CN2695670Y

CN2695670Y - 摆角式径向柱塞变量泵

Info

Publication number: CN2695670Y
Application number: CN 200420064179
Authority: CN
Inventors: 卢堃
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2014-05-18

Abstract

本实用新型公开了一种静、动压平衡的摆角式径向柱塞变量泵，解决了瞬变负载工况下抱轴问题。在泵体内安置有定子摆架和摆架转轴，位于定子摆架上的摆架滚子轴承与定子托架的一端配合联接，定子托架的另一端与定子相连；柱塞连杆滑靴上设有静压平衡室，柱塞连杆滑靴两侧设有保持环，柱塞连杆滑靴与保持环有一定的配合间隙；转子通过柱塞带动定子同步旋转；在转子内圆两端设有滚针轴承，滚针轴承与配流轴配合。本实用新型转子与定子基本同步旋转，柱塞连杆滑靴在定子内表面上滑动，线速度为0或线速度很小(0－40r/min)；结构尺寸比同类参数径向柱塞泵径向尺寸小1/3。本实用新型通过定子摆架摆角来改变定子与转子偏心量e，即实现变量。

Description

摆角式径向柱塞变量泵

技术领域：

本实用新型涉及一种摆角式径向柱塞变量泵，具体的说是适用于500mL/r以上排量的径向柱塞变量泵。

背景技术：

50年代至今，对于500mL/r以上的轴向和径向柱塞变量泵，绝大部分从国外进口，国内几家液压件生产厂，对于高压大排量液压泵刚刚研究开发试用，但性能技术指标较低，远远满足不了工业生产发展的要求。具初步调研我国每年要以国外进口500mL/r以上高压大排量液压泵1500台以上，特别是锻压机械和船舶机械用量很大，每台500mL/r高压大排量液压泵，进口价均在(20-40)万元，且进口周期长。

500mL/r径向柱塞变量泵，是目前国际上一种新型径向柱塞变量泵。90年0代至今只有德国“德马克公司”生产这种类型高压大排量径向柱塞泵，它的结构特点与同参数轴向柱塞泵比，径向尺寸大，结构简单，比轴向柱塞泵和其他类型泵的运动付受力状况好。其主要性能指标是：额定压力为30Mpa，最高压力可达40Mpa，噪声86dB，比同参数轴向泵低(4-5)dB，总效率为86％左右，寿命为6000小时以上。所以该泵是国际上性能比较好的一种径向柱塞变量泵。然而这种泵主要存在的问题是：1、由于滑靴带轴承结构，不仅结构复杂，而且滑靴与定子接触时，滑靴没有反推力，接触力太大，易损坏。2、滑靴在定子内表面低速滑动过程中，滑靴无导向装置，运动过程中滑靴棱角容易与两侧盖板金属之间接触，造成两侧板与滑靴磨损或损坏。3、转子与柱塞径向力、轴向力的平衡不能有效控制。4、滑靴采用球墨铸铁材料，经常磨碰成沫状颗粒。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种静、动压平衡的摆角式径向柱塞变量泵，以解决现有径向柱塞泵存在的滑靴与两侧板易磨损、转子与柱塞径向力、轴向力的平衡不能有效控制的问题。

