专利名称：摆动叶片式液压泵及马达的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种回转容积式液压泵及马达。
背景技术：
日前，本人于申请号为00119358.9，名称为“回转容积式流体压输及传动装置”的发明专利申请中，提出了一种由转子的空心旋转体铰接摆动叶片做为变容构件的回转容积式液压泵及马达的技术方案。依据该方案构造的液压泵及马达与现有同种用途的其他类型液压泵及马达相比，虽然结构简单、制造成本低的优点明显，但是，在保证其容积效率和工作寿命等综合工作性能的具体解决方案上尚有欠缺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，以上述背景技术为基础，弥补其欠缺，构造一种具体结构更趋合理、容积效率高、工作寿命长、用途广泛的摆动叶片式液压泵及马达。该技术问题的解决是由如下方案实现的该液压泵及马达在整体上，由定子包封转子构成整机；其中外轴面设置有沿周均布铰座的旋转体构成转子的主体，其各铰座分别与摆动叶片根端铰接，同时被随动环套环，由此构成转子；该转子被由外周体构件的内腔配装随动环滑动轴承、转子端轴滑动轴承、转子两侧端面封装构件所构成的定子包封在该种结构中，具有随动环轴承的轴心相对于转子回转轴心固定偏心设置结构的是定量液压泵及马达，具有随动环轴承的轴心相对于转子回转轴心可连续调整偏心量结构的是变量液压泵及马达。
其结构特点是，在转子中，旋转体的外周面，沿周向均布的用于铰接摆动叶片的铰座处于沿轴向的中部，接铰座排布区域的两侧部位设置结构相同的支撑端轴，该端轴静配合套装高硬度、精加工、耐磨轴套(可用滚动轴承钢制作)；在定子中，由外周体、前端盘、后端盘以及随动环轴承构件构成定子的主体；其中，外周体的外周面，前端设置与配装机械装配的连接结构，中部或者后部的相应位置设置工作液的进、排液管路接口；其内孔腔，沿轴向的中间部位设置配装随动环轴承构件的配装结构，接该部位的两侧部位是与前、后端盘外径的配合结构，之外的两端部设置横截面为楔形的卡环配装槽，或者一端设置卡环配装槽，另一端设置挡沿；前、后端盘的基本结构相同，一般选用优质耐磨铸铁材料整体制作，其外径是与外周体配合孔腔的过渡配合轴面，内孔设置与转子旋转体两端轴轴套配合的动、静压联合滑动轴承结构、配装内装内流平衡型轴端机械密封构件，即，在轴承工作面内，以随动环轴承偏心方向线为对称轴线对称设置两静压槽腔，两槽腔通过导槽分别与其侧盘面对侧的工作液配流槽沟通，接该轴承工作面的外侧设置向机械密封构件背面过流的环槽；机械密封构件是用石墨浸渍环氧树脂类机械密封材料制成的静环和用丁腈橡胶制成的(兼有弹簧和密封功能的)密封弹性套构成，配装于该轴承工作面外侧的孔端部(借助转子端轴轴套侧端面与静环侧端面配合实现机械密封)；该端盘外侧端部设置有与卡环锁定螺套配合的外螺纹；在与转子侧端面配合的内侧盘面，以随动环轴承偏心方向线所在直径为对称轴线设置进、排液配流槽，同时，以该对称轴线为径向中线设置两道角度幅度与转子摆动叶片组间距相当的扇形外槽，接外槽底居中设置角度幅度相当于该槽1/2、周向横截面为梯形的扇形内槽，内槽配装一对中间夹持周向支撑弹簧、由聚四氟乙烯充填石墨或者石墨浸渍环氧树脂类机械密封材料制作的隔封垫块，外槽配装由碳化硅或者石墨浸渍环氧树脂类机械密封材料制作的周向隔封块(整机组装后，隔封垫块在周向支撑弹簧的支撑下，推动周向隔封块紧密贴合于转子侧端面)；整体装配结构是，转子的随动环外径套装主体由耐磨铸铁材料制作、轴承工作