CN201526521U - 手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器 - Google Patents

Abstract

一种手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器包括壳体、旋转轴、左端盖、配流盘、定子、转子、上端盖、右端盖、叶片、预紧力调整螺钉、偏心调整螺钉、螺母、预紧弹簧、变量柱塞等；其特征在于，两组转子的中心是固定的，定子的中心可处在转子中心的左侧或右侧，叶片沿转子径向安置，转子通过平键与旋转轴配合联接，一个定子的右表面与变量柱塞的左端接触，左表面与滑座的右端与接触，另一个定子的左表面与变量柱塞的右端接触，右表面与滑座的左端与接触，配流盘安装在旋转轴上，并紧压在定子的左右两个侧面上，旋转轴左右两端通过滑动轴承安装在左、右端盖上，上端盖、左端盖、右端盖通过螺栓固定在壳体上。

Description

手动控制的双变量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，具体地说是一种手动控制的双变量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、性能可靠且平稳，应用于变压不频繁或野外作业的低压液压系统的手动控制的双变量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：

一种手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器包括壳体、左端盖、旋转轴、配流盘、转子、定子、叶片、下压板、滚柱、上压板、上端盖、右端盖、左盖板、右盖板、预紧力调整螺钉、偏心调整螺钉、螺母、弹簧座、预紧弹簧、滑座、变量柱塞等。一组转子的中心是固定的，定子的中心可处在转子中心的左侧或右侧，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，转子通过平键与旋转轴的左半轴配合联接；变量柱塞的左端与定子的右表面接触，变量柱塞的右端与偏心调整螺钉的左端头接触，变量柱塞安装在壳体中，偏心调整螺钉安装在右盖板中，并通过一个螺母紧固在右盖板上，右盖板通过螺栓安装在壳体上；滑座的右端与定子的左表面接触，滑座安装在壳体中，预紧弹簧的一端放入滑座中，预紧弹簧的另一端安置在弹簧座上，弹簧座与预紧力调整螺钉的右端头接触，预紧力调整螺钉安装在左盖板中，并通过另一个螺母紧固在左盖板上，左盖板通过螺栓安装在壳体上；转子的中心与定子的中心重合时预紧弹簧有一定大小的预紧力；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，配流盘安装在旋转轴上，并紧压在定子的左右两个侧面上。另一组转子的中心也是固定的，定子的中心可处在转子中心的左侧或右侧，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，转子通过平键与旋转轴的右半轴配合联接；变量柱塞的右端与定子的左表面接触，变量柱塞的左端与偏心调整螺钉的右端头接触，变量柱塞安装在壳体中，偏心调整螺钉安装在左盖板中，并通过一个螺母紧固在左盖板上，左盖板通过螺栓安装在壳体上；滑座的左端与定子的右表面接触，滑座安装在壳体中，预紧弹簧的一端放入滑座中，预紧弹簧的另一端安置在弹簧座上，弹簧座与预紧力调整螺钉的左端头接触，预紧力调整螺钉安装在右盖板中，并通过另一个螺母紧固在右盖板上，右盖板通过螺栓安装在壳体上；转子的中心与定子的中心重合时预紧弹簧有一定大小的预紧力；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，配流盘安装在旋转轴上，并紧压在定子的左右两个侧面上。旋转轴的左、右两端通过滑动轴承安装在左端盖和右端盖上，上端盖、右端盖、左端盖通过螺栓固定在壳体上。

本实用新型的手动控制的双变量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，维护简便，性能可靠，动态响应快。

(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.壳体，2.左端盖，3.旋转轴，4、10、12、18.配流盘，5、17.转子，6、16.定子，7、13.下压板，8、14.滚柱，9、15.上压板，11.上端盖，19.右端盖，20、31.左盖板，21、40.预紧力调整螺钉，22、28、33、39.螺母，23、38.弹簧座，24、37.预紧弹簧，25、36.滑座，26、35.叶片，27、34.变量柱塞，29、32.偏心调整螺钉，30、41.右盖板

