伺服控制变量柱塞泵及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柱塞泵控制技术领域，尤其涉及一种伺服控制变量柱塞泵及其控制方法。
【背景技术】
[0002]液压泵作为液压系统最关键的动力部件，其性能的好坏直接影响着整个液压系统的特性。目前的恒压变量泵不仅系统复杂，且控制难度大；同时变量缸体在无外部操纵作用下，保持相对静止特性差，导致液压泵不能及时停止泵油，处于零位状态；而变量缸体内设置的组件在长时间运行后需要润滑，以维持正常运行，若在现有的柱塞泵上增加润滑功能势必增加生产成本，也将增加液压泵的负荷，且因液压泵是将机械能转换为液压能，运行过程中泵体内易产生过载，如何提高安全性能也是不容忽视的问题；现有的柱塞泵集成度低，在系统中的灵活应用特性差，不能满足现代高度集成系统的需要。
【发明内容】
[0003]本发明所解决的技术问题在于提供一种伺服控制变量柱塞泵及其控制方法，以解决上述【背景技术】中的缺点。
[0004]本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0005]伺服控制变量柱塞泵，包括壳体，其中，壳体下端安装有阀体，补油泵紧固安装于阀体上；主动轴上端安装有传动法兰，用于传递动力带动主动轴旋转，中部通过滚珠轴承支撑安装于壳体内，下端安装于滑动轴承内，且滑动轴承通过滑动轴承座安装于阀体内；并在壳体上设置有用于安装斜盘的底部月牙轴承和顶部月牙轴承，斜盘通过底部月牙轴承和顶部月牙轴承安装于壳体上，柱塞组件通过压盘压在斜盘上，配油盘安装于阀体上，缸体压在配油盘上，变量缸体安装于壳体内，且在其两端设置有左端盖和右端盖，通过安装的左端盖和右端盖对变量缸体进行密封，中心轴穿过变量缸体，且其一端装入右端盖内；变量缸体内腔右端设置有复位组件，滑块设置在复位组件一侧，伺服控制阀安装于壳体上，而伺服反馈杆穿过壳体插入变量缸体内，用于反馈控制变量缸体的左右运动；此外，在阀体上还设置有安全控制装置。
[0006]在本发明中，壳体上设置有用于对阀体进行相对定位的定位销。
[0007]在本发明中，补油泵通过补油泵紧固螺栓紧固安装于阀体上。
[0008]在本发明中，主动轴和壳体与外部接口处设置有用于密封的骨架油封。
[0009]在本发明中，复位组件包括主复位弹簧、辅助复位弹簧、弹簧座及弹簧盖，其中，主复位弹簧和辅助复位弹簧套装于中心轴上，且主复位弹簧和辅助复位弹簧一端与弹簧座连接，另一端与弹簧盖连接，并在弹簧盖上设置有用于对主复位弹簧和辅助复位弹簧进行限位的孔用挡圈，半圆挡圈安装于中心轴上。
[0010]在本发明中，伺服控制阀通过伺服阀垂直紧固螺钉和伺服阀侧向紧固螺钉安装于壳体上。
[0011]在本发明中，安全控制装置包括设置在阀体上的低压溢流阀、底部高压溢流阀及顶部高压溢流阀，用于控制系统的安全。
[0012]在本发明中，中心轴上设置有台阶。
[0013]在本发明中，补油泵内设置有花键轴。
[0014]在本发明中，变量缸体右端设置有内部孔用挡圈。
[0015]伺服控制变量柱塞泵控制方法，具体步骤如下:
[0016]在外部动力作用下，通过传动法兰带动主动轴旋转，主动轴通过花键带动缸体及柱塞组件旋转，同时通过补油泵内设置的花键轴带动补油泵泵油，补油泵泵出的压力油经阀体和壳体上设置的油道输送至伺服控制阀入口，伺服控制阀为常闭状态，当外部无操纵时，压力油无法输送至后续相关执行元器件，补油泵的压力油经低压溢流阀卸荷，此时在主复位弹簧和辅助复位弹簧预紧力的作用下，变量缸体保持相对静止，并通过滑块控制斜盘处于相对左右无倾斜状态，此时泵排量为零，柱塞组件和缸体无相对运动，停止泵油；
[0017]当外部操纵控制伺服控制阀中的阀芯左右旋转时，压力油可分别进入变量缸体的左端型腔或右端型腔，当压力油进入右端型腔时，推动变量缸体左行，左端的压力油经油路返回并由相关油道卸荷，且将油覆盖在变量缸体及其相关部件上，起到润滑作用，此时主复位弹簧和辅助复位弹簧的力卸在顶在中心轴台阶上的弹簧座上，变量缸体的右端内部孔用挡圈通过弹簧盖压缩主复位弹簧和辅助复位弹簧，在变量缸体的作用下并通过滑块带动斜盘旋转过一定角度，与此同时，变量缸体带着伺服反馈杆旋转，逐步趋向关闭伺服控制阀的控制压力油通道，至此控制压力油停止对变量缸体的推动，变量缸体停止对滑块及斜盘的作用，斜盘停在当前的倾斜位置，当实时操纵旋转伺服控制阀上的阀芯旋转角度时，斜盘将实时旋转过相应的角度