专利名称：回转容积式液压装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种回转容积式液压装置，特别是涉及一种通过转子外周均布各槽中依次装配的滑动构件在转子回转过程中往复径向运动形成工作腔容积变化完成工作，包括液压泵、液压马达、液压传动器在内的液压装置。
背景技术：
与本发明最接近的背景技术是本人于申请号为2004100715265，公开号为CN1587751A，名称为“回转容积式液压装置和液压传动式石油开采抽油机”的发明专利申请中提出的技术方案。该背景技术方案，提供了一种由转子部件和定子部件两部分构成，通过转子部件中的主体构件外周均布槽中的配合构件在转子回转过程中受到与转子回转轴线偏心设置的定子环腔内壁的限制往复径向运动，形成转子工作液容腔容积变化实现压输工作液或者由压力液驱动转子旋转的液压装置；其中包括滑块式液压泵、液压马达和液压传动器。
根据背景技术构造的液压泵、液压马达、液压传动器产品与现有在用的对应产品相比，虽然在制造和使用方面的综合经济效果上都具有明显的优势，但是，其转子外周用于装配滑动构件的配合槽结构、转子轴承的结构仍存在不足，同时，没能提供如何构成该产品完整系列的解决方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是以背景技术为基础，弥补其中的上述不足，从方便产品的制造和应用出发，通过改进了转子外周滑块配装槽的结构、改进转子轴承的结构、基本结构参数采用“模数”制来提高产品技术性能和构成本发明的完整产品系列。
上述技术问题的解决，是由如下方案实现的以背景技术为基础，即由工作中做旋转运动零件的装配组合，本发明称其为转子部件和由该转子部件以外的所有零件的装配组合，本发明称其为定子部件这两部分装配组合构成本装置；该液压装置的内部结构中，其转子部件有两种基本结构，第一种由转子主体构件外周均布的轴向平行通槽内逐一装配可沿槽壁径向滑动的滑块构件构成转子部件，该转子主体构件是空心旋转体，于外周均布滑块配装槽所在轴体部位的两侧端面的各个槽间隔壁处逐一居中开有导流槽，该导流槽周向宽度≤各槽间隔壁周向平均宽度的1/2、轴向纵截面是两直边边长与各均布槽的槽深相等的直角等边三角形，该轴体部位以外的两侧端外轴面是与滑动轴承相配合的精加工轴面，内孔或孔的一端部设置有构成或者连接联轴器的结构；第二种转子主体构件的外周通体均布滑块配装槽，内孔是贯通的滑动轴承工作面，两侧端面的导流槽结构与第一种的结构相同，于其外周，轴向居中装配传动盘，滑块构件分别逐一装配于盘两侧的滑块配装槽内构成转子部件；两种结构中的滑块构件构造相同，都是相当于由外径与定子部件中与之相配合构件的配合内孔直径相等、轴向宽度与配装槽长度对应相等、径向厚度与配装槽径向深度相关的空心圆柱体上沿其轴线平行截取的棱柱体；在定子部件的内部结构中，与转子滑块外周相配合的内孔是滑动轴承工作面，其轴心线与转子回转轴线固定偏心设置或者可连续改变偏心量值，具有支撑转子正常运转的滑动轴承结构，或者具有与转子主体构件内孔滑动轴承工作面相配合的静止支撑心轴、并且，该心轴的轴面以定子内腔与滑块外周相配合圆周轴心线偏心方向线所在平面为分割界面的两个半轴面内设置有平面静压槽、该静压槽通过定子体内孔道或者直接与对应的转子工作腔相沟通，构成自供液静压滑动配合的结构；具有由配流盘体和柔性密封件组合构成液压补偿密封的浮动配流盘的结构；根据本装置的具体结构差异划分定子部件具有内腔圆周壁轴心线相对于转子回转轴线固定偏心设置结构的为定量液压泵或者马达，具有内腔圆周壁轴心线相对于转子回转轴线变动偏心结构的是变量液压泵或者马达，具有转子主体构件外周居中套装有通出定子部件体外的传动盘构件结构的是盘传动液压泵或者马达，具有定子部件中设置有工作液容箱、体内同轴排列两个装配转子的容腔、两容腔内分别配装各自分别运转的不同排量的转子部件、通过配装于两转子容腔之间的配流阀及相关槽、孔、管路通道将工作液容箱及两转子容腔间自动连接为按工作状态协调导通的循环工作回路结构的本装置为液压差速传动器，其中两转子容腔内腔与滑块构件外轴面相配合的向心滑动轴承工作面轴线相对于转子回转轴线均固定偏心设置、主动转子排量小于被动转子排量的是液压减速器，主动转子排量大于被动转子排量的是液压增速器，两转子容腔之一的内腔向心滑动轴承工作面轴线相对于转子回转轴线可改变偏心量值的是液压变速器；本发明的液压装置相对于背景技术的改