本实用新型摆角式径向柱塞变量泵，包括泵体、安置于泵体内的定子、设置于定子中与之偏心的转子、位于转子轴心处的配流轴、安装在配流轴上的上定位销和下定位销、位于泵体一端的泵盖、安装于泵盖上的定位套、轴封、轴封盖、滚子轴承，安置于滚子轴承上的驱动轴，安装于驱动轴上的十字键，通过十字键与转子联接的联接器，在上述部件中泵盖与驱动轴和配流轴同轴线，配流轴内沿其轴向开有高压排油孔和低压吸油孔，配流轴上开有相互连通的静压平衡槽和配流轴径向阻尼控制器，在柱塞底部设有柱塞阻尼控制器；在转子上垂直于配流轴的轴线装有柱塞，配流轴上分布有配油窗口；在所述泵体的顶部安置有伺服阀变量缸总成；泵体内安置有定子摆架和摆架转轴，位于定子摆架上的摆架滚子轴承与定子托架的一端配合联接，定子托架的另一端与定子相连，定子托架两端相同；柱塞通过球铰联接有滑靴成为柱塞连杆滑靴，柱塞连杆滑靴上设有静压平衡室，柱塞连杆滑靴两侧设有保持环，柱塞连杆滑靴与保持环配合间隙；转子通过柱塞带动定子同步旋转；在转子内圆两端设有滚针轴承，滚针轴承与配流轴配合；沿配流轴轴向开有相互连通的轴心控制油路和控制油路，轴心控制油路的端头安置有配流轴轴向阻尼控制器，配流轴径向阻尼控制器与轴心控制油路连通，在与控制油路成30～60度夹角的方向上安置有配流轴斜向阻尼控制器。

本实用新型中柱塞与滑靴可以通过圆柱销联接。在转子内孔中间装有铜套，铜套与配流轴配合。

本实用新型转子与定子基本同步旋转，本实用新型通过定子摆架摆角，改变定子与转子偏心量e，即实现变量。本实用新型能确保转子与配流轴摩擦付在任何工况下运转有油膜润滑，解决了瞬变负载工况下抱轴问题。本实用新型的变量机构采用定子摆角改变偏心e的变量原理，其主要性能指标为：额定压力32Mpa、最高压力45Mpa、噪声(83-85)dB，总效率86％以上，寿命8000小时以上，动态响应时间(50-80)ms，变量形式多种。本实用新型柱塞采用滑靴式结构，柱塞连杆滑靴上设有静压平衡室，通过阻尼控制回路，控制柱塞连杆滑靴对定子内表面接触力大小，既能保证柱塞连杆滑靴与定子基本没有相对运动，或有相对运动很小(0-40r/min)，又能使柱塞连杆滑靴与定子内表面有一定的油膜润滑，由此大幅值降低柱塞连杆滑靴在定子内表面运动的圆周速度，提高泵的寿命、降低泵的噪声。柱塞连杆滑靴两侧设有保持环，柱塞连杆滑靴与保持环有一定的配合间隙，而柱塞连杆滑靴只能在保持环的槽内运动，这样就解决了柱塞连杆滑靴一旦在定子内表面运动时，滑靴棱角碰磨定子托架，造成两者损坏。由于转子、定子、定子托架比同类产品小1/3，所以本实用新型结构尺寸比同类参数径向柱塞泵径向尺寸小1/3。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中柱塞连杆滑靴部的放大图；