(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，本实用新型所述的手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器主要由壳体1、左端盖2、旋转轴3、配流盘4、10、12、18和转子5、17与定子6、16及上端盖11、下压板7、13和滚柱8、14与上压板9、15及右端盖19、左盖板20、31与预紧力调整螺钉21、40和螺母22、28、33、39及弹簧座23、38和预紧弹簧24、37与滑座25、36及变量柱塞27、34和叶片26、35与偏心调整螺钉29、32及右盖板30、41等组成；转子5的中心是固定的，定子6的中心可向左或向右移动，定子6的中心可处在转子5中心的左侧或右侧，转子5的宽度比定子6的宽度稍小，转子5安装在定子6内，叶片26的一端放入转子5的叶片槽内，另一端与定子6的内表面接触，叶片26沿转子5径向安置(即安放角为零)，转子5与旋转轴3的左半轴通过平键配合联接，在恒压网络系统中高压油的作用下，转子5可带动旋转轴3旋转；变量柱塞27的左端与定子6的右表面接触，变量柱塞27的右端与偏心调整螺钉29的左端头接触，变量柱塞27安装在壳体1中，偏心调整螺钉29安装在右盖板30中，并通过螺母28紧固在右盖板30上，右盖板30通过螺栓安装在壳体1上，通过旋转偏心调整螺钉29可带动变量柱塞27左右移动，滑座25的右端与定子6的左表面接触，滑座25安装在壳体1中，预紧弹簧24的一端放入滑座25中，预紧弹簧24的另一端安置在弹簧座23上，弹簧座23与预紧力调整螺钉21的右端头接触，预紧力调整螺钉21安装在左盖板20中，并通过螺母22紧固在左盖板20上，左盖板20通过螺栓安装在壳体1上，通过旋转预紧力调整螺钉21可调整预紧弹簧24的预紧力，不工作时，转子5的中心与定子6的中心重合(此位置称为初始位置)，此时预紧弹簧24有一定大小的预紧力，工作时，顺时针或逆时针旋转偏心调整螺钉29可带动变量柱塞27向左或向右移动，从而带动定子6向左或向右移动，改变转子5与定子6偏心距的大小和方向实现变量；上压板9通过螺栓联接在上端盖11上，下压板7与定子6的外表面配合接触，滚柱8安装在上压板9和下压板7之间，滚柱8与上压板9的下表面和下压板7的上表面配合接触，下压板7可随定子6左右移动，配流盘4、10安装在旋转轴3上，并紧压在定子6的左右两个侧面上；转子17的中心也是固定的，定子16的中心可向左或向右移动，定子16的中心可处在转子17中心的左侧或右侧，转子17的宽度比定子16的宽度稍小，转子17安装在定子16内，叶片35的一端放入转子17的叶片槽内，另一端与定子16的内表面接触，叶片35沿转子17径向安置，转子17与旋转轴3的左半轴通过平键配合联接，由旋转轴3带动转子17旋转，输出压力油；变量柱塞34的右端与定子16的左表面接触，变量柱塞34的左端与偏心调整螺钉32的右端头接触，变量柱塞34安装在壳体1中，偏心调整螺钉32安装在左盖板31中，并通过螺母33紧固在左盖板31上，左盖板31通过螺栓安装在壳体1上，通过旋转偏心调整螺钉32可带动变量柱塞34左右移动，滑座36的左端与定子16的右表面接触，滑座36安装在壳体1中，预紧弹簧37的一端放入滑座36中，预紧弹簧37的另一端安置在弹簧座38上，弹簧座38与预紧力调整螺钉40的左端头接触，预紧力调整螺钉40安装在右盖板41中，并通过螺母39紧固在右盖板41上，右盖板41通过螺栓安装在壳体1上，通过旋转预紧力调整螺钉40可调整预紧弹簧37的预紧力，不工作时，转子17的中心与定子16的中心重合(此位置称为初始位置)，此时预紧弹簧37有一定大小的预紧力，工作时，顺时针或逆时针旋转偏心调整螺钉32可带动变量柱塞34向左或向右移动，从而带动定子16向左或向右移动，改变转子17与定子16偏心距的大小和方向实现变量；上压板15通过螺栓联接在上端盖11上，下压板13与定子16的外表面配合接触，滚柱14安装在上压板15和下压板13之间，滚柱14与上压板15的下表面和下压板13的上表面配合接触，下压板13可随定子16左右移动，配流盘12、18安装在旋转轴3上，并紧压在定子16的左右两个侧面上；旋转轴3的左、右两端通过滑动轴承安装在左端盖2和右端盖19上，上端盖11、右端盖19、左端盖2通过螺栓固定在壳体1上。

