CN201526542U - 手动控制的双变量叶片式液压变压器 - Google Patents

Abstract

一种手动控制的双变量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、右端盖、叶片、变量柱塞、螺杆、手轮、偏心调整螺钉、滑座、预紧力调整螺钉等；其特征在于，一组转子和定子的中心是固定且重合的，另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；一个转子通过花键与旋转轴的左半轴联接，另一个转子通过平键与旋转轴的右半轴联接；一个定子外圈以长半径圆弧中心为中心150°范围内作成齿轮形式，与一个变量柱塞构成齿轮传动副，另一个定子的左表面与另一个变量柱塞右端接触；配流盘安装在旋转轴上，紧压在定子的左右两个侧面上，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，一端可用于中高压、中压、中低压液压系统，另一端可用于低压液压系统的手动控制的双变量叶片式液压变压器，以解决负载端压力比供油恒压网络系统压力小得多的问题，提高了液压系统的工作效率，从而扩大了液压变压器的应用范围，丰富了液压变压器的种类。

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叶片式液压变压器主要由壳体、旋转轴、左端盖、配流盘、定子、转子、右端盖、叶片、下端盖、变量柱塞、螺杆、螺母、套筒、导向块、上端盖、手轮、上压板、滚柱、下压板、左盖板、偏心调整螺钉、滑座、预紧弹簧、弹簧座、预紧力调整螺钉、右盖板等组成；一组转子和定子的中心都是固定且重合的，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，转子通过花键与旋转轴的左半轴配合联接，定子的外圈以长半径圆弧中心为中心150°范围内作成齿轮形式，变量柱塞安装在变压器壳体内，变量柱塞的一个侧面加工成齿条形式，另一个侧面加工有凹槽，其上装有导向块，变量柱塞的上端部加工有内螺纹，螺杆的下端加工为外螺纹，与变量柱塞构成传动副，螺杆上装有套筒，套筒装在变压器壳体内，套筒的上端面与螺杆凸肩的下表面配合接触，螺杆凸肩的上表面与安装在其上的上端盖配合接触，螺杆上端固定有手轮，螺杆可通过螺母锁紧在上端盖上，齿条式变量柱塞与齿轮式定子构成齿轮传动副，下端盖、上端盖通过螺栓固定在壳体上，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；旋转轴的左端安装在左侧配流盘上，旋转轴的右端安装在右端盖上，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)本实用新型一端可用于中高压、中压、中低压液压系统，另一端可用于低压液压系统的叶片式液压变压器，解决了负载端压力比供油恒压网络系统压力小得多的问题，提高了液压系统的工作效率，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。

