CN204512554U - 一种基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀，包括阀体及与阀体配合工作的阀杆，阀体的一端开孔形成管腔，阀杆为T字形结构，其中阀杆的竖直部设于管腔内，阀杆的水平部设于阀体外侧；阀杆的水平部与阀体之间形成阀口，位于阀口处的阀杆上套有蝶形弹簧；阀杆表面设有微观织构。本实用新型提供的轴向柱塞马达用单向阀，缩短了阀体尺寸，将通流孔改为倾斜式设计，采用特定刚度的蝶形弹簧，起到了降低阀口处节流阻尼的作用，减少了因阀口开启力变化而引起的局部节流损失；同时，在阀杆的外表面增设具有改变摩擦力的微观织构，可以增加间隙油膜的支承能力，减小摩擦损失，大大提升了轴向柱塞马达的工作效率。

Description

一种基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀

技术领域

本实用新型属于工装技术领域，涉及一种单向阀，具体涉及一种基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀。

背景技术

轴向柱塞马达，是一种应用于液压行业的流体输送及执行元件，由于具有体积小、重量轻、功率密度大等优点，被广泛使用于机床锻压、冶金、工程、矿山、船舶等机械及其他液压传动系统。

通常而言，轴向柱塞马达的结构包括端盖、壳体、斜盘、轴承、骨架油封、柱塞体、滑靴、卡盘、主轴、缸体和配流盘，其工作原理为：当高压油从A/B口流入时，低压油从B/A口流出来，首先压力油经配流盘，进入缸体、柱塞体，且推动柱塞体沿缸体作往复直线运动，而柱塞体产生侧向压力，作用于缸体的内孔，从而缸体产生转矩，带动其它零件运转。

而且，轴向柱塞马达的端盖部分通常设有控制阀组，所谓控制阀组，是指将众多阀(例如包括单向阀、溢流阀、节流阀、平衡阀等阀)集成于同一阀体的总成结构，该结构的关键技术点在于：①由于阀体多为铸件，阀体内流道复杂，因此很容易形成局部节流与沿程损失，致使能量损失较大；②由于阀杆的运动，还会形成多个节点的能量损失，例如包括阀口节流损失、因滑阀相对运动而产生的摩擦损失、克服单向阀弹簧而产生的能量损失、通过内部的节流孔而产生的能量损失……等等。

近年来，随着世界能源的短缺，节能越来越得到人们的重视。轴向柱塞马达的控制阀组是引起能量损失的关键环节，尤其是控制阀组中单向阀因往复运动而产生的摩擦损失、因单向阀弹簧与阀杆互相作用形成的阀口开启力变化而引起的局部节流损失，较为明显。因此，如何改进现有的单向阀结构来降低摩擦损失、节流损失，从而减少控制阀组的能量损失与轴向柱塞马达的工作效率，是本领域技术人员急需解决的难题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种轴向柱塞马达用单向阀，基于动压支承的设计，拟从改变弹簧刚度与阀杆表面摩擦力入手，解决了现有的单向阀摩擦损失与节流损失较大、轴向柱塞马达工作效率低下的技术缺陷。

本实用新型所采用的技术方案具体如下：

一种基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀，包括阀体及与阀体配合工作的阀杆，阀体的一端开孔形成管腔，阀杆为T字形结构，其中阀杆的竖直部设于管腔内，阀杆的水平部设于阀体外侧；阀杆的水平部与阀体之间形成阀口，位于阀口处的阀杆上套有蝶形弹簧；阀杆表面设有微观织构。

优选的，蝶形弹簧的刚度为2～5N/mm。

更优选的，蝶形弹簧的刚度为2N/mm。本实用新型中，碟形弹簧是在轴向上呈锥形并承受负载的特殊弹簧，而采用特定刚度的蝶形弹簧，能够明显降低阀口的节流阻尼，减少因弹簧与阀杆互相作用形成的阀口开启力变化而引起的局部节流损失。

优选的，阀杆的竖直部外表面设有加工过的微观织构。

优选的，微观织构为若干高低不平的凸块，凸块的端面呈波浪形。本实用新型中，采用前述结构设计的微观织构，可以增加因液压油流经阀杆与管腔的间隙时所形成油膜的支承能力，减少因单向阀往复运动而产生的摩擦损失。

优选的，阀口处开有倾斜式的通流孔。

优选的，阀体尺寸为9～13mm。

本实用新型提供的轴向柱塞马达用单向阀，基于动压支承原理设计。所谓动压支承，是指依靠两个摩擦表面间产生一定的相对速度，将液体带入两摩擦表面的间隙中形成承压油膜的，产生支承负载的液体压力把两摩擦面分开，而实现液体摩擦。