进创新之处在于其转子滑块槽的基本轮廓曲线采用渐开线，该曲线于分度圆处的压力角为0°；其基本几何参数采用模数制，模数的单位是毫米，分为第一、第二两个系列；第一系列取1、1.5、2、4、5、6、8、10、12、16、20、25、32、40、50，第二系列取3、7、9、14、18、22、28、36、45；其中，模数等于1、1.5是小模数系列；第一系列中大于等于2的模数系列是优先选取模数；与模数相关的基本几何参数是，定子内腔与转子滑块外周面相配合的轴面轴线相对于转子回转轴线的最大偏心距等于模数，即转子滑块的最大径向往复工作行程等于模数乘以2；滑块横截面的周向宽度和径向厚度都等于模数乘以3；转子主体构件滑块配装槽的分度圆直径等于二倍模数乘以槽数，外圆直径等于分度圆直径加模数，槽的径向全深称做槽深，等于模数乘以3，其中，外圆至分度圆的径向深度称做槽顶深，等于模数乘以0.5，分度圆至槽底的径向深度称做槽底深，等于模数乘以2.5；槽的基本轮廓曲线，即两渐开线型槽壁与分度圆圆周的交点间距称做槽宽，与滑块的周向宽度等值，等于模数乘以3；设定最大工作压力小于等于10Mpa时，转子滑块槽的最小槽数大于等于16，设定最大工作压力大于10MPa时，最小槽数大于等于24；其转子支撑轴承在采用大轴径滑动轴承的基础上选择如下两种基本结构中的一种，第一种轴承是采用由薄钢板为基体、铅青铜粉或丝为烧结层、在真空中浸结聚四氟乙烯复合构成的DU轴承，通过工作中的密封间隙泄漏液和油箱供液来实现润滑；第二种轴承是采用其静压槽腔及其供液孔道具有适时清洗结构的自供液动静压联合滑动轴承，通过定子体内预制供液孔道引入轴承静压槽腔的压力工作液实现润滑，即，该轴承工作面内的以定子内腔轴心线相对于转子回转轴线偏心方向线所在平面为界面对称设置的两静压槽腔的一端分别经由定子体内预制孔道与对侧的转子工作腔相沟通，两静压槽腔的另一端经由定子体内预制、由截止阀控制通断的孔道直接连通，工作状态下，截止阀关闭，引入轴承承载区静压槽腔的压力工作液形成的静压力平衡转子工作径向力及实现润滑，开通截止阀，两静压槽腔及其供液孔道构成转子高低压工作腔连通的闭合通道，通过工作液流的连续冲刷，迅速清除工作中积存在轴承静压槽腔及其供液孔道内的固体污染微粒，实现清洗轴承整个润滑系统的功能。
其中的定量液压泵或者马达具有如下特有结构由转子主体构件的外周槽中依次配装滑块构成转子部件，该部件装配于由偏心轴承套、壳体、两侧浮动配流盘和前后两端盖装配组合构成的定子部件的内腔，即构成本发明的定量液压泵或者马达；在转子部件中，转子主体构件的内孔的一端部设置有渐开线内花键或者矩形内花键形式的传动结构，于该传动结构以内部位经由封隔盘构件将内孔封堵，于该端外轴面与均布滑块槽轴体的交汇部位设置通液孔与封隔盘以内的内孔贯通，该构件的材料选用40Cr、GCr15表面淬火或者38CrMoAl表面渗氮；滑块材料选用耐磨铸铁或HT300或者粉末冶金；在定子部件中，壳体材料选用球墨铸铁或者铸钢，轴向居中、径向相对设置内外贯通的进排油口，偏心轴承套材料选用轴承钢表面淬火或者38CrMoAl表面渗氮，其外周面以偏心方向线与轴线构成的平面为界面±15°以内的轴面是与壳体内孔的过渡配合面，其余部分下凹，装配后，由此构成转子工作腔与进排油口之间的液流通道，浮动配流盘由配流盘体和柔性密封件组合构成，盘体材料选用HT300或者粉末冶金，于与转子侧端面配合的正盘面设置有弧形配流槽，槽内均布通液孔与背盘面贯通，该槽的外弧直径等于转子主体构件外圆直径减去一个模数，该盘的背盘面，以装配位置的偏心轴承套偏心方向线为中线，径向贯通设置宽度是转子主体构件滑块槽两槽间隔的1.1至13倍的矩形槽，槽底垂直于中线设置有横向凹槽，该盘面的内环是下凹环槽，槽的底面与矩形槽槽底交汇，处同一平面，该盘的外周面轮廓与偏心轴套外周轮廓完全一致，柔性密封件材料选用丁腈橡胶，外形与盘体背盘面的内环下凹环槽及与之相接的径向矩形槽相一致，轴向厚度在槽深的1.15至1.25倍之间，组装后，该密封件周边被刚性体包封，轴向被压缩，形成的弹性力推动盘体正盘面与转子侧端面贴合，构成初始密封，工作状态下，矩形槽中压力液一侧被压内弯，由此保持该矩形槽腔经由槽底的横向凹槽与转子压力液腔沟通，依靠液压力维持盘体正盘面与转子侧断面的工作密封，前、后端盖材料选用球墨铸铁或者HT300，后端盖内孔是盲孔，前端盖内孔外端装配有旋转轴唇形密封圈，在此基础上，有两种不同结构，第一种内孔装配有DU复合滑动