转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵，以解决现有径向柱塞泵存在的磨损大、柱塞易卡死在转子孔中，造成滑靴和整个泵的损坏以及对工作系统的严重污染问题。它包括泵体、泵盖、传动轴、配流轴、转子、定子、定子托架、柱塞、滑靴、十字键、联接器、支撑轴、滑动轴、摆动架、变量机构，在转子的柱塞孔的底部设有沉割槽，在转子的柱塞孔的上边缘设有圆角，圆角与柱塞孔的内表面上边缘呈圆锥弧面过度。本实用新型不仅能消除一些侧向力，从而减小磨损，而且可使柱塞与转子内孔上端部的油膜润滑，减少柱塞对柱塞孔的磨损，使柱塞运动过程中不易卡死、抱轴，减小泵芯损坏，大大提高了泵的使用寿命。
【专利说明】转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及液压和机械【技术领域】，具体说是一种转角式电液伺服控制径向柱 塞变量泵。
【背景技术】
[0002] 当今世界只有德国威普克公司推出一种高压特大排量径向柱泵，与同参数轴向柱 塞泵比，径向尺寸大，定子托架与定子联接结构比轴向柱塞泵和其它类型泵的运动付受力 状况好。主要性能指标是：额定压力为35Mpa，瞬时压力为45Mpa，噪声85dB，比其他类型泵 和轴向泵的噪声低（4-5)dB，总效率为86%左右，寿命为5000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、由于该规格泵排量 大，柱塞在转子内孔运动侧向力较大，易被卡死或造成柱塞和转子内孔严重磨损，由此降低 泵的使用寿命。2、转子在配流轴上高速旋转时靠配合间隙渗透高压油进行压力支撑和润 滑，如压力油少，易发生转子和配流轴磨损和滚子轴承干磨情况。3、转子旋转时，转子与配 流轴轴向靠铜环定位，易磨损，严重时会发生轴向窜动。4、柱塞球头和滑靴球窝没有足够 润滑油润滑，转子在旋转的过程中，柱塞运动易造成滑靴破碎，且导致整个泵的全部滑靴损 坏。 实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的是提供一种转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵，以解决现有 径向柱塞泵存在的磨损大、柱塞易卡死在转子孔中，造成滑靴和整个泵的损坏以及对工作 系统的严重污染问题。
[0004] 本实用新型技术方案如下：一种转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵，包括泵体、 泵盖、传动轴、配流轴、转子、定子、定子托架、柱塞、滑靴、十字键、联接器、支撑轴、滑动轴、 摆动架、变量机构，所述泵体中间装有配流轴，配流轴与传动轴相连，配流轴上装有转子，沿 所述转子轴向依次相接有联接器、十字键、支撑轴，支撑轴装在泵盖上，沿转子径向装有柱 塞和滑靴，滑靴外侧装有定子，定子两侧装有定子托架和摆动架，两摆动架的上下端分别由 滑动轴和支撑轴固定，支撑轴的一端固定在泵体上，支撑轴的另一端固定在泵盖上，滑动轴 与变量机构连接；在转子的柱塞孔的底部设有沉割槽，在转子的柱塞孔的上边缘设有圆角， 圆角与柱塞孔的内表面上边缘呈圆锥弧面过度。
[0005] 沉割槽使转子的柱塞孔内表面不与柱塞接触，防止柱塞底部卡死；由于圆锥弧面 上存在一定的压力油，不仅能消除一些侧向力，从而减小磨损，而且可使柱塞与转子内孔上 端部的油膜润滑，减少柱塞对柱塞孔的磨损，使柱塞运动过程中不易卡死、抱轴，减小泵芯 损坏，大大提高了泵的使用寿命。
[0006] 优选的，所述滑靴（4)上设有小孔（5. 1)，小孔（5. 1)通静压室（5. 2)，滑靴（4)的 弧形表面上设有泄油斜孔（5. 3)，滑靴（4)的球面中间设有环形槽（5. 4)，环形槽（5. 4)与设 在球头端面的槽（5. 5)相通。
[0007] 优选的，所述柱塞（5)上设有环形均压槽（4. 1)，柱塞（5)的中心设有中心孔 (4. 2)，柱塞（5)的一端设有与中心孔（4. 2)相通的阻尼小孔（4. 3)，柱塞（5)的另一端边缘 为圆锥面（4. 4)。
[0008] 优选的，所述配流轴（17)上的进油窗口（7. 1)和排油窗口（7. 2)的两侧对称布置 有分别与它们连通的三角槽（7. 3)和梯形槽（7. 4)，三角槽（7. 3)靠近轴心。
[0009] 本实用新型能双向旋转和变量，变量是通过变量机构（18)使摆动架推动定子摆动 发生偏移量，实现泵的排量可调。变量机构（18)采用转角式快速改变定子与转子的偏心量， 实现柱塞吸、排油过程，实现泵的排量调节，即快速转角变量。其主要性能指标为：额定力为 35Mpa，最高压力可达42Mpa，瞬时压力为45Mpa，噪声为（81?83) dB，总效率为87%以上，寿 命为8000小时以上，排量为：1000mL/r，转速为1000r. p. m，动态响应时间为（35-65)m/s，变 量形式为电液伺服变量和电液比例变量。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为一种转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵的结构示意图。