面设置静压槽腔及导槽、必要时涂、镀或者复合减磨、耐磨层的随动环轴承构件，两端端轴套装前、后端盘，一并配装于外周体的内腔，外周体内腔两端部卡环配装槽内置入分段式固装卡环，通过旋于前(后)端盘外螺纹处的卡环锁定螺套外锥面与分段式卡环内径锥面的配合，将外周体与其内腔构件卡紧固定构成整机；工作状态下，转子随动环轴承的两静压液腔分别经导槽与转子同侧工作腔沟通，形成的动、静液压力使得随动环内、外径所受径向力趋向平衡；转子端轴轴承的两静压液腔分别经导槽与转子对侧工作腔沟通，形成的动、静液压力使得整个转子所受径向力趋向平衡；压力工作液经由配流槽推动前(后)端盘的扇形内槽的隔封垫块压缩支撑弹簧后与该内槽腔沟通，形成的静压力经隔封垫块推动周向隔封块与转子侧端面保持紧密相贴，实现转子侧端面进、排液两工作区间之间的有效封隔。
采用上述方案的有益效果是1、与目前通用的柱塞、齿轮、叶片式液压泵及马达等主流产品相比，结构简单、集约、紧凑、体积小，加工、装配工艺相对简单，生产成本显著降低。
2、转子随动环轴承和端轴轴承均采用机体内通路、自供液、动静压联合滑动轴承结构，轴承工作面润滑充分，承载力被动、静液压力部分抵消；转子侧端面进、排液区间的周向隔断密封采用通过工作液压力保持周向隔封块与转子侧端面浮动贴合和补偿磨损密封结构，密封稳定可靠；这些足以保证其实现低故障、长寿命的工作性能。
3、所有与摆动叶片动配合的密封工作面均形成理论上的无间隙密封结构(仅存润滑油膜)，即便发生一般的磨损，也不会明显影响密封效果，这足以保证其具有长周期、稳定的较高容积效率。
4、安装、使用、维护方便，费用低，这为其逐步替代现有在用主流同类用途产品提供了充分条件。
四
图1是本发明的一个定量液压泵实施例的正视及横(半)剖构造图，图2是该实施例按图1所示位置的纵剖构造图；图3是该实施例的定子构件，前端盘的正视图，图4、图5分别是按图3所示位置的剖视图；图6是该实施例的定子构件，后端盘的正视图，图7、图8分别是按图6所示位置的剖视图图9是该实施例的定子构件，固定偏心随动环轴承的正视图，图10是其俯视及纵(半)剖视图；图11是本发明的一个变量液压泵实施例的横剖构造图，图12是该实施例按图11所示位置的纵剖构造图；图13是该实施例的定子构件，端盘(前、后两端盘结构相同)的正视图，图14、图15分别是按图13所示位置的剖视图图16是两实施例定子共用配装件，分段式卡环的正视图，图17是其横截面剖视图；图18是可移轴心随动环轴承，图19是其俯视及纵(半)剖视图。
五、实施方式本发明的主要实施方式是依据上述技术方案构造适用的液压泵及马达机械产品。
定量液压泵及马达的典型实施例结构如图1、图2所示。图标记1为旋转体，2为摆动叶片，3为随动环，4为固定偏心随动环轴承，5为外周体，6为定位平键，7为分段式卡环，8为卡环锁定螺套，9为前端盘，10为橡胶密封弹性套，11为机械密封静环，12为端轴轴套，13为定位销钉，14为后端盘，15为(进、排液)管路接头。标记9的具体结构如图3、图4、图5所示于与转子侧端配合面设置工作液配流环槽a和b，沿随动环轴承工作面偏心方向线所在直径设有内、外扇形槽，槽内顺序配装隔封垫块901、u形弹簧902、周向隔封块903，将配流环槽分割为进、排液两配流槽a和b，内孔的轴承工作面设置静压槽c和d，c和d经导槽e和f分别跨过内槽与扇形外槽底沟通，内孔的端部配装机械密封件的静环11和密封弹性套10；标记14的具体结构如图6、图7、图8所示于与转子侧端配合面外周设置角槽，槽内配装柔性密封圈o，对称于随动环轴承工作面偏心方向线所在直径设置进、排液配流槽g和h，两配流槽内设置过流槽i和j及组装后与进、排液接口相通的过流孔k和l；内孔结构与标记9基本相同，差异是，轴承工作面的两静压槽分别经导槽m和n与其侧盘面对侧配流槽沟通；标记4的具体结构如图9、图10所示于随动环轴承工作面，以其轴心偏置方向线所在直径为对称轴，对称设置静压槽p及与之相通的导槽q，标记7的具体结构如图16、图17所示。