轴承，第二种内孔直接制备滑动轴承工作面、工作面内，以偏心轴承套偏心方向线为对称界线，对称设置静压槽，两槽的一端分别经由工艺孔通出盖体对称界线另一侧的内端面，两槽的另一端分别经由工艺孔与装配于盖体的截止阀的两端孔相接，通过该阀的开关，控制两槽之间的通断；在整体结构中，转子部件外周套装偏心轴承套，两侧配装浮动配流盘，经由定位销钉固定，构成一整体部件，一并装配于壳体内孔，两侧装配前后端盖，由连接螺栓固定完成组装，其进排油口经由壳体内孔与偏心轴承套外周之间的间隔、前后端盖内端面与配流盘体背盘面之间的间隔、配流盘体的配流槽及通液孔、转子两侧端面与转子工作腔沟通，前后端盖静压轴承的所有静压槽都是经由工艺孔与对侧的转子工作腔相沟通，保证引入轴承承载区静压槽的工作液必定是压力液。
其中的变量液压泵或者马达具有如下特有结构其转子部件和定子部件中的浮动配流盘、前后端盖的构造以及整体装配结构与定量液压泵或者马达完全一致，与之不同之处在于由装配于壳体内孔和转子外周之间的导向套和变位轴承套与径向相对装配于壳体外周的平衡液缸和变位轴承套位移驱动机构组合构成该泵或者马达的排量调整机构；即，变位轴承套内孔套含滑块，外周导向槽与导向套内孔导向块相配合，构成往复径向直线位移结构，从而限定转子滑块往复径向位移的不同量值，即变化工作排量，当该套的轴心线由转子回转轴线的一侧位移至另一侧，即改变工作液流向，变位轴承套外周与导向套内孔之间构成的环腔被相配合的导向块、槽密封分隔为对等的、工作状态下始终分处高、低压不同状态的两个半环腔，导向槽与导向块配合之间形成的容腔经由配合间隙始终与低液压半环腔沟通保持低液压，平衡液缸是单作用液缸，其活塞有效压力截面积等于导向槽底面积的1/2，其液缸体内装配有梭阀，整体装配于壳体的安装座口部位，经由导向套两侧的与壳体和液缸体及梭阀腔连通的通液孔，受梭阀芯导控，该液缸工作筒腔内的工作液始终是压力液，在液压力的推动下，该液缸活塞的活塞杆穿过壳体、导向套体的预制孔，杆端始终顶触变位轴承套导向槽的槽底，保持与变位轴承套位移驱动机构的径向相对的驱动力基本平衡，该位移驱动机构与平衡液缸径向相对装配于壳体另一侧的安装座口上，根据结构差异划分，该驱动机构可以是螺旋机构、或者是拉杆机构、或者是手动伺服或电动伺服或液动伺服液缸机构、或者是压力或流量自动控制机构。
其中的盘传动液压泵或者马达具有如下特有结构由内孔是贯通的滑动轴承工作面、外周面均布贯通的滑块配装槽的转子主体构件的外周轴向居中装配传动盘，滑块依次装配于传动盘两侧的滑块槽内构成转子部件，支撑心轴穿过转子部件，外轴面与转子主体构件内孔滑动轴承工作面动配合，两只壳体的内腔内侧端配装浮动配流盘，内孔配装偏心轴承套，孔端的侧向环槽内装配组合密封件，由传动盘两侧包封转子部件，通过紧固螺栓经与支撑心轴固定连接即构成本发明盘传动液压泵或者马达；在其内部结构中于支撑心轴的轴面，以其装配位置的轴心线与偏心轴承套偏心方向线构成的平面为界的两半轴面内设置与轴线平行的静压平面槽，该心轴的内孔制备有与外部配装轴端相配合的配合孔和定位键槽；浮动配流盘由盘体和柔性密封件两部分构成，盘体的与转子侧端面配合的正盘面以偏心轴承套偏心方向线为对称界线对称设置弧形配流槽，槽的外弧直径等于转子主体构件外径减去一个模数，该盘体的背盘面的外环设置环槽，环槽的内径与偏心轴承套的内孔轴心和直径相一致，于环槽以内的盘面，以偏心轴承套的偏心方向线为径向中线，设置外弧与环槽内环面相接，角度等于转子主体构件滑块槽的两槽夹角1.05至1.2倍的扇形槽，槽底与环形槽底处同一平面，柔性密封件材料选用丁腈橡胶，平面形状与盘体背盘面环槽内接扇形槽相一致，厚度是槽深的1.15至1.25倍；装配于壳体内孔端部侧向环槽内的组合密封件是由丁腈橡胶制成的侧向唇形旋转盘密封圈和由石墨浸渍环氧树脂或者由充填石墨的聚四氟乙烯制成的密封环两部分构成，装配关系是密封圈在内，密封环在外，密封圈被轴向压缩10％至30％，在弹性力的作用下，保持密封圈的唇端和密封环的环面同时与传动盘盘面紧密贴合实现密封。
