CN2267338Y - 强力摇盘式多功能大排量高压泵 - Google Patents

Abstract

大排量高压泵(马达)，它由缸体、传动轴、摇盘及其摇盘轴、柱塞、流量调节滑块组成，缸体上下端固连有上下配油盖，在它们的中部均活动连有传动轴，两传动轴内端通过各自的流量调节滑块与摇盘轴上下端铰接，摇盘轴上活动套装有摇盘，在缸体四周上下部位开有多个上下柱塞孔，其内设有上下柱塞，在上下配油盖内表面对应柱塞孔两侧开有两个环形配油凹槽，并开有与外界连通的通孔，分别作为吸油槽和排油槽。

Description

强力摇盘式多功能大排量高压泵

本实用新型涉及一种机械能与压力能相互转换的装置，特别是一种大排量高压泵(马达)。

现有的大排量高压泵(马达)以轴向斜盘式柱塞泵为代表，它主要由传动轴、斜盘、柱塞、缸体、配油盘等组成，传动轴和缸体固连在一起，缸体上均匀排列有若干个轴向孔，柱塞在孔内可自由滑动，斜盘的轴线与传动轴之间有一斜盘倾角，柱塞靠机械装置(如弹簧等)或底部的低压油作用，使其球形端部紧压在斜盘上，柱塞在缸体轴向孔内来回移动时，就完成了柱塞泵的吸油和压油过程。这种泵虽转动惯量小，易于实现变量，压力可以提得很高，可达到40MPa以上，可在高压高速下工作，并具有较高容积效率，既可作高压泵使用，也可作液压马达使用，两者是可逆的，但这种柱塞泵存在如下缺点：

1.这种泵要求配油盘上的封用油区宽度与柱塞底部的通油口长度不能相差太大，否则困油严重，引起冲击和噪声，一般在油窗的近封油区处开有小三角槽卸载加以改善。

2.结构复杂，价格昂贵，柱塞泵和马达无论是平面机构还是空间机构，由于球面支承可以适应较多的自由度，故得到了广泛的应用，其主轴与连杆，连杆与柱塞，缸体与球面配流盘，斜盘式轴向柱塞泵中的柱塞与滑靴，连杆式液压马达中的连杆与活塞，以及球塞式内曲线马达中的柱塞与钢球等摩擦副均采用了球面配合，其球面配合部分不仅要转动灵活，而且工作时承受很大的压力和冲击负荷，并应保证有良好的密封，以防止高低压油通过所配合的球面沟通，因此，内外球面必须具有很高的配合精度，表面粗糙度为0.05～0.1μm，圆度误差不得大于0.002～0.003mm，两配合球面接触点的面积不得小于整个配合表面的75％，为保证加工精度和表面质量，球在粗切成形后，一般要经过磨削(或精铰)，研磨，配对研磨和抛光等加工过程，加工工艺较复杂，另外在泵中作配流作用的配流盘部分，其两个端面的一侧与泵壳底平面接触，另一侧与缸体端面构成一对重要摩擦副，为避免配流盘与缸体端面间过多地泄漏，又不致因二者贴合太紧而增加摩擦，故要求贴合间隙精密，在加工  中，二端面平面度允差不超过0.005mm且只许凹，不得中间凸起，表面粗糙度不大于0.1μm，而其两端面平行度允差为0.006mm，外圆、内孔与密封面内圆的同轴度允差为0.05mm，外圆与腰形槽分度圆的同轴度允差为0.02mm，而且配流盘在长期工作条件下要稳定，不变形，为此，就需要具有较高的硬度和耐磨性的材料，还要进行热处理、冷处理和时效处理，如此高的加工精度和繁琐的加工工序是成本增加的主要因素。

3.对油液和清洁度要求苛刻。它主要表现在配流盘与缸体之间，二者组成一对重要的磨擦副，其间隙大了，会产生泄漏小了会增加摩擦，而油液中的杂质颗粒会进入此间隙，加快平面的磨损，严重时会发热、咬死。

4.自吸特性差。液体流动时要呈现出粘性力和惯性力，配油窗口由于缸体的高速转动，对环形槽内的液体产生扰流，影响其恒定流动，使远离油口处的压力降低，从而自吸特性差。

5.当缸体带动柱塞转动时，柱塞在斜盘上触点的轨迹近似一个圆，由于磨擦，柱塞受到两个方向的侧向力，一是沿轨迹切线方向的力，二是垂直于斜盘面方向的力，上述侧向力会使柱塞和孔加快磨损，产生泄漏，增加摩擦，降低容积效率和机械效率。

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种结构简单，成本低，性能好，生产工艺较为简单的强力摇盘式多功能大排量高压泵。