本实用新型提供的轴向柱塞马达用单向阀，与现有技术相比，存在如下优点：

①缩短了阀体尺寸，并将通流孔改为倾斜式设计，使得阀体与阀杆的水平部之间所形成的阀口处节流阻尼大大降低。

②采用有着特定刚度要求的蝶形弹簧，进一步起到了降低阀口处节流阻尼的作用，与①配合工作，共同减少了因阀口开启力变化而引起的局部节流损失，从而使得因节流而产生的热量损失也大大降低。

③在阀杆的外表面增设具有改变摩擦力的微观织构(尤其是波浪形的、连绵的凸块设计)，当单向阀在缸体内作高速往复运动时，可以增加间隙油膜的支承能力；而在摩擦系数一定的情况下，单向阀对缸体的压力降低，从而摩擦力降低，摩擦损失减小，使得轴向柱塞马达的工作效率得到进一步提高。

附图说明

图1为本实用新型轴向柱塞马达用单向阀的剖面结构示意图。

图2为图1中A部分的局部放大示意图。

图3为本实用新型装置在轴向柱塞马达中的工作状态图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀，包括阀体1以及与阀体1配合工作的阀杆2，阀体1的右端开孔形成管腔3，阀杆2为T字形结构，其中阀杆2的竖直部设于管腔3内，阀杆2的水平部设于阀体1外侧；阀杆2的水平部与阀体1之间留有间距，形成了阀口，阀口处开有倾斜式的通流孔4。

本实用新型中，位于阀口处的阀杆2上(即阀杆2的竖直部)套有蝶形弹簧5，蝶形弹簧5的刚度为2N/mm。当然，本实用新型中蝶形弹簧5的刚度包括但不限于2N/mm，根据实际情况的需要可以在2～5N/mm之间任意选择，只要满足轴向柱塞马达的工作需要即可。

此外，阀体1的尺寸为9～13mm，与现有的单向阀相比，阀体1的尺寸要缩短5～8mm。

如图2所示，图2是A部分(即阀杆2的竖直部)局部放大示意图，本实用新型中，阀杆2竖直部的外表面设有加工过的微观织构6，微观织构6由若干高低不平的凸块组成，凸块的端面呈波浪形。

如图3所示，本实用新型提供的单向阀，在轴向柱塞马达中的工作过程具体如下：

将本实用新型装置(即改进后的单向阀)装入轴向柱塞马达的腔体7内，开启机器，轴向柱塞马达工作。当液压油经过A口或B口时，单向阀向左运动，推开蝶形弹簧5，使得液压油打开阀体1进入C腔，最终流入轴向柱塞马达的缸体，驱动缸体运转。

发明人分别将改进前后的两种单向阀正确安装于轴向柱塞马达试验台进行试运转，待无噪音、泄漏等故障后，开始进行性能测试。在不同压力、相同转速条件下测试，记录其压力流量，最终计算出不同工况点的效率值，结果发现：采用改进后的单向阀，与采用未改进的单向阀相比，马达效率提高约3～8％，效果显著。

Claims (7)

1.一种基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀，包括阀体(1)及与阀体(1)配合工作的阀杆，阀体(1)的一端开孔形成管腔(3)，其特征在于，所述的阀杆(2)为T字形结构，其中阀杆(2)的竖直部设于所述的管腔(3)内，阀杆(2)的水平部设于所述的阀体(1)外侧；阀杆(2)的水平部与阀体(1)之间形成阀口，位于阀口处的阀杆(2)上套有蝶形弹簧(5)；所述的阀杆(2)表面设有微观织构(6)。

2.根据权利要求1所述的基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀，其特征在于，所述的蝶形弹簧(5)的刚度为2～5N/mm。

3.根据权利要求2所述的基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀，其特征在于，所述的蝶形弹簧(5)的刚度为2N/mm。

4.根据权利要求1所述的基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀，其特征在于，所述的阀杆(2)的竖直部外表面设有加工过的微观织构(6)。

5.根据权利要求1或4所述的基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀，其特征在于，所述的微观织构(6)为若干高低不平的凸块，凸块的端面呈波浪形。

6.根据权利要求1所述的基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀，其特征在于，所述的阀口处开有倾斜式的通流孔(4)。

7.根据权利要求1所述的基于动压支承的轴向柱塞马达用单向阀，其特征在于，所述的阀体(1)尺寸为9～13mm。