由旋转轴3、转子5、定子6、叶片26、转子5、定子6、上端盖11、下压板7、滚柱8、上压板9、左盖板20、预紧力调整螺钉21、配流盘4、10和螺母22、28及弹簧座23、预紧弹簧24、滑座25、变量柱塞27、偏心调整螺钉29、右盖板30等组成变量部件42，由旋转轴3、转子17、定子16、上端盖11、下压板13、滚柱14、上压板15、左盖板31、预紧力调整螺钉40、配流盘12、18和螺母33、39及弹簧座38、预紧弹簧37、滑座36、变量柱塞34、叶片35、偏心调整螺钉32、右盖板41等组成变量部件43；如图4所示，所述的手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器的变量部件42和变量部件43与单作用叶片式二次元件的结构、功能相似，变量部件42和变量部件43可以看作为一个单作用叶片式二次元件；于是，所述的手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器可以看作是由两个二次元件同轴刚性联接而成的，变量部件42的左上油口为手动控制的双变量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端连接，变量部件43的右上油口为手动控制的双变量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，变量部件42的下油口与变量部件43的下油口连接在一起，成为手动控制的双变量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p₀的作用下，变量部件42产生的主动转矩为：

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

变量部件43产生的阻力转矩为：

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

式中：V₁、V₂是变量部件42、变量部件43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。

忽略变量部件42与变量部件43之间的摩擦阻力矩，当T₁+T₂＝0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，因此所述的手动控制的双变量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，所以工作中可分别或同时调节变量部件42的排量V₁或变量部件43的排量V₂来满足负载变化的需要。

所述的手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器不工作时，变量部件42与变量部件43的转子均静止不动，变量部件42的定子6处在初始旋转位置，此时变量部件42的排量V₁为零，变量部件43的定子16可处在除零点外的任一位置，变量部件43的排量V₂不为零，由公式(1)可知，变压比λ等于零。

所述的手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器工作时，为适应负载的变化，旋转偏心调整螺钉29与偏心调整螺钉32，变量部件42与变量部件43的定子6与定子16可向左或向右移动，转子5与定子6、转子17与定子16的偏心距的大小和方向就不断变化，随着偏心距的大小和方向不断变化，变量部件42的排量V₁、变量部件43的排量V₂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。

所述的手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器的变量部件42的转子5与定子6的偏心距的大小和方向在工作时由变量柱塞27的位移决定，变量部件43的转子17与定子16的偏心距的大小和方向在工作时由变量柱塞34的位移决定，变量柱塞27、变量柱塞34的位移由偏心调整螺钉29、偏心调整螺钉32控制，通过旋转偏心调整螺钉29、偏心调整螺钉32，可调节变量柱塞27、变量柱塞34的位移(大小和方向)。

Claims (6)

