CN218816811U - 高精度液控比例重载轴向柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度液控比例重载轴向柱塞泵，包括斜盘，斜盘连接有拨叉，拨叉一端设有变量活塞组件，拨叉的上端设有液控比例控制阀，变量活塞组件和液控比例控制阀之间设有压力阀和远程溢流阀；所述斜盘两端分别设有进油口和出油口，出油口还连接有外控压力油口，出油口和外控压力油口之间设有第一单向阀和第二单向阀。本实用新型具有能够有效提高控制精度以及提升抗干扰能力的特点。

Description

高精度液控比例重载轴向柱塞泵

技术领域

本实用新型涉及一种重载轴向柱塞泵，特别是一种高精度液控比例重载轴向柱塞泵。

背景技术

在卷扬及回转机械中，为满足主机对主泵输出流量的准确控制，尤其是主机执行动作启动阶段时为避免系统压力和流量冲击，对主泵斜盘摆角的准确控制极其重要，要求控制阀能准确控制主泵的排量。目前，已有的斜轴式比例柱塞泵配流结构会产生较大流量脉动和压力脉动，多属于轻载或中载型，控制干扰较大且变量机构可靠性较差，常见斜盘式电液比例泵是使用单缸位移反馈，缸内压力很低，控制精度易受壳体回油压力干扰，精度较差；即便是电比例轻载型双缸控制结构，由于双缸液压受力面积小，抗干扰能力较弱，控制精度并不太理想。因此，现有的技术存在着控制精度不理想以及抗干扰能力较弱的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种高精度液控比例重载轴向柱塞泵。本实用新型具有能够有效提高控制精度以及提升抗干扰能力的特点。

本实用新型的技术方案：高精度液控比例重载轴向柱塞泵，包括斜盘，斜盘连接有拨叉，拨叉一端设有变量活塞组件，拨叉的上端设有液控比例控制阀，变量活塞组件和液控比例控制阀之间设有压力阀和远程溢流阀；所述斜盘两端分别设有进油口和出油口，出油口还连接有外控压力油口，出油口和外控压力油口之间设有第一单向阀和第二单向阀。

前述的高精度液控比例重载轴向柱塞泵中，所述拨叉上端设有拨叉口，液控比例控制阀位于拨叉口内；所述液控比例控制阀两端的下部分别设有反馈弹簧，液控比例阀两端的上部分别设有弹簧和调节弹簧；液控比例控制阀上还设有流入节流螺堵和先导压力油口。

前述的高精度液控比例重载轴向柱塞泵中，所述第一单向阀和第二单向阀之间设有分别与液控比例控制阀和压力阀相连通的第一油路。

前述的高精度液控比例重载轴向柱塞泵中，所述变量活塞组件的大端设有第二油路，第二油路与第一单向阀和第二单向阀之间的油路相连；所述变量活塞组件的小端与压力阀相连。

前述的高精度液控比例重载轴向柱塞泵中，压力阀和远程溢流阀之间为并联连接。

与现有技术相比，本实用新型将液控比例控制阀、压力阀与主泵集成一体，通过引入外控压力油，通过设置第一单向阀和第二单向阀，使得该外控压力油源既要控制斜盘摆角，又不会与出口油沟通，使油泵排量在出口压力较低时的控制更加精确；而且，无论油泵处于重载或轻载，斜盘摆角在压力油作用下均处于设定位置，以提高流量上行与下行之间的重复精度。通过设置先导控制油口，利用外接先导控制油作用于液控阀芯端面，在液控阀芯端面建立液压力与斜盘旋转迫使反馈弹簧产生的压紧力之间形成平衡关系，按照先导压力的变化对排量进行连续、正相关比例的调节，使阀芯开启或关闭更加平稳，避免X2压力突变而造成排量的瞬时阶跃，从而提高输出流量的稳定性，也可以提高整体的抗干扰性能。与此同时，本实用新型通过先导压力油口、外控压力油口、液控比例控制阀、压力阀、斜盘与变量活塞组件之间的相互配合，使得变量活塞组件处于无论是随时感应高压的小端，还是接收控制油的大端，液压受力面积大，更有利于变量机构的控制稳定性，抗干扰能力较强。

