9的外表面配合接触，滚柱14安装在上压板13和下压板15之间，滚柱14与上压板13的下表面和下压板15的上表面配合接触，下压板15可随定子9左右移动；配流盘16、17安装在旋转轴5上，并紧压在定子9的左右两个侧面上。

单作用定量部件2主要由旋转轴5、楔形板18、转子19、定子21、叶片20和配流盘22、23等组成；转子19的中心与定子21的中心都是固定的，转子19的中心与定子21的中心不重合，有一定的偏心距；楔形板18左侧面与壳体3内表面配合接触，楔形板18右侧面与定子21外表面配合接触；转子19的宽度比定子21的宽度稍小，转子19安装在定子21内，叶片20的一端放入转子19的叶片槽内，另一端与定子21的内表面接触，叶片20沿转子19径向安置；配流盘22、23安装在旋转轴5上，并紧压在定子21的左右两个侧面上；由旋转轴5带动转子19旋转，输出压力油。

如图4所示，所述的单作用叶片式液压变压器的单作用变量部件1与单作用叶片式二次元件的结构、功能相似，单作用变量部件1可以看作为一个单作用叶片式二次元件；所述的单作用叶片式液压变压器的单作用定量部件2与定量单作用叶片马达的结构、功能相似，单作用定量部件2可以看作为一个定量单作用叶片马达；于是，所述的单作用叶片式液压变压器可以看作是由二次元件和定量马达同轴刚性联接而成的，单作用变量部件1的上油口为单作用叶片式液压变压器的进油口M，进油口M与恒压网络系统的高压油路连接，单作用定量部件2的上油口为单作用叶片式液压变压器的出油口N，出油口N与负载端连接，进油口M与出油口N大小相同，单作用变量部件1的下油口与单作用定量部件2的下油口连接在一起，成为单作用叶片式液压变压器一个油口O，油口O与油箱连接，油口O一方面向液压变压器补充油液，另一方面将多余的油液和液压变压器内泄漏产生的油液流回油箱，油口O大于进油口M与出油口N。

如图5所示，在恒压网络压力p₁的作用下，单作用变量部件1产生的主动转矩为：

$T_1=\frac{V_1}{2\mathrm{\π}}(p_1-p_0)$

单作用定量部件2产生的阻力转矩为：

$T_2=-\frac{V_2}{2\mathrm{\π}}(p_2-p_0)$

式中：V₁、V₂是单作用变量部件1、单作用定量部件2的排量，p₁、p₂是液压变压器进、出油口处的压力，p₀是油箱处的压力，通常p₀＝0。

忽略单作用变量部件1与单作用定量部件2之间的摩擦阻力矩，当T₁+T₂＝O时，液压变压器处于平衡状态，此时液压变压器进、出油口之间的压力比为：

$\mathrm{\λ}=\frac{p_2}{p_1}=\frac{V_1}{V_2}---\left(1\right)$

式中：λ为变压比。

由以上推导可以看出，变压比是液压变压器进、出口压力的比值，它也等于相应排量的反比。这里压力p₁是恒压网络的压力，它为定值，而压力p₂取决定于负载，因此所述的单作用叶片式液压变压器的变压实质上是调节排量V₁/V₂的值，由于单作用定量部件2的排量V₂是一个固定值，所以工作中是通过调节单作用变量部件1的排量V₁来满足负载变化的需要。

所述的单作用叶片式液压变压器不工作时，单作用变量部件1与单作用定量部件2的转子均静止不动，单作用变量部件1的定子处在初始位置(零点)，此时，转子10的中心与定子9的中心重合，偏心距为零，单作用变量部件1的排量V₁为零，由公式(1)可知，变压比λ等于零。

所述的单作用叶片式液压变压器工作时，为适应负载的变化，在变量油缸的作用下，单作用变量部件1的定子9向左或向右移动，转子10与定子9的偏心距的大小和方向不断变化，单作用变量部件1的排量V₁也不断变化，由公式(1)可知，变压比λ就随之改变，实现变压，满足负载变化的需要。