其中的液压变速传动器具有如下特有结构由滑块式变量液压泵与权利要求2所述的的定量液压马达同轴组装，经由组合配流阀及液压管路将工作液容箱、回液过滤器、泵和马达的工作腔组连沟通为协调导通的液压工作回路，构成通用型滑块式液压变速传动器；或者，由滑块式变量液压泵与滑块式盘传动定量液压马达同轴组装，经由组合配流阀及液压管路将工作液容箱、回液过滤器、泵和马达的工作腔组连沟通为协调导通的液压工作回路，构成盘传动滑块式液压变速传动器；其中的组合配流阀构造和装配结构是于变量液压泵壳体的体内，沿内孔轴线方向平行设置两个用于装配配流阀组件的贯通阀腔，两阀腔各居中设置通液孔与壳体内腔沟通，两组结构相同，由阀体、内锥阀、内压缩弹簧、滑阀套、外锥阀、外压缩弹簧、限位卡环和外阀座构成的配流阀组件分别顺序装配于两贯通阀腔内，两端被组装后的前、后端盖限定即构成该阀，该阀对外共有进液油口和回液油口、对内分别与变量泵和定量马达工作腔自控导通，该阀的进液油口通过管路与工作液容箱相接，回液油口通过管路与回液过滤器相接，过滤器装接于工作液容箱之上，滤过液直排油箱，由此构成一个功能完备的完整液压工作系统；该阀的配流过程是，设定两阀腔及腔内组件分别是A阀和B阀，变量泵与A阀沟通的是吸液工作腔，与B阀沟通的是排液工作腔，则，工作液自油箱经进液管路、该阀进液油口、推开A阀的内锥阀，进入泵的吸液工作腔加压后，经由排液工作腔进入B阀，推开B阀的外锥阀进入马达工作腔工作后，再进入A阀，推动其外锥阀带动滑阀套内行，经由开通的滑阀套与外阀座之间的通道、回液油口、回液管路、回液过滤器、返回油箱，构成完整工作循环，当泵的吸、排工作腔转换，两阀的动作状态随之相应转换，构成工作液反向流动的完整工作循环。
上述技术方案所能导致的有益效果是1、结构简单、零件、配件种类数量减少，转子滑块槽轮廓曲线采用渐开线，相关结构参数采用模数制，使得加工和装配精度的实现难度明显降低，有利于标准化、批量化加工制造和形成完整的系列产品，使用、维护、保养相对简单，因此，具有制造、使用成本低的综合优势。
2、根据工作条件的不同，转子轴承选用DU轴承和具有适时清洗静压油腔和油道结构的自供液静压轴承中的一种，可有效解决转子径向力大，轴承寿命低的难题，同时，整体结构规整，关键零部件受力相对均衡，转动惯量小，因此，压力、转速、功率、排量、扭矩的适用范围宽泛，应用范围能够覆盖齿轮、叶片、柱塞，这现有三大主体液压泵及马达产品的全部应用范围，有可能形成第四大新型液压泵及马达产品系列。
四
图1是本发明液压装置中的第一个实施例转子轴承采用DU轴承的滑块式定量液压泵整体结构的半剖正视图，图2是其半剖侧视图；图3至图19是其主要零件的具体构造图；其中，图3和图4是滑块的零件图，图5和图6是转子主体构件的零件图，图7和图8是偏心轴承套的零件图，图9和图10是壳体的零件图，图11、图12、图13是配流盘体的零件图，图14和图15是柔性密封件的零件图，图16和图17是后端盖的零件图，图18和图19是前端盖的零件图。图20、图21、图22是第二个实施例转子轴承采用油道和油腔可适时清洗的自供液静压滑动轴承的定量泵及马达的零件之一，前端盖的零件图，图23和图24是其后端盖的零件图；图26是该实施例整体结构的半剖正视图，图25是其半剖侧视图，图27是按图26所示部位的横剖视图。图29是第三个实施例转子轴承采用DU轴承的变量液压泵及马达整体结构的半剖正视图，图28是其半剖侧视图，图30和图31是其零件之一，导向套的零件图，图32和图33是另一零件，变位轴承套的零件图。图35是第四个实施例轴承采用油道和油腔可适时清洗的自供液静压滑动轴承的变量液压泵及马达的半剖正视图，图34是其侧视图；图36是第五个实施例盘传动定量液压马达的纵剖正视图，图37是其半剖侧视图，图38至图49是其主要零件的零件图，其中图38是密封圈，图39是密封环，图40和图41是柔性密封件，图42、图43、图44、图45是配流盘体，图46和图47是固定心轴，图48和图49是转子主体构件。图50是第六个实施例液压变速传动器的半剖正视图，图51是其侧视图，图52是图51所示部位的放大图，图53是按图52所示部位的剖视图。图54是第七个实施例盘传动液压变速传动器的正视图，图55是其侧视图。