另外，本申请通过并联压力阀+远程溢流阀，通过远程溢流阀的信号控制，可实现不同的压力切断，并且可精确设置泵的压力切断值。

综上所述，本实用新型具有能够有效提高控制精度以及提升抗干扰能力的特点。

附图说明

图1是本实用新型的液压原理图；

图2是本实用新型的纵剖面构造图；

图3是液控比例控制阀的结构视图；

图4是压力控制阀的结构视图；

图5是转子柱塞组件的结构视图。

附图中的标记为：1-反馈弹簧，2-流入节流螺堵，3-弹簧，4-调节弹簧，5-流出节流螺堵，6-拨叉，7-节流小孔，8-第一调节螺钉，9-回位弹簧，10-第二调节螺钉，A-转子柱塞组件，B-出油口，C-远程溢流阀，D-压力阀，E-变量活塞组件，F-斜盘，H-液控比例控制阀，P-外控压力油口，V-第一单向阀、W-第二单向阀，S-进油口，X₂-先导压力油口，X_B-远程压力油口，T-回油口，101-调节螺钉，102-液控阀芯，201-阀体，202-节流螺堵，301-分油盘，302-转子，303-柱塞部件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例。高精度液控比例重载轴向柱塞泵，包括斜盘F，斜盘F连接有拨叉6，拨叉6一端设有变量活塞组件E，拨叉6的上端设有液控比例控制阀H，变量活塞组件E和液控比例控制阀H之间设有压力阀D和远程溢流阀C；所述斜盘F两端分别设有进油口S和出油口B，出油口B还连接有外控压力油口P，出油口B和外控压力油口P之间设有第一单向阀V和第二单向阀W。

所述拨叉6上端设有拨叉口，液控比例控制阀H位于拨叉口内；所述液控比例控制阀H两端的下部分别设有反馈弹簧1，液控比例阀H两端的上部分别设有弹簧3和调节弹簧4；液控比例控制阀H上还设有流入节流螺堵2和先导压力油口X₂。

所述第一单向阀V和第二单向阀W之间设有分别与液控比例控制阀H和压力阀D相连通的第一油路。

所述变量活塞组件E的大端设有第二油路，第二油路与第一单向阀V和第二单向阀W之间的油路相连；所述变量活塞组件E的小端与压力阀D相连。

压力阀D和远程溢流阀C之间为并联连接。

一种高精度液控比例重载轴向柱塞泵的控制方法，将液控比例控制阀和压力阀集成于主泵，利用外接的先导压力油的先导压力的变化对排量进行连续、正相关比例的调节；利用外控压力油来控制斜盘摆角处于设定位置。

先导压力油的具体调节过程为：利用外接的先导压力油作用于液控比例控制阀的阀芯端面，在液控比例控制阀的阀芯端面建立液压力与斜盘旋转迫使反馈弹簧产生的压紧力之间的平衡关系，按照先导压力的变化对排量进行连续、正相关比例的调节。

集成主泵的转子分油盘为球面配合，转子柱塞孔呈锥形分布，有利于提高泵的输出压力，属重载柱塞泵。

驱动斜盘摆动的变量活塞，无论是随时感应高压的小端，还是接收控制油的大端，液压受力面积大，更有利于变量机构的控制稳定性，抗干扰能力较强。

只需要对主泵的输入先导压力信号编码控制，就可由程序按主机的各种工况对主泵进行控制，这可实现主机准确的智能化控制，同时设置压力控制阀对系统进行保护。

为了使油泵排量在出口压力较低时的控制更加精确，需引入外控压力油口P，该油源既要控制斜盘摆角，又不能与出口油沟通，因此，在外控压力油口与出油口之间安置了第一单向阀V及外控油口设置第二单向阀W，当外控压力油口P处的外控压力油大于或等于出油口压力油时，第二单向阀W打开，第一单向阀V关闭，斜盘控制油源为外控压力油；当油泵出油口的油压力大于外控压力油的压力时，第一单向阀V打开，第二单向阀W关闭，此时的斜盘控制油源为泵出油口B的压力油。因此，无论油泵处于重载或轻载，斜盘摆角在压力油作用下均处于设定位置，以提高流量上行与下行之间的重复精度。

对于斜盘摆角的设定，变量活塞组件E以组件的形式，内置回位弹簧9，无论变量活塞组件大端释压还是小端释压，变量活塞组件E在回位弹簧9的力作用下，均可让斜盘回至中位，使得油泵的初始状态为小排量；最大排量和最小排量的设置，是通过变量活塞两端的第一调节螺钉8和第二调节螺钉10进行调节，第一调节螺钉8可将油泵排量精确控制在某小排量值或0排量。第二调节螺钉10可将油泵排量精确控制在某一大排量值，从而实现变量柱塞泵的大小排量的精确设定。

当油泵空载启动时，外控压力油口的外控压力油经第二单向阀W进入变量活塞组件小端，在外控压力油的作用下，变量活塞组件E将斜盘F推至某小排量值或0排量。当先导压力油口X₂处的先导控制油压力逐渐增加时，先导控制油经流入节流螺堵2，进入液控阀芯102端面，液控阀芯102压缩反馈弹簧1、调节弹簧4，迫使液控比例控制阀H开启，外控压力油经液控比例控制阀H、节流小孔7进入变量活塞大端，在液压力的作用下，斜盘向大摆角方向旋转，斜盘旋转之后，由于拨叉6通过弹性销固定于变量活塞，拨叉6随变量活塞的移动使得反馈弹簧1压缩而力增大，液控比例控制阀H关闭，直至两端变量缸建立新的力平衡状态。