；同理，当压力油进入左端型腔时，推动变量缸体右行，右端的压力油经油路返回并由相关油道卸荷，且将油覆盖在变量缸体及其相关部件上，起到润滑作用，变量缸体右端内部的孔用挡圈此时脱离对弹簧盖的作用，而主复位弹簧和辅助复位弹簧的力通过弹簧盖卸在安装在中心轴上的半圆挡圈上，变量缸体通过弹簧座压缩主复位弹簧和辅助复位弹簧，在变量缸体的作用下并通过滑块带动斜盘旋转过一定角度，与此同时，变量缸体带着伺服反馈杆旋转，逐步趋向关闭伺服控制阀的控制压力油通道，至此控制压力油停止对变量缸体的推动，变量缸体停止对滑块及斜盘的作用，斜盘停在当前倾斜位置；当实时操纵旋转伺服控制阀上的阀芯旋转角度时，斜盘将实时旋转过相应的角度，当变量缸体运行至相对位置时，补油泵持续泵油，以保障变量缸体的相对位置，压力油由低压溢流阀卸荷；
[0018]斜盘的倾斜使得柱塞组件和缸体在旋转过程中产生相对运动，柱塞组件在缸体中来回往复运动，即完成吸压油过程，斜盘从顺时针旋转状态改变为逆时针旋转状态时，对应将原吸油口改变为压油口，原压油口改变为吸油口，此即为双向泵油，两个油口分别安装有底部高压溢流阀和顶部高压溢流阀，用于压油时的过载保护。
[0019]有益效果:本发明通过伺服控制阀控制变量操作简便，同时在变量缸体内设置有复位组件，在弹簧预紧力的作用下，变量缸体保持相对静止，通过滑块控制变量斜盘处于相对左右无倾斜状态，及时控制液压泵停止泵油；同时压力油经油路返回由回油通道卸荷，且将油覆盖在变量缸体及其相关部件上，起到润滑作用；此外，通过操纵改变伺服控制阀的阀芯旋转角度，可以实时改变排量，有效降低了操作难度，系统响应特性好，灵敏度高，且在阀体上设置有安全控制装置，用于压油时的过载保护；整机集成度高，适合各类系统的需求。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的较佳实施例的主视图。
[0021]图2为本发明的较佳实施例的俯视图。
[0022]图3为本发明的较佳实施例的后视图。
[0023]图4为本发明的较佳实施例的左视图。
[0024]图5为本发明的较佳实施例的剖视图。
[0025]图6为本发明的较佳实施例中的缸体剖视图。
[0026]图7为本发明的较佳实施例的原理图。
[0027]图8为本发明的较佳实施例中的斜盘顺时针倾斜极限示意图。
[0028]图9为本发明的较佳实施例中的斜盘逆时针倾斜极限示意图。
【具体实施方式】
[0029]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0030]参见图1?图6的伺服控制变量柱塞泵，包括骨架油封1、底部月牙轴承2、斜盘3、压盘4、柱塞组件5、缸体6、配油盘7、传动法兰8、补油泵9、阀体10、伺服控制阀11、壳体12、变量缸体13、中心轴14、滑块15、顶部月牙轴承16、滚珠轴承17、主动轴18、左端盖19、主复位弹簧20、辅助复位弹簧21、右端盖22、弹簧座23、底部高压溢流阀24、阀体紧固螺栓25、顶部高压溢流阀26、低压溢流阀27、补油泵紧固螺栓28、弹簧盖29、伺服反馈杆30、伺服阀垂直紧固螺钉31、伺服阀侧向紧固螺钉32、定位销33及半圆挡圈34。
[0031]在本实施例中，泵的所有设计集成于壳体12上，下端的阀体10通过定位销33与壳体12相对定位，且由阀体紧固螺栓25紧固，补油泵9通过补油泵紧固螺栓28紧固安装于阀体10上，主动轴18中部通过滚珠轴承17支撑安装于壳体12内，一端安装于滑动轴承内，且滑动轴承通过滑动轴承座安装于阀体10内，暴露在壳体12外部安装有传动法兰8，用于传递动力带动主动轴18旋转，并由相关组件紧固，斜盘3通过底部月牙轴承2和顶部月牙轴承16安装于壳体12上，柱塞组件5通过压盘4压在斜盘3上，配油盘7安装于阀体10上，缸体6通过相关组件被压在配油盘7上，主动轴18和壳体12与外部接口处通过骨架油封I密封，变量缸体13安装于壳体12内，且两端分别通过左端盖19和右端盖22安装密封，中心轴14穿过变量缸体13，一端装入右端盖22内，变量缸体13内腔右端设置有主复位弹簧20、辅助复位弹簧21、弹簧座23和弹簧盖29组成的复位组件，滑块15设置在复位组件一侧，伺服控制阀11通过伺服阀垂直紧固螺钉31和伺服阀侧向紧固螺钉32安装于壳体12上，且伺服反馈杆30穿过壳体12插入变量缸体13内，用于反馈控制变量缸体13的左右运动，安装于阀体10上的低压溢流阀27、底部高压溢流阀24和顶部