五、实施方式为了表明依据本发明技术方案能够构造出一种明显有别于现有技术，包括定量、变量液压泵及马达和液压变速传动器在内的液压件新产品系列，现列举附后附图所示的七个实施例加以说明。其中定量液压泵及马达有三种基本类型。第一种转子轴承采用DU轴承，如附图中的图1至图19所示，转子主体构件101内孔的一端设置有传动用内花键，花键以内部位装配有隔封盘100，外周各滑块槽内配装滑块102构成转子部件，该部件外周套装偏心轴承套103，两只由配流盘体107和柔性密封件108组合构成浮动配流盘的正盘面与该部件工作部位的侧端面贴合，经由定位销钉104连接为一个整体部件，装配于壳体105的内孔，前端盖106的内孔装配有DU滑动轴承109、孔端装配有旋转轴唇形密封圈110、后端盖111的内孔是盲孔，装配有DU轴承，从两侧装配于转子部件的轴端，经由螺栓112连接为一体即构成该泵及马达的完整结构。在其内部结构中，进排油口分别经由壳体内孔与偏心轴承套外周之间的预制间隔通道、两配流盘的盘体背盘面与前、后端盖内盘面之间的预制间隔以及配流盘的配流槽、孔与转子工作腔沟通。经由后端盖和隔封盘将转子主体构件内花键除外部分的内孔构成存留泄漏液和为轴承提供润滑液的过渡容腔。第二种转子轴承采用可清洗、自供液、静压滑动轴承，如附图中的图20至图27所示，除与转子轴承相关的结构以外，其余与第一种类型结构相同，即，其前端盖106B和后端盖111B的内孔是静压滑动轴承工作面，由工艺孔ya和kd构成自转子工作腔向轴承静压槽cb供液的油道，由工艺孔yb和kc构成自转子工作腔向轴承静压槽ca供液的油道，由针阀011和阀体010装配构成的截止阀以及工艺孔ka和kb组合构成该轴承静压槽腔和相关油道的清洗结构；截止阀开通，两静压槽及其油道构成工作液在泵体内的闭合循环回路，将积存在油腔和油道内的固体污染物迅速冲洗干净；截止阀关闭，该轴承恢复正常工作状态，引入轴承承载区静压槽的工作液必定是压力液，用以平衡转子的径向液压力。第三种转子部件中装配有传动盘，如附图中的图36至图49所示，转子主体构件302的外周，轴向居中装配传动盘307，盘两侧的滑块槽中逐一装配滑块310构成转子部件，固定心轴301的外轴面是精加工圆周面，轴向平行、径向相对预制有四道平面槽，装配于转子部件的内孔，相互配合，构成自供液静压滑动配合结构，两只壳体304的内孔分别依次装配由柔性密封件309和配流盘体308组合构成的浮动配流盘、偏心轴承套303、旋转盘唇形密封圈305和密封环306，经由定位螺栓311周向定位，从两侧包封转子部件，经螺栓固定即构成该泵及马达。
变量液压泵及马达根据转子轴承结构划分，也分为采用DU轴承和自供液、可清洗、静压滑动轴承这两种基本类型；采用DU轴承的，具体构造如附图中的图28和图29所示，采用静压轴承的如图34和至图35所示，与轴承相关的结构与上述定量泵及马达对应一致，不同之处在于，由活塞203和液缸体204装配构成的平衡液缸经由装配于液缸体内的梭阀205导控引入的压力工作液形成的对变位轴承套202的径向推力的量值刚好与该套内孔和外周液压合力相当，与由座体206和顶杆207装配构成的控制驱动机构对该套的顶推力相平衡，通过操作该顶杆的进退驱动变位轴承套在导向套201的导引下，往复径向移动，进而改变滑块的径向往复工作行程，实现该泵及马达工作排量的适时变化。
液压变速传动器也分为两种基本类型，如图54和图55所示的是盘传动液压变速传动器，即，变量液压泵501与盘传动液压马达502同轴组装，组合配流阀pfb装配于变量液压泵的壳体之中，该阀经由泵和马达体内预制孔道将两转子工作腔控制导通，阀的回液油口经由回液管路506与回液过滤器504连通，进液油口经由供液管路505与油箱503连通，电动机500的转子轴端通过贯穿马达心轴中心孔的传动轴510与泵的转子主体构件的传动结构相连接，构成该传动器的完整结构。图50至图53所示的是通用型液压变速传动器，变量液压泵401和定量液压马达402是一体式结构，组合配流阀pf的进液油口经由供液管路405与油箱403连通，回液油口经由回液管路404与回液过滤器406连通构成该传动器的整体结构，组合配流阀pf的内部结构如图53所示两组结构相同，由阀体01、内锥阀02、内压缩弹簧03、滑阀套04、外锥阀05、外压缩弹簧06、限位卡环07和外阀座08构成的组合配流阀组件分别顺序装配于两筒腔内，通过共有的进液油口和回液油口将两组件并联连通构成该组合配流阀。
权利要求
