专利名称：液压缸控制的单作用叶片式液压变压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液压变压器，具体地说是一种液压缸控制的单作用叶片式液压变压器，属机械领域。
(二)
背景技术：
液压变压器是指在液压传动中实现压力转换的一种液压元件。液压变压器可以把给定压力下的输入液压能高效率地转换为另一种压力下的输出液压能，使用它可以实现多负载在恒压网络中互不相关的控制，还会使能量逆向流动，不仅可以无节流损失地驱动直线负载，而且还可以驱动旋转负载。
现有的液压变压器基本上都是柱塞式结构，其工作压力高，在20Mpa以上，流量范围大，一般用于高压、大流量液压系统中，在中、低压液压系统中使用，效率很低，而且柱塞式液压变压器结构复杂、加工精度高，对油污染敏感，滤油精度要求高，价格较昂贵，因此使得液压变压器的应用范围受到了很大的限制。
(三)
发明内容
本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供了一种结构紧凑、流量均匀、噪声小、运转精度高且平稳，可应用于低压液压系统的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器，以丰富液压变压器的种类，扩大液压变压器的应用范围。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案
一种液压缸控制的单作用叶片式液压变压器包括两个单作用变量部件、壳体、右端盖、旋转轴、左端盖、上端盖等；两个单作用变量部件共用同一根旋转轴，旋转轴左右两端通过滑动轴承安装在左、右端盖上， 一个单作用变量部件的转子与旋转轴的左半轴通过平键配合联接，另一单作用变量部件的转子与旋转轴的右半轴通过平键配合联接，两个单作用变量部件安装在同一个壳体内，右端盖、左端盖、上端盖通过螺栓固定在壳体上。
所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器， 一个单作用变量部件包括转子、定子、叶片、旋转轴、变量活塞、变量油缸端盖、上压板、下压板、滚柱和配流盘等；转子的中心是固定的，定子的中心可左右移动；转子的宽度比定子的宽度稍小，转子安装在定子内，叶片的一端放入转子的叶片槽内，另一端与定子的内表面接触，叶片沿转子径向安置；变量活塞的活塞杆右端头与定子的外表面固定在一起，变量活塞的壳体是在液压变压器的壳体上加工制成的，变量活塞、变量油缸端盖和壳体构成变量油缸，变量油缸端盖通过螺栓固定在壳体上；上压板通过螺栓联接在上端盖上，下压板与定子的外表面配合接触，滚柱安装在上压板和下压板之间，滚柱与上压板的下表面和下压板的上表面配合接触；左、右配流盘安装在旋转轴上，并紧压在定子的两个侧面上。
所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器，另一个单作用变量部件包括转子、定子、-叶片、旋转轴、变量活塞、变量油缸端盖、上压板、下压板、滚柱和配流盘等；转子的中心是固定的，定子的中心可左右移动；转子的宽度比定子的宽度稍小，转子安装在定子内，叶片的一端放入转子的叶片槽内，另一端与定子的内表面接触，叶片沿转子径向安置；变量活塞的活塞杆右端头与定子的外表面固定在一起，变量活塞的壳体是在液压变压器的壳体上加工制成的，变量活塞、变量油缸端盖和壳体构成变量油缸，变量油缸端盖通过螺栓固定在壳体上；上压板通过螺栓联接在上端盖上，下压板与定子的外表面配合接触，滚柱安装在上压板和下压板之间，滚柱与上压板的下表面和下压板的上表面配合接触；左、右配流盘安装在旋转轴上，并紧压在定子的两个侧面上。
所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器， 一个单作用变量部件的上油口为液压缸.控制的单作用片式液压变压器的进油口，进油口与恒压网络系统的高压油路连接，另一个
单作用变量部件的上油口为液压缸控制的单作用叶片式液压变压器的出油口，出油口与负载端连接，进油口与出油口大小相同， 一个单作用变量部件的下油口与另一个单作用变量部件的下油口连接在一起，成为液压缸控制的单作用叶片式液压变压器一个油口，该油口与油箱连接，该油口大于进油口与出油口。
本发明的一种液压缸控制的单作用叶片式液压变压器与现有技术相比，所产生的有益效果是