图3是本实用新型中配流轴的结构示意图；

图4是图3的右视图；

图5是图3所示配流轴沿A-A线视图；

图6是图3所示配流轴沿B-B线视图；

图7是本实用新型中柱塞的结构示意图；

图8是本实用新型中保持环的结构示意图；

图9是本实用新型中转子与定子受径向载荷的示意图。

具体实施方式

附图标记含义如下：

泵体1、十字键2、驱动轴3、滚子轴承(4、21)、泵盖5、

联接器6、摆架滚子轴承(7、17)、定子摆架8、伺服阀变量缸总成9、定子10、

滑靴11、静压平衡室11-1、柱塞12、转子13、滚针轴承(14、18)、

配流轴15、保持环16、铜套19、定子托架20、定位套22、轴封23、轴封盖24、

上定位销25、下定位销26、摆架转轴27、圆柱销28、静压平衡槽29、

高压排油孔30、低压吸油孔31、配油窗口32、轴心控制油路33、控制油路34、

配流轴径向阻尼控制器(I、II)、配流轴轴向阻尼控制器III、

配流轴斜向阻尼控制器IV、柱塞阻尼控制器V、

定子径向受力F、摆架滚子轴承受力F₁、F₂、滚针轴承受转子径向力F₃、F₄、

转子径向受力F_i、转子和配流轴的静压平衡力F_i′

如图所示，本实用新型摆角式径向柱塞变量泵，包括泵体1、安置于泵体1内的定子10、设置于定子10中与之偏心的转子13、位于转子13轴心处的配流轴15、安装在配流轴15上的上定位销25和下定位销26、上、下定位销25、26是使配流轴15定位不能转动。位于泵体1一端的泵盖5、安装于泵盖5上的定位套22、轴封23、轴封盖24、滚子轴承4、滚子轴承21，安置于滚子轴承4和滚子轴承21上的驱动轴3，安装于驱动轴3上的十字键2，通过十字键2与转子13联接的联接器6，在上述部件中泵盖5与驱动轴3和配流轴15同轴线，配流轴15内沿其轴向分别开有高压排油孔30和低压吸油孔31，配流轴15上开有相互连通的静压平衡槽29和配流轴径向阻尼控制器I、II，在柱塞12底部设有柱塞阻尼控制器V；在转子13上垂直于配流轴15的轴线装有柱塞12，配流轴15上分布有配油窗口32。在泵体1的顶部安置有伺服阀变量缸总成9；泵体1内安置有定子摆架8和摆架转轴27，位于定子摆架8上的摆架滚子轴承7、摆架滚子轴承17与定子托架20的一端配合联接做为其内套，定子托架20的另一端与定子10相连，定子托架20两端相同；柱塞12采用滑靴式结构，柱塞12通过球铰联接有滑靴11成为柱塞连杆滑靴，在图2中示出了一种连接方式，即柱塞12与滑靴11通过圆柱销28联接。柱塞连杆滑靴上设有静压平衡室11-1，柱塞连杆滑靴两侧设有保持环16，柱塞连杆滑靴与保持环16有一定的配合间隙，转子13通过柱塞12带动定子10同步旋转；当电机带动传动轴3旋转时，就带动了转子13转动，由于柱塞12对定子10内表面有一定的压紧力，同时定子也旋转。当柱塞连杆滑靴对定子10一旦有相对运动时，一般0-40r/min，而柱塞连杆滑靴只能在保持环16的槽内运动，这样就解决了柱塞连杆滑靴一旦在定子10内表面运动时，滑靴棱角碰磨定子托架20，造成两者损坏。在转子13内圆两端设有滚针轴承14、滚针轴承18，滚针轴承14和滚针轴承18与配流轴15配合。

如图9所示，定子径向受力F由两端摆架滚子轴承受力F₁、F₂承受，形成了简支梁结构。转子径向受力F_i大部分由转子和配流轴的静压平衡力F_i′支撑，一部分由滚针轴承受转子径向力F₃、F₄、承受，因而滚针轴承14、18是承受转子13一部分径向力的简支梁结构，其只是在转子开始起动和停止以及负载瞬变时起作用，而转子在正常工作时，由转子和配流轴的静压平衡力F_i′支承工作负载和变化的负载。彻底解决了转子在起动或停止运动时瞬间抱轴问题。

如图6所示，沿配流轴15轴向开有相互连通的轴心控制油路33和控制油路34，轴心控制油路33的端头安置有配流轴轴向阻尼控制器III，配流轴径向阻尼控制器I、II与轴心控制油路33连通，在与控制油路34成30～60度夹角的方向上安置有配流轴斜向阻尼控制器IV。配流轴径向阻尼控制器I、II用以控制转子13与配流轴15在运转过程中的径向力平衡；配流轴阻尼控制器III、IV是控制转子13在运转过程中的轴向力动压平衡。对转子13与配流轴15这对摩擦付进行压力和油膜间隙控制，确保转子与配流轴摩擦付在任何工况下运转有油膜润滑，解决了瞬变负载工况下抱轴问题。柱塞12底部的柱塞阻尼控制器V能够控制柱塞连杆滑靴静压平衡室11-1的流量和压力，还可控制柱塞连杆滑靴对定子10内表面接触力大小。由于柱塞连杆滑靴反推力可控，所以能精确确定和调节柱塞12与定子10压紧力系数，既能保证柱塞连杆滑靴与定子基本没有相对运动，或有相对运动很小(0-40r/min)，又能使柱塞连杆滑靴与定子内表面有一定的油膜润滑，由此大幅值降低柱塞连杆滑靴在定子内表面运动的圆周速度，提高泵的寿命、降低泵的噪声。