1.一种由工作中做旋转运动零件装配组合所构成的转子部件和由工作中无旋转运动零件装配组合所构成的定子部件装配而成的回转容积式液压装置，包括液压泵、液压马达和液压差速传动器，其转子部件有两种基本结构，第一种由转子主体构件外周均布的轴向平行通槽内逐一装配可沿槽壁径向滑动的滑块构件构成转子部件，该转子主体构件是空心旋转体，于外周均布滑块配装槽所在轴体部位的两侧端面的各个槽间隔壁处逐一居中开有导流槽，该导流槽周向宽度≤各槽间隔壁周向平均宽度的1/2、轴向纵截面是两直边边长与各均布槽的槽深相等的直角等边三角形，该轴体部位以外的两侧端外轴面是与滑动轴承相配合的精加工轴面，内孔或孔的一端部设置有构成或者连接联轴器的结构；第二种转子主体构件的外周通体均布滑块配装槽，内孔是贯通的滑动轴承工作面，两侧端面的导流槽结构与第一种的结构相同，于其外周，轴向居中装配传动盘，滑块构件分别逐一装配于盘两侧的滑块配装槽内构成转子部件；两种结构中的滑块构件构造相同，都是相当于由外径与定子部件中与之相配合构件的配合内孔直径相等、轴向宽度与配装槽长度对应相等、径向厚度与配装槽径向深度相关的空心圆柱体上沿其轴线平行截取的棱柱体；在定子部件的内部结构中，与转子滑块外周相配合的内孔是滑动轴承工作面，其轴心线与转子回转轴线固定偏心设置或者可连续改变偏心量值，具有支撑转子正常运转的滑动轴承结构，或者具有与转子主体构件内孔滑动轴承工作面相配合的静止支撑心轴、并且，该心轴的轴面以定子内腔与滑块外周相配合圆周轴心线偏心方向线所在平面为分割界面的两个半轴面内设置有平面静压槽、该静压槽通过定子体内孔道或者直接与对应的转子工作腔相沟通，构成自供液静压滑动配合的结构；具有由配流盘体和柔性密封件组合构成液压补偿密封的浮动配流盘的结构；根据本装置的具体结构差异划分定子部件具有内腔圆周壁轴心线相对于转子回转轴线固定偏心设置结构的为定量液压泵或者马达，具有内腔圆周壁轴心线相对于转子回转轴线变动偏心结构的是变量液压泵或者马达，具有转子主体构件外周居中套装有通出定子部件体外的传动盘构件结构的是盘传动液压泵或者马达，具有定子部件中设置有工作液容箱、体内同轴排列两个装配转子的容腔、两容腔内分别配装各自分别运转的不同排量的转子部件、通过配装于两转子容腔之间的配流阀及相关槽、孔、管路通道将工作液容箱及两转子容腔间自动连接为按工作状态协调导通的循环工作回路结构的本装置为液压差速传动器，其中两转子容腔内腔与滑块构件外轴面相配合的向心滑动轴承工作面轴线相对于转子回转轴线均固定偏心设置、主动转子排量小于被动转子排量的是液压减速器，主动转子排量大于被动转子排量的是液压增速器，两转子容腔之一的内腔向心滑动轴承工作面轴线相对于转子回转轴线可改变偏心量值的是液压变速器；特征是其转子滑块配装槽的基本轮廓曲线采用渐开线，该曲线于分度圆处的压力角为0°；其基本几何参数采用模数制，模数的单位是毫米，分为第一、第二两个系列；第一系列取1、1.5、2、4、5、6、8、10、12、16、20、25、32、40、50，第二系列取3、7、9、14、18、22、28、36、45；其中，模数等于1、1.5是小模数系列；第一系列中大于等于2的模数系列是优先选取模数；与模数相关的基本几何参数是，定子内腔与转子滑块外周面相配合的轴面轴线相对于转子回转轴线的最大偏心距等于模数，即转子滑块的最大径向往复工作行程等于模数乘以2；滑块横截面的周向宽度和径向厚度都等于模数乘以3；转子主体构件滑块配装槽的分度圆直径等于二倍模数乘以槽数，外圆直径等于分度圆直径加模数，槽的径向全深称做槽深，等于模数乘以3，其中，外圆至分度圆的径向深度称做槽顶深，等于模数乘以0.5，分度圆至槽底的径向深度称做槽底深，等于模数乘以2.5；槽的基本轮廓曲线，即两渐开线型槽壁与分度圆圆周的交点间距称做槽宽，与滑块的周向宽度等值，等于模数乘以3；设定最大工作压力小于等于10Mpa时，转子滑块槽的最小槽数大于等于16，设定最大工作压力大于10MPa时，最小槽数大于等于24；其转子支撑轴承在采用大轴径滑动轴承的基础上采用如下两种基本结构中的一种，第一种轴承是采用由薄钢板为基体、铅青铜粉或丝为烧结层、在真空中浸结聚四氟乙烯复合构成的DU轴承，通过工作中的密封间隙泄漏液和油箱供液来实现润滑；第二种轴承是采用其静压槽腔及其供液孔道具有适时清洗结构的自供液动静压联合滑动轴承，通过定子体内预制供液孔道引入轴承静压槽腔的压力工作液实现润滑，即，该轴承工作面内的以定子内腔轴心线相对于转子回转轴线偏心方向线所在平面为界面对称设置的两静压槽腔的一端分别经由定子体内预制孔道与相对的转子工作腔相沟通，两静压槽腔的另一端经由定子体内预制、由截止阀控制通断的孔道直接连通，工作状态下，截止阀关闭，引入轴承承载区静压槽腔的压力工作液形成的静压力平衡转子工作径向力及实现润滑，开通截止阀，两静压槽腔及其供液孔道构成转子高低压工作腔连通的闭合通道，通过工作液流的连续冲刷，迅速清除工作中积存在轴承静压槽腔及其供液孔道内的固体污染微粒，实现对油腔和油道的清洗。