(1) 本发明能以无节流损失的方式将恒压网络系统压力调整为负载压力变化范围内的任一值。
(2) 本发明可应用于低压液压系统中，即7Mpa以下的液压系统中，扩大了液压变压器的应用范围，丰富了液压变压器的品种。
(3) 本发明体积小、重量轻、转动惯量小，动态响应快，控制性能好。
(4) 本发明可以向负载输出能量，也可以从负载向蓄能器回收能量。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图l是本发明的结构简图
图2是本发明的的A-A视图
图3是本发明的的B-B视图
图4是本发明的油口连接形式示意5是本发明的变压原理示意图
图中l.单作用变量部件，2.单作用变量部件，3.壳体，4.右端盖，5.旋转轴，6.左端盖，7.上端盖，8、 18.变量活塞，9、 19.变量油缸端盖，10、 20.定子，11、 21.转子，12、22.叶片，13、 23.上压板，14、 24.滚柱，15、 25.下压板，16、 17、 26、 27.配流盘具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作以下详细地说明。
如图l、 2、 3所示，本发明所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器主要由单作用变量部件l、单作用变量部件2、壳体3、右端盖4、左端盖6、上端盖7等组成；单作用变量部件1与单作用变量部件2共用同一根旋转轴5，旋转轴5左右两端通过滑动轴承安装在左端盖6、右端盖4上，单作用变量部件1的转子11与旋转轴5的左半轴通过平键配合联接，单作用变量部件2的转子21与旋转轴5的右半轴通过平键配合联接，单作用变量部件1与单作用变量部件2安装在同一个壳体3内，右端盖4、左端盖6、上端盖7通过螺栓固定在壳体3上。
单作用变量部件1主要由旋转轴5、转子ll、定子IO、叶片12、变量活塞8、变量油缸端盖9、上压板13、下压板15、滚柱14和配流盘16、 17等组成，转子ll的中心是固定的，定子10的中心可左右移动；转子11的宽度比定子10的宽度稍小，转子11安装在定子10内，叶片12的一端放入转子11的叶片槽内，另一端与定子10的内表面接触，叶片12沿转子11径向安置(即安放角为零)，在恒压网络系统中高压油的作用下，转子11可带动旋转轴5旋转；变量活塞8的活塞杆右端头与定子10的外表面固定在一起，变量活塞8的壳体是在壳体3上加工制成的，变量活塞8、变量油缸端盖9和壳体3构成变量油缸，变量活塞8的活塞杆可推动定子10左右移动，改变转子11与定子10的偏心距的大小和方向，从而使单作用变量部件1实现变量；上压板13通过螺栓联接在上端盖7上，下压板15与定子10的外表面配合接触，滚柱14安装在上压板13和下压板15之间，滚柱14与上压板13的下表面和下压板15的上表面配合接触，下压板15可随定子10左右移动；配流盘16、 17安装在旋转轴5上，并紧压在定子10的左右两个侧面上。
单作用变量部件2主要由旋转轴5、转子21、定子20、叶片22、变量活塞18、变量油缸端盖19、上端盖7、上压板23、下压板25、滚柱24和配流盘26、 27等组成，转子21的中心是固定的，定子20的中心可左右移动；转子21的宽度比定子20的宽度稍小，转子21安装在定子20内，叶片22的一端放入转子21的叶片槽内，另一端与定子20的内表面接触，叶片22沿转子21径向安置；变量活塞18的活塞杆右端头与定子20的外表面固定在一起，变量活塞18的壳体是在壳体3上加工制成的，变量活塞18、变量油缸端盖19和壳体3构成变量油缸，变量活塞18的活塞杆可推动定子20左右移动，改变转子21与定子20的偏心距的大小和方向，从而使单作用变量部件2实现变量；上压板23通过螺栓联接在上端盖7上，下压板25与定子20的外表面配合接触，滚柱24安装在上压板23和下压板25之间，滚柱24与上压板23的下表面和下压板25的上表面配合接触，下压板25可随定子20左右移动；配流盘26、 27安装在旋转轴5上，并紧压在定子20的左右两个侧面上；由旋转轴5带动转子21旋转，输出压力油。