在转子13内孔中间装有铜套19，铜套19与配流轴15配合。

本实用新型的原理是由转子定子、配流轴和柱塞组成密闭可变容积，工作时液压油从配流轴15端部进入配油窗口32再进入柱塞12底部，由于转子13与定子10存在一个偏心e，当电机通过驱动轴3与十字键2带动转子旋转，柱塞12向外伸出时，柱塞12底部容积增大为吸油，当转子13转过180°时柱塞12向心缩入，使柱塞12底部容积减小为排油，即从配流轴15端部排出。

本实用新型中摩擦付的材料选自：配流轴材料是38CrMoAl，转子材料是合金球墨铸铁，柱塞材料是18Cr2Ni4w，滑靴材料是铜合金，定子材料是轴承钢。

变量形式：电液伺服控制，(双向或单向变量)电液比例控制，电液比例负载敏感控制，恒压控制和恒功率控制等多种形式。

本实用新型广泛应用于锻压机械、船舶机械、轧钢机械设备，矿山机械、石油化工机械、军事工业、注塑和挤压铝型材等机械设备中，是上述各领域机械设备的液压动力源。

Claims

1、一种摆角式径向柱塞变量泵，它包括泵体、安置于泵体内的定子、设置于定子中与之偏心的转子、位于转子轴心处的配流轴、安装在配流轴上的上定位销和下定位销、位于泵体一端的泵盖、安装于泵盖上的定位套、轴封、轴封盖、滚子轴承，安置于滚子轴承上的驱动轴，安装于驱动轴上的十字键，通过十字键与转子联接的联接器，在上述部件中泵盖与驱动轴和配流轴同轴线，配流轴内沿其轴向开有高压排油孔和低压吸油孔，配流轴上开有相互连通的静压平衡槽和配流轴径向阻尼控制器，在柱塞底部设有柱塞阻尼控制器；在转子上垂直于配流轴的轴线装有柱塞，配流轴上分布有配油窗口；其特征在于：在所述泵体(1)的顶部安置有伺服阀变量缸总成(9)，泵体(1)内安置有定子摆架(8)和摆架转轴(27)，位于定子摆架(8)上的摆架滚子轴承(7、17)与定子托架(20)的一端配合联接，定子托架(20)的另一端与定子(10)相连，定子托架(20)两端相同；柱塞(12)通过球铰联接有滑靴(11)成为柱塞连杆滑靴，柱塞连杆滑靴上设有静压平衡室(11-1)，柱塞连杆滑靴两侧设有保持环(16)，柱塞连杆滑靴与保持环(16)配合间隙；转子(13)通过柱塞(12)带动定子(10)同步旋转；在转子(13)内圆两端设有滚针轴承(14、18)，滚针轴承(14、18)与配流轴(15)配合；沿配流轴(15)轴向开有相互连通的轴心控制油路(33)和控制油路(34)，轴心控制油路(33)的端头安置有配流轴轴向阻尼控制器(III)，配流轴径向阻尼控制器(I、II)与轴心控制油路(33)连通，在与控制油路(34)成30～60度夹角的方向上安置有配流轴斜向阻尼控制器(IV)。

2、根据权利要求1所述的摆角式径向柱塞变量泵，其特征在于：所述柱塞(12)与滑靴(11)通过圆柱销(28)联接。

3、根据权利要求1或2所述的摆角式径向柱塞变量泵，其特征在于：所述转子(13)内孔中间装有铜套(19)，铜套(19)与配流轴(15)配合。