(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.旋转轴，3.左端盖，4、7、8、15.配流盘，5、13.定子，6、14.转子，9、20.上端盖，10.上压板，11.滚柱，12.下压板，16.右端盖，17、30.叶片，18.手轮，19、28、34.螺母，21.套筒，22.导向块，23.螺杆，24、29.变量柱塞，25.下端盖，26.左盖板，27.偏心调整螺钉，31.滑座，32.预紧弹簧，33.弹簧座，35.预紧力调整螺钉，36.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叶片式液压变压器主要由壳体1、旋转轴2、左端盖3、配流盘4、7、8、15与定子5、13和转子6、14及上压板10、上端盖9、20和滚柱11、下压板12、右端盖16、叶片17、30与手轮18、螺母19、28、34和套筒21、导向块22、螺杆23、变量柱塞24、29与下端盖25、左盖板26、偏心调整螺钉27、滑座31、预紧弹簧32、弹簧座33、预紧力调整螺钉35、右盖板36等组成；转子6和定子5的中心是固定且重合的，转子6的宽度比定子5的宽度稍小，转子6安装在定子5内，叶片17的一端放入转子6的叶片槽内，另一端与定子5的内表面接触，叶片17沿转子6径向安置(即安放角为零)，转子6通过花键与旋转轴2的左半轴配合联接，在恒压网络系统中高压油的作用下，转子6可带动旋转轴2旋转；定子5外圈以长半径圆弧中心为中心150°范围内作成齿轮形式；变量柱塞24安装在变压器壳体1内，变量柱塞24的一个侧面加工成齿条形式，另一个侧面加工有凹槽，其上装有导向块22，导向块22可在变压器壳体1加工的导向槽中滑动，起导向和防止变量柱塞24转动的作用，变量柱塞24的上端部加工有内螺纹，螺杆23的下端加工为外螺纹，与变量柱塞24构成传动副，螺杆23上装有套筒21，套筒21装在变压器壳体1内，套筒21的上端面与螺杆23凸肩的下表面配合接触，螺杆23凸肩的上表面与安装在其上的上端盖20配合接触，螺杆23只能转动而不上下移动，螺杆23上端固定有手轮18，顺时针、逆时针旋转手轮18可通过螺杆23带动变量柱塞24上、下移动，齿条式变量柱塞24与齿轮式定子5构成齿轮传动副，定子5在变量柱塞24的作用下可绕中心旋转实现变量，不变量时，由螺母19将螺杆23锁紧在上端盖20上，下端盖25、上端盖20通过螺栓固定在壳体1上；配流盘4、7安装在旋转轴2上，并紧压在定子5的左右两个侧面上；转子14的中心也是固定的，定子13的中心可向左或向右移动，定子13的中心可处在转子14中心的左侧或右侧，转子14的宽度比定子13的宽度稍小，转子14安装在定子13内，叶片30的一端放入转子14的叶片槽内，另一端与定子13的内表面接触，叶片30沿转子14径向安置，转子14与旋转轴2的右半轴通过平键配合联接，由旋转轴2带动转子14旋转，输出压力油；变量柱塞29的右端与定子13的左表面接触，变量柱塞29的左端与偏心调整螺钉27的右端头接触，变量柱塞29安装在壳体1中，偏心调整螺钉27安装在左盖板26中，并通过螺母28紧固在左盖板26上，左盖板26通过螺栓安装在壳体1上，通过旋转偏心调整螺钉27可带动变量柱塞29左右移动，滑座31的左端与定子13的右表面接触，滑座31安装在壳体1中，预紧弹簧32的一端放入滑座31中，预紧弹簧32的另一端安置在弹簧座33上，弹簧座33与预紧力调整螺钉35的左端头接触，预紧力调整螺钉35安装在右盖板36中，并通过螺母34紧固在右盖板36上，右盖板36通过螺栓安装在壳体1上，通过旋转预紧力调整螺钉35可调整预紧弹簧32的预紧力，不工作时，转子14的中心与定子13的中心重合(此位置称为初始位置)，此时预紧弹簧32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27可带动变量柱塞29向左或向右移动，从而带动定子13向左或向右移动，改变转子14与定子13偏心距的大小和方向实现变量；上压板10通过螺栓联接在上端盖9上，下压板12与定子13的外表面配合接触，滚柱11安装在上压板10和下压板12之间，滚柱11与上压板10的下表面和下压板12的上表面配合接触，下压板12可随定子13左右移动，配流盘8、15安装在旋转轴2上，并紧压在定子13的左右两个侧面上；旋转轴2的左端安装在左侧配流盘4上，旋转轴的右端安装在右端盖16上，上端盖9、右端盖16、左端盖3通过螺栓固定在壳体1上。

由旋转轴2、转子6、定子5、叶片17、下端盖25、变量柱塞24、螺杆23、导向块22、套筒21、上端盖20、螺母19、手轮18、配流盘4、7等可组成变量部件37；由旋转轴2、转子14、定子13、叶片30、上端盖9、下压板12、滚柱11、上压板10、右盖板36、预紧力调整螺钉35、螺母28、34及弹簧座33、预紧弹簧32、滑座31、变量柱塞29、偏心调整螺钉27、左盖板26、配流盘8、15等组成变量部件38。所述的手动控制的双变量叶片式液压变压器的变量部件37与双作用叶片式二次元件的结构、功能相似，变量部件37可以看作为一个双作用叶片式二次元件；所述的手动控制的双变量叶片式液压变压器的变量部件38与单作用叶片式二次元件的结构、功能相似，变量部件38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叶片式液压变压器可以看作由两个二次元件同轴刚性联接而成的，如图4所示，变量部件37的左上油口M为手动控制的双变量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，变量部件38的右上油口N为手动控制的双变量叶片式液压变压器的出油口，出油口N与负载端连接，进油口M大于出油口N，变量部件37的下油口与变量部件38的下油口连接在一起，成为手动控制的双变量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。

如图5所示，在恒压网络压力p₁的作用下，变量部件37产生的主动转矩为：

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

变量部件38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37、变量部件38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37与变量部件38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叶片式液压变压器的变压实质上是调节排量V₁/V₂的值，工作中可分别或同时调节变量部件37的排量V₁或变量部件38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叶片式液压变压器不工作时，变量部件37与变量部件38的转子均静止不动，变量部件37的定子5处在初始旋转位置(零点)，此时变量部件37的排量V₁为零，变量部件38的定子13可处在除零点外的任一位置，变量部件38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叶片式液压变压器工作时，为适应负载的变化，旋转手轮18，变量部件37的定子5顺时针或逆时针旋转，随着定子5旋转角度的变化，变量部件37的排量V₁不断变化；旋转偏心调整螺钉27，变量部件38的定子13可向左或向右移动，转子14与定子13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38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叶片式液压变压器的变量部件37的定子5旋转角度的大小和方向由由变量柱塞24的位移决定，变量柱塞24的位移由手轮18的转角控制，通过旋转手轮18可调节变量柱塞24的位移(大小和方向)；变量部件38的转子14与定子13的偏心距的大小和方向由变量柱塞29的位移决定，变量柱塞29的位移由偏心调整螺钉27控制，通过旋转偏心调整螺钉27，可调节变量柱塞29的位移(大小和方向)。