[0011] 图2为一种转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵中转子的结构示意图。
[0012] 图3为图2中的D-D视图。
[0013] 图4为图3中柱塞孔上端的局部放大图。
[0014] 图5为一种转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵中滑靴的结构示意图。
[0015] 图6为图5中A-A视图。
[0016] 图7为一种转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵中柱塞的结构示意图。
[0017] 图8为一种转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵中配流轴的结构示意图。
[0018] 图9为图5中B-B视图。
[0019] 图10为图5中中C-C视图。
[0020] 附图标记含义如下：泵体（1)、泵盖（2)、定子（3)、滑靴（4)、柱塞（5)、
[0021] 转子（6)、传动轴（7)、十字键（11)、联接器（12)、支撑轴（13)、铜环（15)、定子 托架（16)、配流轴（17)、变量机构（18)、滑动轴（19)、摆动架（20)、柱塞孔（2. 1)、沉割槽 (2. 3)、圆锥弧面（2. 4)、圆角（2. 5)、均压槽（4. 1)、中心孔（4. 2)、阻尼小孔（4. 3)、圆锥 面（4. 4)、小孔（5. 1)、静压室（5. 2)、泄油斜孔（5. 3)、环形槽（5. 4)、槽（5. 5)、进油窗口 (7. 1)、排油窗口（7. 2)、三角槽（7. 3)、梯形槽（7. 4)、尖部的距离（7. 5)、第一静压平衡阻尼 孔（7. 6)、第二静压平衡阻尼孔（7. 7)、第一射流小孔（7. 8)、第二射流小孔（7. 9)。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0023] 如图1所示，当转子6旋转时，柱塞5在转子6孔中作往复运动，由于转子6与定 子3有一定偏心，柱塞5在转子6中受很大侧向力，柱塞5在运动过程中经常发生卡死和磨 损现象。为此，一种转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵，包括泵体1、泵盖2、传动轴7、配 流轴17、转子6、定子3、定子托架16、柱塞5、滑靴4、十字键11、联接器12、支撑轴13、滑动 轴19、摆动架20、变量机构18,所述泵体1中间装有配流轴17,配流轴17与传动轴7相连， 配流轴17上装有转子6,沿所述转子6轴向依次相接有联接器12、十字键11、支撑轴13,支 撑轴13装在泵盖2上，沿转子6径向装有柱塞5和滑靴4,滑靴4外侧装有定子3,定子3 两侧装有定子托架16和摆动架20,两摆动架20的上下端分别由滑动轴19和支撑轴13固 定，支撑轴13的一端固定在泵体1上，支撑轴13的另一端固定在泵盖2上，滑动轴19与 变量机构18连接，在转子（6)的柱塞孔（2. 1)的底部设有沉割槽（2. 3)，在转子（6)的柱塞 孔（2. 1)的上边缘设有圆角（2. 5)，圆角（2. 5)与柱塞孔（2. 1)的内表面上边缘呈圆锥弧面 (2. 4)过度，转子的每一个柱塞孔都是这样的结构。
[0024] 如图5和图6所示，滑靴（4)上设有小孔（5. 1)，小孔（5. 1)通静压室（5. 2)，滑 靴（4)的弧形表面上设有泄油斜孔（5. 3)，滑靴（4)的球面中间设有环形槽（5. 4)，环形槽 (5. 4)与设在球头端面的槽（5. 5)相通。转子的每一个柱塞孔都是这样的结构，槽（5. 5)用 于引进高压油。为了使柱塞5上球头与滑靴（4)上的球窝配合时，转动灵活，减小柱塞在运 动过程中对转子内孔的侧向力，而在滑靴（4)上设置小孔（5. 1);泄油斜孔（5. 3)能够泄去 静压室（5. 2)的泄露油，环形槽（5. 4)起到强制润滑作用，环形槽（5. 4)与设在球头端面的 连通高压油的槽（5. 5)相通，保证了柱塞5上球头与滑靴（4)上的球窝运动过程始终有润滑 油润滑，运动灵活，使滑靴不易破碎，降低了对滑靴材料的高要求，增加了泵的寿命，防止由 于滑靴破碎对工作系统的污染。
[0025] 如图4所示，柱塞（5)上设有环形均压槽（4. 1)，柱塞（5)的中心设有中心孔 (4. 2)，柱塞（5)的一端设有与中心孔（4. 2)相通的阻尼小孔（4. 3)，柱塞（5)的另一端边缘 为圆锥面（4. 4)。均压槽（4. 1)的作用是柱塞（5)在转子内孔中运动对中，防止柱塞偏磨， 阻尼小孔（4. 3)用来控制滑靴静压室的流量，柱塞（5)底端边缘的圆锥面（4. 4)用于控制柱 塞底部不和转子内孔接触，以减小柱塞磨损，增大其润滑性。