2.一种如权利要求1所述的液压装置，本发明称之为滑块式定量液压泵或者马达，其特征是由转子主体构件的外周槽中依次配装滑块构成转子部件，该部件装配于由偏心轴承套、壳体、两侧浮动配流盘和前后两端盖装配组合构成的定子部件的内腔，即构成本发明的定量液压泵或者马达；在转子部件中，转子主体构件的内孔的一端部设置有渐开线内花键或者矩形内花键形式的传动结构，于该传动结构以内部位经由封隔盘构件将内孔封堵，于该端外轴面与均布滑块槽轴体的交汇部位设置通液孔与封隔盘以内的内孔贯通，该构件的材料选用40Cr、GCr15表面淬火或者38CrMoAl表面渗氮；滑块材料选用耐磨铸铁或HT300或者粉末冶金；在定子部件中壳体材料选用球墨铸铁或者铸钢，轴向居中、径向相对设置内外贯通的进排油口，偏心轴承套材料选用轴承钢淬火或者38CrMoAl表面渗氮，其外周面以偏心方向线与轴线构成的平面为界面±15°以内的轴面是与壳体内孔的过渡配合面，其余部分下凹，装配后，由此构成转子工作腔与进排油口之间的液流通道，浮动配流盘由配流盘体和柔性密封件组合构成，盘体材料选用HT300或者粉末冶金，于与转子侧端面配合的正盘面设置有弧形配流槽，槽内均布通液孔与背盘面贯通，该槽的外弧直径等于转子主体构件外圆直径减去一个模数，该盘的背盘面，以装配位置的偏心轴承套偏心方向线为中线，径向贯通设置宽度是转子主体构件滑块槽两槽间隔的1.1至1.3倍的矩形槽，槽底垂直于中线设置有横向凹槽，该盘面的内环是下凹环槽，槽的底面与矩形槽槽底交汇，处同一平面，该盘的外周面轮廓与偏心轴套外周轮廓完全一致，柔性密封件材料选用丁腈橡胶，外形与盘体背盘面的内环下凹环槽及与之相接的径向矩形槽相一致，轴向厚度在槽深的1.15至1.25倍之间，组装后，该密封件周边被刚性体包封，轴向被压缩，形成的弹性力推动盘体正盘面与转子侧端面贴合，构成初始密封，工作状态下，矩形槽中压力液一侧的柔性体受压内弯，保持该矩形槽腔经由槽底的横向凹槽与转子压力液腔沟通，依靠液压力维持盘体正盘面与转子侧断面的工作密封，前、后端盖材料选用球墨铸铁或者HT300，后端盖内孔是盲孔，前端盖内孔外端装配有旋转轴唇形密封圈，在此基础上，两端盖还有两种不同结构，第一种内孔装配有DU复合滑动轴承，第二种内孔直接制备滑动轴承工作面、工作面内，以偏心轴承套偏心方向线为对称界线，对称设置静压槽，两槽的一端分别经由工艺孔通出盖体对称界线另一侧的内端面，两槽的另一端分别经由工艺孔与装配于盖体的截止阀的两端孔相接，通过该阀的开关控制两槽之间的通断；在整体结构中，转子部件外周套装偏心轴承套，两侧配装浮动配流盘，经由定位销钉固定，构成一整体部件，一并装配于壳体内孔，两侧装配前后端盖，由连接螺栓固定完成组装，其进排油口经由壳体内孔与偏心轴承套外周之间的间隔、前后端盖内端面与配流盘体背盘面之间的间隔、配流盘体的配流槽及通液孔、转子两侧端面与转子工作腔沟通，前后端盖静压轴承的所有静压槽都是经由工艺孔与相对的转子工作腔相沟通，保证引入轴承承载区静压槽的工作液必定是压力液。
3.一种如权利要求1所述的液压装置，本发明称之为滑块式变量液压泵或者马达，其特征是其整个转子部件和定子部件中的浮动配流盘、前后端盖的构造以及整体装配结构与权利要求2所述的液压装置完全一致，与之不同之处在于由装配于壳体内孔和转子外周之间的导向套和变位轴承套与径向相对装配于壳体外周的平衡液缸和变位轴承套位移驱动机构组合构成该泵或者马达的排量调整机构；即，变位轴承套内孔套含各滑块，外周导向槽与导向套内孔导向块相配合，构成往复径向直线位移结构，由此限定转子滑块往复径向位移的不同量值，即变化其工作排量，该套的轴心线由转子回转轴线的一侧位移至另一侧，随即改变其工作液流向，变位轴承套外周与导向套内孔之间构成的环腔被相配合的导向块、槽密封分隔为对等的、工作状态下始终分处高、低压不同状态的两个半环腔，导向槽与导向块配合之间形成的容腔经由配合间隙始终与低液压半环腔沟通保持低液压，平衡液缸是单作用液缸，其活塞有效压力截面积等于变位轴承套导向槽底面积的1/2，其液缸体的体内装配有梭阀，整体装配于壳体的预制安装座口部位，经由导向套两侧的与壳体和液缸体及梭阀腔连通的通液孔，受梭阀芯导控，始终将压力工作液导入该液缸工作筒腔，在液压力的推动下，该液缸活塞的活塞杆穿过壳体、导向套体的预制孔，杆端始终顶触变位轴承套导向槽的槽底，保持与变位轴承套位移驱动机构的径向相对的驱动力相平衡，位移驱动机构与平衡液缸径向相对装配于壳体另一侧的安装座口上，根据结构差异划分，该驱动机构可以是螺旋机构、或者是拉杆机构、或者是手动伺服或电动伺服或液动伺服液缸机构、或者是压力或流量自动控制机构。