该实施例的结构特点是，其外周体的外周面前部设置与传动设备连接的安装法兰，后部设置工作液进、排管路接口，内孔是后部带挡沿，前部设置横截面为楔形的卡环配装槽的等径圆柱腔；前端盘的外端设置有与卡环锁定螺套配装的外螺纹，与转子侧端配合的盘面设置有台肩，台肩轴面与随动环轴承内孔过渡配合；后端盘的与转子侧端配合盘面对称于随动环轴承偏心方向线所在直径对称设置进、排液两配流槽，两配流槽内分别设置过流槽与径向设置的过流孔沟通；组装特点是，转子外周套装随动环轴承，两端端轴配装前、后端盘构件，同轴配装于外周体的内孔腔；经旋于前端盘外部的卡环锁定螺套推动置于卡环配装槽内的卡环将外周体体内构件压紧固装；其中，前端盘和随动环轴承与外周体之间经配装其间的平键周向限定，后端盘通过其盘面与随动环轴承侧面之间配装的定位销钉周向限定；前端盘与转子侧端配合面间存留适量配合间隙(例如，0.2毫米)，其扇形外槽中的周向隔封块在内槽中的受弹簧支撑的隔封垫块以及工作液压力的推动下始终保持与转子侧端面的贴合，以实现其进、排工作区间的周向有效密封。
变量液压泵的典型实施例结构如图11、图12所示，基本结构与上述定量液压泵及马达相同，主要差异在于其随动环轴承构件及其相关结构。图中标记；05为外周体，04为随动环轴承，41为隔封条，42为调整螺杆，43为调整螺母，44为支撑弹簧，45为螺塞，O、P分别为设置于05外周面的工作液吸、排管路接口，09为端盘(前、后端盘结构相同)，06为定位销钉；标记09的具体结构如图13、图14、图15所示与标记9基本相同，差异是其配流槽y和z的外径需与外周体配装随动环部位的孔腔直径相当，标记04的具体结构如图18、图19所示；于轴承工作面，对称于轴心偏移方向线所在直径设置静压槽s和导槽t，两隔封条41经其燕尾与04的燕尾槽配合配装于其外周，装配位置是，该密封条面向吸液工作区间的侧平面与轴承工作面轴心偏移方向线所在直径重合，04外周设置的两支撑平面x处于同一平面，并且与其轴心偏移方向线平行。
该实施例的结构特点是，于其外周体的外周中部设置有工作液进、排管路接口、调整螺杆及螺母安装口、支撑弹簧及螺塞安装口；其内孔腔中间部位的轴心沿随动环轴心偏移方向，相对于转子回转轴心偏离相当于随动环轴承最大偏心量1/2的距离，腔壁设置有含装随动环外周的隔封条(41)的配装槽、与支撑平面(x)配合的角槽，以用于配装轴心可直线平移的随动环轴承构件；该部位的两侧是轴心与转子回转轴心同轴、与两端盘外径配合的孔腔；之外的两端部设置有分段式卡环的配装槽；由装配于外周体体内的随动环轴承及其外周隔封条、调整螺杆及螺母、支撑弹簧及螺塞相配合构成工作液排量调整机构；组装结构是，转子外周套装随动环轴承构件一并装于外周体的内腔，结构相同的两端盘由两侧套装于转子两端端轴、配装于外周体的内腔，卡环配装槽内置入分段式卡环，由卡环锁定螺套经分段式卡环压紧固装；其中，随动环轴承外周的两隔封条通过其配装槽将外周体内腔与随动环轴承外周面间的环腔分隔为两个半环腔，两个半环腔分别与工作液吸、排接口沟通和通过端盘盘面的配流槽分别与转子吸、排工作腔连通；通过由相对方向装入外周体的调整螺杆及螺母、支撑弹簧及螺塞将随动环轴承轴心按设定位置限定，通过旋动调整螺杆连续调整随动环轴承轴心相对于转子回转轴心的偏移幅度，以完成其工作液排量在0至最大值之间连续调整。