[0026] 如图8-10所示，配流轴（17)上的进油窗口（7. 1)和排油窗口（7. 2)的两侧对称 布置有分别与它们连通的三角槽（7. 3)和梯形槽（7. 4)，三角槽（7. 3)靠近轴心。进油窗口 (7. 1)和排油窗口（7. 2)的三角槽（7. 3)尖部的距离（7. 5)是负开口，即为负遮盖，这样减 小液压冲击和降声槽，从而消除液压闭死容积和降低泵的噪声。
[0027] 转子6在配流轴17上旋转时，转子靠联接器12底部的铜环15与配流轴端部限 位，防止转子沿轴向窜动，但易发生铜环磨损，而铜环磨损严重时，转子发生轴向窜动，铜环 易发生与配流轴端部的相碰磨损，增大噪声，使泵内脏损坏。为此，在配流轴（17)上设有 第一静压平衡阻尼孔（7. 6)、第二静压平衡阻尼孔（7. 7)、第一射流小孔（7. 8)、第二射流小 孔（7. 9)，第一静压平衡阻尼孔（7. 6)和第二静压平衡阻尼孔（7. 7)与配流轴的高压窗口相 通，这样高压油使转子6与配流轴（17)配合面产生静压平衡，减小其相互磨损，平衡了柱塞 的径向载荷。第一射流小孔（7. 8)和第二射流小孔（7. 9)都与高压油相通，第二射流小孔 (7. 9)飞射流直接射在铜环上，使铜环不与配流轴（17)端部接触，第一射流小孔（7. 8)直接 射到转子里面表面上，限制转子向里窜动，这样不仅防止铜环与配流轴端部磨损，而且转子 运动平稳，提高了泵的性能。
[0028] 工作过程如下，如图1所示，液压油从配流轴17的进油窗口进入柱塞底部，传动轴 7带动转子旋转，当柱塞伸出时，柱塞底部容积增大为吸油，当转子转过180度，柱塞向内收 缩，柱塞底部容积减小为排油，从配流轴出油窗口排出，完成柱塞吸油、排油过程。
【权利要求】
1. 一种转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵，包括泵体（1)、泵盖（2)、传动轴（7)、 配流轴（17)、转子（6)、定子（3)、定子托架（16)、柱塞（5)、滑靴（4)、十字键（11)、联接器 (12)、支撑轴（13)、滑动轴（19)、摆动架（20)、变量机构（18)，所述泵体（1)中间装有配流轴 (17)，配流轴（17)与传动轴（7)相连，配流轴（17)上装有转子（6)，沿所述转子（6)轴向依 次相接有联接器（12)、十字键（11)、支撑轴（13)，支撑轴（13)装在泵盖（2)上，沿转子（6) 径向装有柱塞（5)和滑靴（4)，滑靴（4)外侧装有定子（3)，定子（3)两侧装有定子托架（16) 和摆动架（20)，两摆动架（20)的上下端分别由滑动轴（19)和支撑轴（13)固定，支撑轴（13) 的一端固定在泵体（1)上，支撑轴（13)的另一端固定在泵盖（2)上，滑动轴（19)与变量机 构（18)连接，其特征在于：在转子（6)的柱塞孔（2. 1)的底部设有沉割槽（2. 3)，在转子（6) 的柱塞孔（2. 1)的上边缘设有圆角（2. 5)，圆角（2. 5)与柱塞孔（2. 1)的内表面上边缘呈圆 锥弧面（2. 4)过度。
2. 根据权利要求1所述的转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵，其特征在于：所述滑 靴（4)上设有小孔（5. 1)，小孔（5. 1)通静压室（5. 2)，滑靴（4)的弧形表面上设有泄油斜孔 (5. 3)，滑靴（4)的球面中间设有环形槽（5. 4)，环形槽（5. 4)与设在球头端面的槽（5. 5)相 通。
3. 根据权利要求1或2所述的转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵，其特征在于：所 述柱塞（5)上设有环形均压槽（4. 1)，柱塞（5)的中心设有中心孔（4. 2)，柱塞（5)的一端设 有与中心孔（4. 2)相通的阻尼小孔（4. 3)，柱塞（5)的另一端边缘为圆锥面（4. 4)。
4. 根据权利要求3所述的转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵，其特征在于：所述配 流轴（17 )上的进油窗口（ 7. 1)和排油窗口（ 7. 2 )的两侧对称布置有分别与它们连通的三角 槽（7. 3)和梯形槽（7. 4)，三角槽（7. 3)靠近轴心。
5. 根据权利要求4所述的转角式电液伺服控制径向柱塞变量泵，其特征在于：在配 流轴（17)上设有第一静压平衡阻尼孔（7. 6)、第二静压平衡阻尼孔（7. 7)、第一射流小孔 (7. 8)、第二射流小孔（7. 9)。
【文档编号】F04B1/07GK203892133SQ201420299092
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】卢堃, 曲朝阳 申请人:卢堃