4.一种如权利要求1所述的液压装置，本发明称之为滑块式盘传动液压泵或者马达，其特征是由内孔是贯通的滑动轴承工作面、外周面均布贯通的滑块配装槽的转子主体构件的外周轴向居中装配传动盘，滑块依次装配于传动盘两侧的滑块槽内构成转子部件，支撑心轴穿过转子部件，外轴面与转子主体构件内孔滑动轴承工作面动配合，两只壳体的内腔内侧端配装浮动配流盘，内孔配装偏心轴承套，孔端的侧向环槽内装配组合密封件，由传动盘两侧包封转子部件，通过紧固螺栓与支撑心轴固定连接即构该盘传动液压泵或者马达；在其内部结构中于支撑心轴的轴面，以其装配位置的轴心线与偏心轴承套偏心方向线构成的平面为界的两半轴面内设置与轴线平行的静压平面槽，该心轴的内孔制备有与配装轴端相配合的配合孔和定位键槽；浮动配流盘由盘体和柔性密封件两部分构成，盘体的与转子侧端面配合的正盘面以偏心轴承套偏心方向线为对称界线对称设置弧形配流槽，槽的外弧直径等于转子主体构件外径减去一个模数，该盘体的背盘面的外环设置环槽，环槽的内径与偏心轴承套的内孔轴心和直径相一致，于环槽以内的盘面，以偏心轴承套的偏心方向线为径向中线，设置外弧与环槽内环面相接，角度等于转子主体构件滑块槽的两槽夹角1.05至1.2倍的扇形槽，槽底与环形槽底处同一平面，柔性密封件材料选用丁腈橡胶，平面形状与盘体背盘面环槽内接扇形槽相一致，厚度是槽深的1.15至.25倍，装配于壳体内孔端部侧向环槽内的组合密封件是由丁腈橡胶制成的侧向唇形旋转盘密封圈和由石墨浸渍环氧树脂或者充填石墨的聚四氟乙烯制成的密封环两部分构成，装配关系是密封圈在内，密封环在外，密封圈被轴向压缩10％至30％，在弹性力的作用下，保持密封圈的唇端和密封环的环面同时与传动盘盘面紧密贴合实现密封。
5.一种如权利要求1所述的液压装置，本发明称之为滑块式液压变速传动器，其特征是由滑块式变量液压泵与权利要求2所述的的定量液压马达同轴组装，经由组合配流阀及液压管路将工作液容箱、回液过滤器、该泵和马达的工作腔组连沟通为协调导通的液压工作回路，构成通用型滑块式液压变速传动器；由滑块式变量液压泵与滑块式盘传动定量液压马达同轴组装，经由组合配流阀及液压管路将工作液容箱、回液过滤器、该泵和马达的工作腔组连沟通为协调导通的液压工作回路，构成盘传动滑块式液压变速传动器；其中的组合配流阀构造和装配结构是于变量液压泵壳体的体内，沿内孔轴线方向平行设置两个用于装配配流阀组件的贯通阀腔，两阀腔各居中设置通液孔与壳体内腔沟通，两组结构相同，由阀体、内锥阀、内压缩弹簧、滑阀套、外锥阀、外压缩弹簧、限位卡环和外阀座构成的配流阀组件分别顺序装配于两贯通阀腔内，两端被组装后的前、后端盖限定即构成该阀，该阀对外共有进液油口和回液油口、对内分别与变量泵和定量马达工作腔自控导通，该阀的进液油口通过管路与工作液容箱相接，回液油口通过管路与回液过滤器相接，过滤器装接于工作液容箱之上，滤过液直排油箱，构成一个功能完备的完整液压工作系统；该阀的配流过程是设定两阀腔及腔内组件分别是A阀和B阀，变量泵与A阀沟通的是吸液工作腔，与B阀沟通的是排液工作腔，则，工作液自油箱经进液管路、该阀进液油口、推开A阀的内锥阀，进入泵的吸液工作腔加压后，经由排液工作腔进入B阀，推开B阀的外锥阀进入马达工作腔推动马达工作后，再进入A阀，推动其外锥阀带动滑阀套内行，经由开通的滑阀套与外阀座之间的通道、回液油口、回液管路、回液过滤器、返回油箱，构成完整工作循环，当泵的吸、排工作腔转换，两阀的动作状态随之相应转换，构成工作液反向流动的完整工作循环。
全文摘要
一种回转容积式液压装置，包括滑块式液压泵、马达和传动器。其转子滑块槽的轮廓曲线采用渐开线，该曲线于分度圆处压力角为0°，几何参数采用模数制，根据应用技术条件的不同，转子轴承分别采用DU轴承和自供液、静压油腔及油道自清洗式静压滑动轴承中的一种。具有结构简单，制造、使用、维护相对容易和成本低的特点。适用范围可能覆盖现有齿轮、叶片、柱塞泵及马达这三大主流产品系列的全部应用领域。可能形成一种有别于现有技术、更经济适用的新型液压泵、马达及传动器产品系列。
文档编号F01C21/02GK1673577SQ20051006867
公开日2005年9月28日 申请日期2005年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者彭利, 彭凌宇 申请人:彭利