不难看出，上述两个实施例的结构和性能与目前在用的柱塞、齿轮、叶片式液压泵及马达产品相比，具有明显优势，具备逐步取而代之的充分必要条件，具有实施开发的现实和潜在的良好前景。
权利要求
1.一种回转容积式液压泵及马达，在整体结构上，由定子包封转子构成整机；其中外轴面设置有沿周均布铰座的旋转体构成转子的主体，其各铰座分别与摆动叶片根端铰接，同时被随动环套环，由此构成转子；该转子被由外周体构件的内腔配装有随动环滑动轴承、转子端轴滑动轴承和转子两侧端面封装构件构成的定子所包封在该种结构中，具有随动环轴承的轴心相对于转子回转轴心固定偏心设置结构的是定量液压泵及马达，具有随动环轴承的轴心相对于转子回转轴心可连续调整偏心量结构的是变量液压泵及马达；其特征是，在转子中，旋转体的外周面，用于铰接摆动叶片的铰座设置于沿轴向的中部，接铰座排布区域的两侧部位设置结构相同的支撑端轴，该端轴静配合套装高硬度、精加工、耐磨轴套(可用滚动轴承钢制作)；在定子中，由外周体、前端盘、后端盘以及随动环轴承构件构成定子的主体；其中，外周体的外周面，前端设置与配装机械装配的连接结构，中部或者后部的相应位置设置工作液进、排液管路接口；其内孔腔，沿轴向的中间部位设置配装随动环轴承构件的配装结构，接该部位的两侧部位是与前、后端盘外径的配合结构，之外的两端部设置横截面为楔形的卡环配装槽，或者一端设置卡环配装槽，另一端设置挡沿；前、后端盘的基本结构相同，一般选用优质耐磨铸铁材料整体制作，其外径是与外周体配合孔腔的过渡配合轴面，内孔设置与转子旋转体两端轴轴套配合的动、静压联合滑动轴承结构、配装内装内流平衡型轴端机械密封构件，即，在轴承工作面内，以随动环轴承偏心方向线为对称轴线对称设置两静压槽腔，两槽腔通过导槽分别与其侧盘面对侧的工作液配流槽沟通，接该轴承工作面的外侧设置向机械密封构件背面过流的环槽；机械密封构件是用石墨浸渍环氧树脂类机械密封材料制成的静环和用丁腈橡胶制成的(兼有弹簧和密封功能的)密封弹性套构成，配装于该轴承工作面外侧的孔端部(借助转子端轴轴套侧端面与静环侧端面配合实现机械密封)；该端盘外侧端部设置有与卡环锁定螺套配合的外螺纹；在与转子侧端面配合的侧盘面，以随动环轴承偏心方向线所在直径为对称轴线设置进、排液配流槽，同时，以该对称轴线为径向中线设置两道角度幅度与转子摆动叶片组间距相当的扇形外槽，接外槽底居中设置角度幅度相当于该槽1/2、周向横截面为梯形的扇形内槽，内槽配装一对中间夹持周向支撑弹簧、由聚四氟乙烯充填石墨或者石墨浸渍环氧树脂类机械密封材料制作的隔封垫块，外槽配装由碳化硅或者石墨浸渍环氧树脂类机械密封材料制作的周向隔封块(整机组装后，隔封垫块在周向支撑弹簧的支撑下，推动周向隔封块紧密贴合于转子侧端面)；整体装配结构是，转子的随动环外径套装主体由耐磨铸铁材料制作、轴承工作面设置静压槽腔及导槽、必要时涂、镀或者复合减磨、耐磨层的随动环轴承构件，两端端轴套装前、后端盘，一并配装于外周体的内腔，外周体内腔两端部卡环配装槽内置入分段式固装卡环，通过旋于前(后)端盘外螺纹处的卡环锁定螺套外锥面与分段式卡环内径锥面的配合，将外周体与其内腔构件卡紧固定构成整机；工作状态下，转子随动环轴承的两静压液腔分别经导槽与转子同侧工作腔沟通，形成的动、静液压力使得随动环内、外径所受径向力趋向平衡；转子端轴轴承的两静压液腔分别经导槽与转子对侧工作腔沟通，形成的动、静液压力使得整个转子所受径向力趋向平衡；压力工作液经由配流槽推动前(后)端盘的扇形内槽的隔封垫块压缩支撑弹簧后与该内槽腔沟通，形成的静压力经隔封垫块推动周向隔封块与转子侧端面保持紧密相贴，实现转子侧端面进、排液两工作区间之间的有效封隔。