1.一种手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器包括壳体(1)、左端盖(2)、旋转轴(3)、配流盘(4、10、12、18)、转子(5、17)、定子(6、16)、下压板(7、13)、滚柱(8、14)、上压板(9、15)、上端盖(11)、右端盖(19)、左盖板(20、31)、预紧力调整螺钉(21、40)、螺母(22、28、33、39)、弹簧座(23、38)、预紧弹簧(24、37)、滑座(25、36)、变量柱塞(27、34)、叶片(26、35)、偏心调整螺钉(29、32)、右盖板(30、41)；其特征在于，转子(5)的中心是固定的，定子(6)的中心可处在转子(5)中心的左侧或右侧，转子(5)的宽度比定子(6)的宽度稍小，转子(5)安装在定子(6)内，叶片(26)的一端放入转子(5)的叶片槽内，叶片(26)的另一端与定子(6)的内表面接触，叶片(26)沿转子(5)径向安置，转子(5)与旋转轴(3)的左半轴通过平键配合联接，变量柱塞(27)的左端与定子(6)的右表面接触，变量柱塞(27)的右端与偏心调整螺钉(29)的左端头接触，变量柱塞(27)安装在壳体(1)中，偏心调整螺钉(29)安装在右盖板(30)中，并通过螺母(28)紧固在右盖板(30)上，右盖板(30)通过螺栓安装在壳体(1)上，滑座(25)的右端与定子(6)的左表面接触，滑座(25)安装在壳体(1)中，预紧弹簧(24)的一端放入滑座(25)中，预紧弹簧(24)的另一端安置在弹簧座(23)上，弹簧座(23)与预紧力调整螺钉(21)的右端头接触，预紧力调整螺钉(21)安装在左盖板(20)中，并通过螺母(22)紧固在左盖板(20)上，左盖板(20)通过螺栓安装在壳体(1)上，上压板(9)通过螺栓联接在上端盖(11)上，下压板(7)与定子(6)的外表面配合接触，滚柱(8)安装在上压板(9)和下压板(7)之间，滚柱(8)与上压板(9)的下表面和下压板(7)的上表面配合接触，配流盘(4、10)安装在旋转轴(3)上，并紧压在定子(6)的左右两个侧面上；转子(17)的中心是固定的，定子(16)的中心可处在转子(17)中心的左侧或右侧，转子(17)的宽度比定子(16)的宽度稍小，转子(17)安装在定子(16)内，叶片(35)的一端放入转子(17)的叶片槽内，叶片(35)的另一端与定子(16)的内表面接触，叶片(35)沿转子(17)径向安置，转子(17)与旋转轴(3)的右半轴通过平键配合联接，变量柱塞(34)的右端与定子(16)的左表面接触，变量柱塞(34)的左端与偏心调整螺钉(32)的右端头接触，变量柱塞(34)安装在壳体(1)中，偏心调整螺钉(32)安装在左盖板(31)中，并通过螺母(33)紧固在左盖板(31)上，左盖板(31)通过螺栓安装在壳体(1)上，滑座(36)的左端与定子(16)的右表面接触，滑座(36)安装在壳体(1)中，预紧弹簧(37)的一端放入滑座(36)中，预紧弹簧(37)的另一端安置在弹簧座(38)上，弹簧座(38)与预紧力调整螺钉(40)的左端头接触，预紧力调整螺钉(40)安装在右盖板(41)中，并通过螺母(39)紧固在右盖板(41)上，右盖板(41)通过螺栓安装在壳体(1)上，上压板(15)通过螺栓联接在上端盖(11)上，下压板(13)与定子(16)的外表面配合接触，滚柱(14)安装在上压板(15)和下压板(13)之间，滚柱(14)与上压板(15)的下表面和下压板(13)的上表面配合接触，配流盘(12、18)安装在旋转轴(3)上，并紧压在定子(16)的左右两个侧面上；旋转轴(3)的左、右两端通过滑动轴承安装在左端盖(2)和右端盖(19)上，上端盖(11)、右端盖(19)、左端盖(2)通过螺栓固定在壳体(1)上。

2.根据权利要求1所述的手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器，其特征在于，转子(5)的中心与定子(6)的中心重合时，预紧弹簧(24)有一定大小的预紧力。

3.根据权利要求1所述的手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器，其特征在于，转子(17)的中心与定子(16)的中心重合时，预紧弹簧(37)有一定大小的预紧力。

4.根据权利要求1所述的手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器，其特征在于，左上油口(M)为手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器的进油口，进油口(M)与恒压网络系统的高压端连接，右上油口(N)为手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器的出油口，出油口(N)与负载端连接，下油口(O)为手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器的一个油口，油口(O)与油箱连接。

5.根据权利要求4所述的手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器，其特征在于，进油口(M)与出油口(N)大小相同。

6.根据权利要求4所述的手动控制的双变量单作用叶片式液压变压器，其特征在于，油口(O)大于进油口(M)与出油口(N)。

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