本实用新型的技术解决方案：

一种强力摇盘式多功能大排量高压泵，其特征在于它由缸体(1)、传动轴(2)、摇盘(3)及其摇盘轴(4)、柱塞(5)、流量调节滑块(6)组成，缸体(1)内腔为截面是十字形的对称空腔，缸体(1)的上、下端固连有上、下配用油盖(7)、(8)，它们为一整体，在上、下配油盖(7)、(8)的中部均活动连有一同心传动轴(2)，两传动轴(2)的位于缸体(1)十字形空腔中的内端通过各自的流量调节滑块(6)与摇盘轴(4)的对应上、下端铰接，摇盘轴(4)上活动套装有圆形摇盘(3)，摇盘(3)的外圈部分位于缸体(1)的十字形空腔的横向空腔内，且对应该横向空腔在缸体(1)四周的上、下部位开设有多个一一同心对应的上、下柱塞孔(9)、(10)，各上、下柱塞孔(9)、(10)内均对应设有可上下移动的上、下柱塞(5)，各对上、下柱塞(5)的伸出上、下柱塞孔(9)、(10)的端头部位均连有各自的柱塞互锁扣件(11)，使得各对上、下柱塞(5)的伸出头均贴在摇盘(3)上、下外圈表面的对应位置，在上、下配油盖(7)、(8)内表面的对应各上、下柱塞孔(9)、(10)的两侧位置均开有两个环形配油凹槽(12)，两配油凹槽(12)开有各自的与外界连通的通孔(13)，它们分别作为吸油槽和排油槽。

本实用新型具有下列优点和效果：

1.因采用摇盘式驱动柱塞，缸不动，进出油口采用单向阀，故没有困油现象，惯量也小，便于变量。

2.配油盖与缸体固定，不会产生扰流，配油槽为环形流体的沿程损失小于轴向泵的半圆形的沿程损失，其容积也大于半圆形，故能改善柱塞类泵的自吸差的现状。

3.该泵除在柱塞端部(在高压、大排量时)采用滑靴结构时，使用球面支承外，大都是孔与轴的配合，精度容易达到，也利于加工，大多数配件使用普通设备便可完成，配油盘因固定在缸上，只要与缸之间密封，且具备一定的强度就行，这样就能降低成本，又由于相对柱塞互锁，省去了一般泵中的柱塞回程机构，综上所述，其结构比一般轴向柱塞泵简单。

4.由于该泵采用与一般泵不同的配油方式，不存在大面积的摩擦副，对油液清洁度的要求可适当放宽。

5.摇盘柱塞泵中，摇盘轴与摇盘采用转动配合，当传动轴带动摇盘轴转动时，由于柱塞与摇盘之间的摩擦力大于轴与摇盘的磨擦力(力臂不同)，所以摇盘不随轴转动，柱塞触点在摇盘上只作径向位移，相对于轴向泵磨擦力较小。

6.该泵可以串联，以获得两倍的压力。

7.该泵与轴向泵在柱塞数、柱塞直径、柱塞分部圆直径及斜盘倾角相同时，该泵的排量是轴向泵的两倍，因为摇盘转180°时，其上下摆动的夹角为2α，也就是说柱塞所受的重直于摇盘的侧向力为普通泵的一半，柱塞也就更耐疲劳，机械效率也有所提高。

8.同等流量时，体积比普通要小，特别是径向尺寸。

图1是本实用新型的原理结构示意图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是图1的B-B剖面图；

图4是图1的C-C剖面图。

如图1、2、3，本实用新型中的柱塞互锁扣件(11)为U形弹性扣件，以适应摇盘(3)倾角改变时的工作状态，保证各对上、下柱塞(5)的球形端头始终紧贴在摇盘(3)上、下表面的对应位置，在摇盘轴(4)上设有上、下挡环，以防止U形柱塞互锁扣件(11)运动时与缸体(1)产生摩擦。本实用新型的两传动轴(2)可为T形，如图4，它们的竖直部分分别伸出上、下配油盖(7)、(8)与同一驱动装置相连，它们的横向部分位于缸体(1)的十字形空腔的竖向腔内，且横向部分开有T形槽或燕尾槽，槽内设有相吻合的T形或燕尾形流量调节滑块(6)，滑块(6)一侧与槽内的相应一端之间设有压簧(14)，它用来在当摇盘轴(4)与传动轴(2)夹角为零时，帮助摇盘轴(4)走出极点，滑块(6)在槽内可左右滑动，以适应由于上、下传动轴(2)的轴线距离改变时使摇盘(3)倾角也随之变化的需要，所述的T形传动轴(2)为不规则T形，其竖直部分与横向部分的夹角小于90°，最好为45°～60°，以便调节，在上、下配油盖(7)、(8)的对应传动轴(2)的轴承外端设有调节螺母，以用来改变两传动轴(2)之间的轴线距离，当轴线距离调小时，即摇盘(3)倾角增大时，流量增大，反之亦然。