2.一种如权利要求1所述的液压泵及马达，其特征是，其外周体的外周面前部设置与传动设备连接的安装法兰，后部设置工作液进、排液管路接口，内孔腔是后部带挡沿，前部设置横截面为楔形的卡环配装槽的等径圆柱腔；前端盘的外端设置有与卡环锁定螺套配装的外螺纹，与转子侧端配合的盘面设置有台肩，台肩轴面与随动环轴承内孔同轴过渡配合；后端盘的与转子侧端配合盘面对称于随动环轴承偏心方向线所在直径对称设置进、排液两配流槽，两配流槽经槽内设置的过流槽分别与径向设置的过流孔沟通；组装特点是，转子外周套装随动环轴承，两端端轴配装前、后端盘构件，同轴配装于外周体的内孔腔；经旋于前端盘外部的卡环锁定螺套推动置于卡环配装槽内的卡环将外周体体内构件压紧固装；其中，前端盘和随动环轴承与外周体之间经配装其间的平键周向限定，后端盘通过其盘面与随动环轴承侧面之间配装的定位销钉周向限定；前端盘与转子侧端配合面间存留适量配合间隙(例如，0.2毫米)，其扇形外槽中的周向隔封块在内槽中的受弹簧支撑的隔封垫块以及工作液压力的推动下始终保持与转子侧端面的贴合。
3.一种如权利要求1所述的液压泵及马达，其特征是，于其外周体的外周中部设置有工作液进、排液管路接口、调整螺杆及螺母安装口、支撑弹簧及螺塞安装口；其内孔腔中间部位的轴心沿随动环轴心偏移方向，相对于转子回转轴心偏离相当于随动环轴承最大偏心量1/2的距离，腔壁设置有含装配装于随动环外周的隔封条(41)的配装槽、与随动环外周的支撑平面(x)配合的角槽；该部位的两侧是轴心与转子回转轴心同轴、与两端盘外径配合的孔腔；之外的两端部设置有分段式卡环的配装槽；由装配于外周体体内的随动环轴承及其外周隔封条、调整螺杆及螺母、支撑弹簧及螺塞相配合构成工作液排量调整机构；组装结构是，转子外周套装随动环轴承构件，一并装于外周体的内腔，结构相同的两端盘由两侧套装于转子两端端轴、配装于外周体的内腔，卡环配装槽内置入分段式卡环，由卡环锁定螺套经分段式卡环压紧固装；其中，随动环轴承外周的两隔封条通过其配装槽将外周体内腔与随动环轴承外周面间的环腔分隔为两个半环腔，两个半环腔分别与工作液吸、排接口沟通和通过端盘盘面的配流槽分别与转子吸、排工作腔连通；通过由相对方向装入外周体的调整螺杆及螺母、支撑弹簧及螺塞将随动环轴承轴心按设定位置限定，通过旋动调整螺杆连续调整随动环轴承轴心相对于转子回转轴心的偏移幅度，以完成其工作液排量在0至最大值之间连续调整。
全文摘要
一种回转容积式液压泵及马达,由旋转体的外周铰接摆动叶片、套装随动环构成的转子,被内腔配有随动环滑动轴承、转子端轴滑动轴承构件的定子包封构成整机,其中,随动环轴承的轴心相对于转子回转轴心固定偏心设置的是定量液压泵及马达,随动环轴承的轴心相对于转子回转轴心的偏心距可连续调整的是变量液压泵及马达。该种液压泵及马达具有目前通用的柱塞、齿轮、叶片式液压泵及马达同样的用途,并且与之相比,具有结构简单,制造、使用成本低,容积效率高,工作寿命长,用途更为广泛的特点。
文档编号F03B3/10GK1357682SQ0114552
公开日2002年7月10日 申请日期2001年12月28日 优先权日2001年12月28日
发明者彭利, 彭凌宇 申请人:彭利