如图4所示，所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器的单作用变量部件1、单作用变量部件2与单作用叶片式二次元件的结构、功能相似，单作用变量部件l、单作用变量部件2可以看作为两个单作用叶片式二次元件；于是，所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器可以看作是由两个二次元件同轴刚性联接而成的，单作用变量部件1的上油口为液压缸控制的单作用叶片式液压变压器的进油口 M，进油口 M与恒压网络系统的高压油路连接，单作用变量部件2的上油口为液压缸控制的单作用叶片式液压变压器的出油口 N，出油口 N与负载端连接，进油口M与出油口N大小相同，单作用变量部件1的下油口与单作用变量部件2的下油口连接在一起，成为液压缸控制的单作用叶片式液压变压器一个油口 0，油口 0与油箱连接，油口 O—方面向液压变压器补充油液，另一方面将多余的油液和液压变压器内泄漏产生的油液流回油箱，油口 O大于进油口M与出油口 N。
如图5所示，在恒压网络压力a的作用下，单作用变量部件l产生的主动转矩为-
单作用变量部件2产生的阻力转矩为-
式中K、 k2是单作用变量部件l、单作用变量部件2的排量，a、 a是液压变压器进、出油口处的压力，a是油箱处的压力，通常a^。
忽略单作用变量部件'l与单作用变量部件2之间的摩擦阻力矩，当71+72=0时，液压变压器处于平衡状态，此时液压变压器进、出油口之间的压力比为
义=^ = ^ (1)式中人为变压比。
由以上推导可以看出，变压比是液压变压器进、出口JK力的比值，它也等丁相应排量的反比。这里压力a是恒压网络的压力，它为定值，而压力a取决定于负载，因此所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器的变压实质上是调节排量K/K的值，工作中可分别或同时调节单作用变量部件1的排量^或单作用变量部件2的排量K来满足负载变化的需要。
所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器不工作时，单作用变量部件1与单作用变量部件2的转子均静止不动，单作用变量部件1的定子处在初始位置(零点)，此时，转子11的中心与定子10的中心重合，偏心距为零，单作用变量部件2的定子20可处在除零点外的任一位置，此时单作用变量部件l的排量K为零，单作用变量部件2的排量^不为零，由公式(1)可知，变压比A等于零。
所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器工作时，为适应负载的变化，在变量油缸的作用下，单作用变量部件1的定子10或单作用变量部件2的定子20分别或同时向左或向右移动，转子11与定子10或转子21与定子20的偏心距的大小和方向不断变化，随着偏心距的大小和方向不断变化，单作用变量部件1的排量K或单作用变量部件2的排量K分别或同时不断变化，由公式(1)可知，变压比入就随之改变，实现变压，满足负载变化的需要。
所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器的单作用变量部件1的转子11与定子10、单作用变量部件2的转子21与定子20的偏心距的大小和方向由变量活塞8、 18的位移决定，变量活塞的位移可由电液伺服(比例)阀和位置传感器控制。工作中，由位置传感器检测变量活塞的位移，反馈给控制器，由控制器发出指令给电液伺服(比例)阔，调节变量活塞的位移(大小和方向)。
权利要求
1、一种液压缸控制的单作用叶片式液压变压器包括单作用变量部件(1)、单作用变量部件(2)、壳体(3)、右端盖(4)、旋转轴(5)、左端盖(6)、上端盖(7)；其特征在于，单作用变量部件(1)与单作用变量部件(2)共用同一根旋转轴(5)，旋转轴(5)左右两端通过滑动轴承安装在左端盖(6)和右端盖(4)上，单作用变量部件(1)的转子(11)与旋转轴(5)的左半轴通过平键配合联接，单作用变量部件(2)的转子(21)与旋转轴(5)的右半轴通过平键配合联接，单作用变量部件(1)与单作用变量部件(2)安装在同一个壳体(3)内，右端盖(4)、左端盖(6)、上端盖(7)通过螺栓固定在壳体(3)上。