所述的单作用叶片式液压变压器的单作用变量部件1的转子10与定子9的偏心距的大小和方向由变量活塞的位移决定，变量活塞的位移可由电液伺服(比例)阀和位置传感器控制。工作中，由位置传感器检测变量活塞的位移，反馈给控制器，由控制器发出指令给电液伺服(比例)阀，调节变量活塞的位移(大小和方向)。

Claims (4)

1.一种单作用叶片式液压变压器包括单作用变量部件(1)、单作用定量部件(2)、壳体(3)、右端盖(4)、旋转轴(5)、左端盖(6)；其特征在于，单作用变量部件(1)与单作用定量部件(2)共用同一根旋转轴(5)，旋转轴(5)左右两端通过滑动轴承安装在左端盖(6)和右端盖(4)上，单作用变量部件(1)的转子(10)与旋转轴(5)的左半轴通过平键配合联接，单作用定量部件(2)的转子(19)与旋转轴(5)的右半轴通过平键配合联接，单作用变量部件(1)与单作用定量部件(2)安装在同一个壳体(3)内，右端盖(4)、左端盖(6)通过螺栓固定在壳体(3)上。

2.根据权利要求1所述的单作用叶片式液压变压器，其特征在于，单作用变量部件(1)包括旋转轴(5)、转子(10)、定子(9)、叶片(11)、变量活塞(7)、变量油缸端盖(8)、上端盖(12)、上压板(13)、下压板(15)、滚柱(14)和配流盘(16、17)；转子(10)的中心是固定的，定子(9)的中心可左右移动，转子(10)的宽度比定子(9)的宽度稍小，转子(10)安装在定子(9)内，叶片(11)的一端放入转子(10)的叶片槽内，另一端与定子(9)的内表面接触，叶片(11)沿转子(10)径向安置，变量活塞(7)的活塞杆右端头与定子(9)的外表面固定在一起，变量活塞(7)的壳体是在壳体(3)上加工制成的，变量油缸端盖(8)通过螺栓固定在壳体(3)上，上端盖(12)通过螺栓固定在壳体(3)上，上压板(13)通过螺栓联接在上端盖(12)上，下压板(15)与定子(9)的外表面配合接触，滚柱(14)安装在上压板(13)和下压板(15)之间，滚柱(14)与上压板(13)的下表面和下压板(15)的上表面配合接触，配流盘(16、17)安装在旋转轴(5)上，并紧压在定子(9)的左右两个侧面上。

3.根据权利要求1所述的单作用叶片式液压变压器，其特征在于，单作用定量部件(2)包括旋转轴(5)、楔形板(18)、转子(19)、定子(21)、叶片(20)和配流盘(22、23)；转子(19)的中心与定子(21)的中心都是固定的，转子(19)的中心与定子(21)的中心不重合，有一定的偏心距，楔形板(18)左侧面与壳体(3)内表面配合接触，楔形板(18)右侧面与定子(21)外表面配合接触，转子(19)的宽度也比定子(21)的宽度稍小，转子(19)安装在定子(21)内，叶片(20)的一端放入转子(19)的叶片槽内，另一端与定子(21)的内表面接触，叶片(20)沿转子(19)径向安置，配流盘(22、23)安装在旋转轴(5)上，并紧压在定子(21)的左右两个侧面上。

4.根据权利要求1所述的单作用叶片式液压变压器，其特征在于，单作用变量部件(1)的上油口为单作用叶片式液压变压器的进油口(M)，进油口(M)与恒压网络系统的高压油路连接，单作用定量部件(2)的上油口为单作用叶片式液压变压器的出油口(N)，出油口(N)与负载端连接，进油口(M)与出油口(N)大小相同，单作用变量部件(1)的下油口与单作用定量部件(2)的下油口连接在一起，成为单作用叶片式液压变压器一个油口(O)，油口(O)与油箱连接，油口(O)大于进油口(M)与出油口(N)。

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