Claims (3)

1.一种手动控制的双变量叶片式液压变压器包括壳体(1)、旋转轴(2)、左端盖(3)、配流盘(4、7、8、15)、定子(5、13)、转子(6、14)、上端盖(9、20)、上压板(10)、滚柱(11)、下压板(12)、右端盖(16)、叶片(17、30)、手轮(18)、螺母(19、28、34)、套筒(21)、导向块(22)、螺杆(23)、变量柱塞(24、29)、下端盖(25)、左盖板(26)、偏心调整螺钉(27)、滑座(31)、预紧弹簧(32)、弹簧座(33)、预紧力调整螺钉(35)、右盖板(36)；其特征在于，转子(6)和定子(5)的中心是固定且重合的，转子(6)的宽度比定子(5)的宽度稍小，转子(6)安装在定子(5)内，叶片(17)的一端放入转子(6)的叶片槽内，叶片(17)的另一端与定子(5)的内表面接触，叶片(17)沿转子(6)径向安置，转子(6)通过花键与旋转轴(2)的左半轴配合联接，定子(5)外圈以长半径圆弧中心为中心150°范围内作成齿轮形式，变量柱塞(24)安装在变压器壳体(1)内，变量柱塞(24)的一个侧面加工成齿条形式，变量柱塞(24)与齿轮式定子(5)构成齿轮传动副，变量柱塞(24)的另一个侧面加工有凹槽，变量柱塞(24)的凹槽上装有导向块(22)，变量柱塞(24)的上端部加工为内螺纹，螺杆(23)的下端加工为外螺纹，螺杆(23)与变量柱塞(24)构成传动副，螺杆(23)上装有套筒(21)，套筒(21)安装在变压器壳体(1)内，套筒(21)的上端面与螺杆(23)凸肩的下表面配合接触，螺杆(23)凸肩的上表面与安装在螺杆(23)上的上端盖(20)配合接触，螺杆(23)上端固定有手轮(18)，螺杆(23)可通过螺母(19)锁紧在上端盖(20)上，下端盖(25)、上端盖(20)通过螺栓固定在壳体(1)上，配流盘(4、7)安装在旋转轴(2)上，并紧压在定子(5)的左右两个侧面上；转子(14)的中心是固定的，定子(13)的中心可处在转子(14)中心的左侧或右侧，转子(14)的宽度比定子(13)的宽度稍小，转子(14)安装在定子(13)内，叶片(30)的一端放入转子(14)的叶片槽内，叶片(30)的另一端与定子(13)的内表面接触，叶片(30)沿转子(14)径向安置，转子(14)与旋转轴(2)的右半轴通过平键配合联接，变量柱塞(29)的右端与定子(13)的左表面接触，变量柱塞(29)的左端与偏心调整螺钉(27)的右端头接触，变量柱塞(29)安装在壳体(1)中，偏心调整螺钉(27)安装在左盖板(26)中，并通过螺母(28)紧固在左盖板(26)上，左盖板(26)通过螺栓安装在壳体(1)上，滑座(31)的左端与定子(13)的右表面接触，滑座(31)安装在壳体(1)中，预紧弹簧(32)的一端放入滑座(31)中，预紧弹簧(32)的另一端安置在弹簧座(33)上，弹簧座(33)与预紧力调整螺钉(35)的左端头接触，预紧力调整螺钉(35)安装在右盖板(36)中，并通过螺母(34)紧固在右盖板(36)上，右盖板(36)通过螺栓安装在壳体(1)上，上压板(10)通过螺栓联接在上端盖(9)上，下压板(12)与定子(13)的外表面配合接触，滚柱(11)安装在上压板(10)和下压板(12)之间，滚柱(11)与上压板(10)的下表面和下压板(12)的上表面配合接触，配流盘(8、15)安装在旋转轴(2)上，并紧压在定子(13)的左右两个侧面上；旋转轴(2)的左端安装在左侧配流盘(4)上，旋转轴(2)的右端安装在右端盖(16)上，上端盖(9)、右端盖(16)、左端盖(3)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叶片式液压变压器，其特征在于，转子(14)的中心与定子(13)的中心重合时，预紧弹簧(32)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油路连接，右上油口(N)为手动控制的双变量叶片式液压变压器的出油口，出油口(N)与负载端连接，进油口(M)大于出油口(N)，下油口为手动控制的双变量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)。

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