本实用新型工作时，当两传动轴(2)由同一驱动电机驱动带动摇盘轴(4)转动时，(传动轴与摇盘轴的夹角为α)，摇盘(3)也作垂直于摇盘轴(4)的相对运动，即当传动轴(2)转动180°时，图1左边的摇盘(3)与柱塞(5)的位置及柱塞(5)运动状况将与右边不转动时的镜像相重合，即压缩左边下方和右边上方的柱塞(5)，由于柱塞互锁扣件(11)的作用同时带动左边上方和右边下方的柱塞(5)伸出并吸油，每个柱塞(5)的吸油口和排油口(13)都装有单向阀，故不会产生困油现象，当调节两个传动轴(2)轴向距离时，流量调节滑块(6)也随之在传动轴(2)端部的槽内滑动，从而改变摇盘(3)倾角，使柱塞(5)的往返行程产生变化，因而也就改变了泵的排量，不断地输出压力油。

因上、下两组柱塞(5)数量相同，排量相等，所以力量相等，但方向相反，故摇盘(3)相对于摇盘轴(4)没有轴向力和位移，摇盘始终在摇盘轴的中间。

当将上、下两组缸中的一组排油口(13)与另一组的进油口(13)相连接，就成了一个串联泵，能获得高于平时两倍的压力，但流用量减半。

本实用新型如果向出油孔(13)输入高压油，则两传动轴(2)可输出机构能，用于带动其它设备，其原理与泵的工作原理互逆，构成大排量高压马达。

Claims (6)

1.一种强力摇盘式多功能大排量高压泵，其特征在于它由缸体(1)、传动轴(2)、摇盘(3)及其摇盘轴(4)、柱塞(5)、流量调节滑块(6)组成，缸体(1)内腔为截面是十字形的对称空腔，缸体(1)的上、下端固连有上、下配油盖(7)、(8)，它们为一整体，在上、下配油盖(7)、(8)的中部均活动连有一同心传动轴(2)，两传动轴(2)的位于缸体(1)十字形空腔中的内端通过各自的流量调节滑块(6)与摇盘轴(4)的对应上、下端铰接，摇盘轴(4)上活动套装有圆形摇盘(3)，摇盘(3)的外圈部分位于缸体(1)的十字形空腔的横向空腔内，且对应该横向空腔在缸体(1)四周的上、下部位开设有多个一一同心对应的上、下柱塞孔(9)、(10)，各上、下柱塞孔(9)、(10)内均对应设有可上下移动的上、下柱塞(5)，各对上、下柱塞(5)的伸出上、下柱塞孔(9)、(10)的端头部位均连有各自的柱塞互锁扣件(11)，使得各对上、下柱塞(5)的伸出头均贴在摇盘(3)上、下外圈表面的对应位置，在上、下配油盖(7)、(8)内表面的对应各自上、下柱塞孔(9)、(10)的两侧位置均开有两个环形配油凹槽(12)，两配油凹槽(12)开有各自的与外界连通的通孔(13)，它们分别作为吸油槽和排油槽。

2.按权利要求1所述的强力摇盘式多功能大排量高压泵，其特征在于所述的柱塞互锁扣件(11)为U形弹性扣件，以适应摇盘(3)倾角改变时的工作状态，保证各对上、下柱塞(5)的球形端头始终紧贴在摇盘(3)上、下表面的对应位置。

3.按权利要求1所述的强力摇盘式多功能大排量高压泵，其特征在于所述的两传动轴(2)可为T形，它们的竖直部分分别伸出上、下配油盖(7)、(8)与同一驱动装置相连，它们的横向部分位于缸体(1)的十字形空腔的竖向腔内，且该横向部分开有T形槽或燕尾槽，槽内设有相吻合的T形或燕尾形流量调节滑块(6)，滑块(6)一侧与槽内的相应一端之间设有压簧(14)，它用来在当摇盘轴(4)与传动轴(2)夹角为零时，帮助摇盘轴(4)走出极点，滑块(6)在槽内可左右滑动，以适应由于上、下传动轴(2)的轴线距离改变时使摇盘(3)倾角也随之变化的需要。

4.按权利要求3所述的强力摇盘式多功能大排量高压泵，其特征在于所述的T形传动轴(2)为不规则T形，其竖直部分与横向部分的夹角小于90°，最好为45°～60°，以便调节。

5.按权利要求1所述的强力摇盘式多功能大排量高压泵，其特征在于在摇盘轴(4)上设有上、下挡环，以防止U形柱塞互锁扣件(11)运动时与缸体(1)产生摩擦。

6.按权利要求1所述的强力摇盘式多功能大排量高压泵，其特征在于在上、下配油盖(7)、(8)的对应传动轴(2)的轴承外端设有调节螺母，以用来改变两传动轴(2)之间的轴线距离。

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