2、 根据权利要求l所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器，其特征在于，单作用 变量部件(1)包括旋转轴(5)、转子(11)、定子(10)、叶片(12)、变量活塞(8)、变量 油缸端盖(9)、上压板(13)、下压板(15)、滚柱(14)和配流盘(16、 17);转子(11)的 中心是固定的，定子(10)的中心可左右移动，转子(11)的宽度比定子(10)的宽度稍小， 转子(11)安装在定子(10)内，叶片(12)的一端放入转子(11)的叶片槽内，另一端与 定子(10)的内表面接触，变量活塞(8)的活塞杆右端头与定子(10)的外表面固定在一起， 变量活塞(8)的壳体是在壳体(3)上加工制成的，上压板(13)通过螺栓联接在上端盖(7) 上，下压板(15)与定子(10)的外表面配合接触，滚柱(14)安装在上压板(13)和下压 板(15)之间，滚柱(14)与上压板(13)的下表面和下压板(15)的上表面配合接触，配流盘(16、 17)安装在旋转轴(5)上，并紧压在定子(10)的左右两个侧面上。
3、 根据权利要求l所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器，其特征在于，单作用. 变量部件(2)包括旋转轴(5)、转子(21)、定子(20)、叶片(22)、变量活塞(18)、变量 油缸端盖(19)、上压板(23)、下压板(25)、滚柱(24)和配流盘(26、 27);转子(21) 的中心是固定的，定子(20)的中心可左右移动；转子(21)的宽度比定子(20)的宽度稍 小，转子(21)安装在定子(20)内，叶片(22)的一端放入转子(2i)的叶片槽内，另一 端与定子(20)的内表面接触，变量活塞(18)的活塞杆右端头与定子(20)的外表面固定 在一起，变量活塞U8)的壳体是在壳体(3)上加工制成的，上压板(23)通过螺栓联接在 上端盖(7)上，下压板(25)与定子(20)的外表面配合接触，滚柱(24)安装在上压板(23) 和下压板(25)之间，滚柱(24)与上压板(23)的下表面和下压板(25)的上表面配合接 触，配流盘(26、 27)安装在旋转轴(5)上，并紧压在定子(20)的左右两个侧面上。
4、 根据权利要求l所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器，其特征在于，单作用 变量部件(1)的上油口为液压缸控制的单作用叶片式液压变压器的进油口 (M)，进油口 (M)与恒压网络系统的高压油路连接，单作用变量部件(2)的上油口为液压缸控制的单作用叶片 式液压变压器的出油口 (N)，出油口 (N)与负载端连接，单作用变量部件(1)的下油口与 单作用变量部件(2)的下油口连接在一起，成为液压缸控制的单作用叶片式液压变压器一个 油口 (0)，油口 (0)与油箱连接。
5、 根据权利要求2所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器，其特征在于，叶片(12) 沿转子(11)径向安置。
6、 根据权利要求3所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器，其特征在于，叶片(22)沿转子(21)径向安置。 '
7、 根据权利要求4所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器，其特征在于，进油口(M)与出油口 (N)大小相同。
8、 根据权利要求4所述的液压缸控制的单作用叶片式液压变压器，其特征在于，油口 (0) 大于进油口 (M)与出油口 (N)。
全文摘要
一种液压缸控制的单作用叶片式液压变压器包括两个单作用变量部件、壳体、右端盖、旋转轴、左端盖、上端盖等；其特征在于，两个单作用变量部件共用同一根旋转轴，旋转轴左右两端通过滑动轴承安装在左、右端盖上，一个单作用变量部件的转子与旋转轴的左半轴通过平键配合联接，另一个单作用变量部件的转子与旋转轴的右半轴通过平键配合联接，两个单作用变量部件安装在同一个壳体内，右端盖、左端盖、上端盖通过螺栓固定在壳体上。本发明的有益效果是能以无节流损失的方式将恒压网络系统压力调整为负载压力变化范围内的任一值，可应用于低压液压系统中，以扩大液压变压器的应用范围，丰富液压变压器的品种，转动惯量小，动态响应快，控制性能好。
文档编号F15B3/00GK101598146SQ20091001700
公开日2009年12月9日 申请日期2009年7月9日 优先权日2009年7月9日
发明者孔祥臻, 张玉波, 戴汝泉, 臧发业, 澈 郑, 勇 陈 申请人:山东交通学院