当先导压力油口X₂处的先导油压力减小时，反馈弹簧1和调节弹簧4受力减小，液控比例控制阀H关闭，变量活塞组件大端释放压力。斜盘向小摆角方向旋转，在有效先导压力区间内，一个先导压力值，对应一个斜盘摆角，同时也对应一个排量，先导油压力的大小，决定了斜盘的摆角的大小，先导油压力的连续变化，实现了油泵的无级变量。

从零排量到最大排量对应的先导压力区间，是由反馈弹簧刚度决定的，而弹簧刚度的设计则根据先导压力区间选择，弹簧刚度越大，输出流量从0到满排量的区间越长，反之，则越短，要改变先导压力区间的起调点，可以通过调节螺钉改变反馈弹簧1和调节弹簧4的共同预紧力，预紧力越大，起始点越高，预紧力越小，起始点越低。

其中，流入节流螺堵2和流出节流螺堵5的布置，先导压力X₂突变时，可减缓阀芯两端油液流入(流入节流螺堵2)和流出(流出节流螺堵5)更为平缓，使阀芯开启或关闭更加平稳，避免先导压力油口X₂压力突变而造成排量的瞬时阶跃，从而影响输出流量的稳定性。

随着出口压力油的升高，当出油口B压力≥外控压力油口P压力时，经液控比例控制阀H进入变量活塞的控制油被出油口B压力取代，此时，变量机构的控制油为出口压力控制油。

当先导压力上升使排量增大时导致系统压力上升，需要压力切断实现自我保护，于是，本实用新型并联了压力阀D+远程溢流阀C，通过远程溢流阀C的信号控制，可实现不同的压力切断，当压力阀芯尾端作用力等于另一端阀芯的液压力与弹簧力之和时，远程溢流阀开启，变量缸大端释放压力，此时，无论液控阀芯受先导压力作用而处于任何位置，斜盘都将被变量缸小端液压力推至最小摆角，通过远程溢流控制信号，可精确设置泵的压力切断值。

本实用新型的精确控制机构集成于高速重载泵，而非常见的斜盘式轴向柱塞泵，主泵的转子302与分油盘301为球面配合，转子柱塞部件303呈锥形分布，斜盘F为单臂结构，通过单臂驱动变量活塞组件E，有利于提高泵的输出压力，属一种高精度液控比例重载轴向柱塞泵。

本实用新型不仅适用于工程机械设备，主要针对船用特种液压设备而所实用新型创造，船用液压设备工作环境处于海面，在盐雾、霉菌的侵蚀和破坏下，相比于电比例控制结构，液控比例控制结构具有明显优势，油泵完全属于机械式结构，可靠性较高，同时，液控比例控制结构无电磁辐射等缺点以及没有电控比例控制阀中的电磁铁易腐蚀、电磁辐射等缺点。

驱动斜盘摆动的变量活塞组件，无论是随时感应高压的小端，还是接收控制油的大端，液压受力面积大，更有利于变量机构的控制稳定性，抗干扰能力较强。

Claims (5)

1.高精度液控比例重载轴向柱塞泵，其特征在于：包括斜盘(F)，斜盘(F)连接有拨叉(6)，拨叉(6)一端设有变量活塞组件(E)，拨叉(6)的上端设有液控比例控制阀(H)，变量活塞组件(E)和液控比例控制阀(H)之间设有压力阀(D)和远程溢流阀(C)；所述斜盘(F)两端分别设有进油口(S)和出油口(B)，出油口(B)还连接有外控压力油口(P)，出油口(B)和外控压力油口(P)之间设有第一单向阀(V)和第二单向阀(W)。

2.根据权利要求1所述的高精度液控比例重载轴向柱塞泵，其特征在于：所述拨叉(6)上端设有拨叉口，液控比例控制阀(H)位于拨叉口内；所述液控比例控制阀(H)两端的下部分别设有反馈弹簧(1)，液控比例控制阀(H)两端的上部分别设有弹簧(3)和调节弹簧(4)；液控比例控制阀(H)上还设有流入节流螺堵(2)和先导压力油口(X₂)。

3.根据权利要求1所述的高精度液控比例重载轴向柱塞泵，其特征在于：所述第一单向阀(V)和第二单向阀(W)之间设有分别与液控比例控制阀(H)和压力阀(D)相连通的第一油路。

4.根据权利要求1所述的高精度液控比例重载轴向柱塞泵，其特征在于：所述变量活塞组件(E)的大端设有第二油路，第二油路与第一单向阀(V)和第二单向阀(W)之间的油路相连；所述变量活塞组件(E)的小端与压力阀(D)相连。

5.根据权利要求1所述的高精度液控比例重载轴向柱塞泵，其特征在于：压力阀(D)和远程溢流阀(C)之间为并联连接。

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