专利名称：一种液压缸控制的叶片式液压变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液压变压器，具体地说是一种液压缸控制的叶片式液压变压
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。
发明内容本实用新型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，一端可用于中、高压液压系统，另一端可用于低压液压系统的 一种液压缸控制的叶片式液压变压器，以解决负载端压力比供油恒压网络系统压力小得多 的问题，提高了液压系统的工作效率，从而扩大了液压变压器的应用范围，丰富了液压变压 器的种类。 本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案 —种液压缸控制的叶片式液压变压器包括壳体、旋转轴、左端盖、配流盘、定子、转 子、叶片、上端盖、上压板、下压板、滚柱、右端盖、变量油缸、变量活塞等；一组转子和定子的 中心是固定且重合的，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，定子外圈以长半径圆 弧中心为中心150°范围内作成齿轮形式，变量油缸由变量活塞、端盖、变量缸体即变压器 壳体等构成，变量缸体是在变压器壳体上加工而成的，变量活塞作成齿条形式，齿条式变量 活塞与齿轮式定子构成齿轮传动幅，转子通过花键与旋转轴的左半轴配合联接，配流盘安 装在旋转轴上，并紧压在定子的左右两个侧面上；另一组转子的中心是固定的，定子的中心 可左右移动，定子的中心可处在转子中心的左侧或右侧，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，变量活塞的壳体也是 在液压变压器壳体上加工制成的，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，下压板可随定子左右移动，配流盘安装在旋转轴上，并紧压在定子的左右两个侧面上；旋转轴左半轴一段制成花键，旋转轴右半轴一段制成平键， 旋转轴的左端通过滑动轴承安装在左侧配流盘上，旋转轴的右端通过滑动轴承安装在右端 盖上，右端盖、左端盖通过螺栓固定在壳体上。 本实用新型的一种液压缸控制的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)本实用新型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)本实用新型一端可用于中、高压液压系统，另一端可用于低压液压系统的一 种液压缸控制的叶片式液压变压器，解决了负载端压力比供油恒压网络系统压力小得多的 问题，提高了液压系统的工作效率，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)本实用新型体积小、重量轻、转动惯量小，动态响应快，控制性能好。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构简图 图2是本实用新型的的A-A视图 图3是本实用新型的的B-B视图 图4是本实用新型的油口连接形式示意图 图5是本实用新型的变压原理示意图 图中1.壳体，2.旋转轴，3.左端盖，4、7、8、15.配流盘，5、13.定子，6、14.转子， 9.上端盖，IO.上压板，12.下压板，ll.滚柱，16.右端盖，17.变量油缸，17-1.变量活塞， 17-2、20.变量油缸端盖，18、21.叶片，19.变量活塞
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作以下详细地说明。 如
图1、2、3所示，本实用新型所述的一种液压缸控制的叶片式液压变压器主要由 壳体1、旋转轴2、左端盖3、上端盖9、上压板10、下压板12、滚柱11、右端盖16、变量油缸 17、变量活塞19、配流盘4、7、8、15和定子5、13与转子6、14及叶片18、21等组成；转子6 和定子5的中心是固定且重合的，转子6的宽度比定子5的宽度稍小，转子6安装在定子5 内，叶片18的一端放入转子6的叶片槽内，另一端与定子5的内表面接触，叶片18沿转子 6径向安置(即安放角为零)，定子5外圈以长半径圆弧中心为中心150。范围内作成齿轮 形式；变量油缸17由变量活塞17-1、端盖17-2、变量缸体即变压器壳体1等构成，变量缸体 是在变压器壳体1上加工而成的，变量活塞17-1作成齿条形式，齿条式变量活塞17-1与齿 轮式定子5构成齿轮传动幅，定子5在变量油缸17的作用下可绕中心旋转实现变量；转子 6通过花键与旋转轴2的左半轴配合联接，在恒压网络系统中高压油的作用下，转子6可带 动旋转轴2旋转；配流盘4、7安装在旋转轴2上，并紧压在定子5的左右两个侧面上；转子 14的中心是固定的，定子13的中心可左右移动，定子13的中心可处在转子14中心的左侧 或右侧，转子14的宽度比定子13的宽度稍小，转子14安装在定子13内，叶片21的一端放入转子14的叶片槽内，另一端与定子13的内表面接触，叶片21沿转子14径向安置；变量 活塞19的活塞杆右端头与定子13的外表面固定在一起，变量活塞19的壳体是在液压变压 器壳体1上加工制成的，变量活塞19、变量油缸端盖20和壳体1构成变量油缸，变量油缸端 盖20通过螺栓固定在壳体1上，变量活塞19的活塞杆可推动定子13左右移动，改变转子 14与定子13的偏心距的大小和方向实现变量；上端盖9通过螺栓固定在壳体1上，上压板 10通过螺栓联接在上端盖9上，下压板12与定子13的外表面配合接触，滚柱11安装在上 压板10和下压板12之间，滚柱11与上压板10的下表面和下压板12的上表面配合接触， 下压板12可随定子13左右移动；配流盘8、 15安装在旋转轴2上，并紧压在定子13的左右 两个侧面上；由旋转轴2带动转子14旋转，输出压力油；旋转轴2左半轴一段制成花键，旋 转轴2右半轴一段制成平键，旋转轴2的左端通过滑动轴承安装在配流盘4上，旋转轴2的 右端通过滑动轴承安装在右端盖16上，右端盖16、左端盖3通过螺栓固定在壳体1上。 由旋转轴2、定子5、转子6、叶片18、变量油缸17、配流盘4、7等组成变量部件22， 由旋转轴2、上端盖9、上压板10、下压板12、滚柱11、定子13、转子14、变量活塞19、叶片 21、配流盘8、 15等组成变量部件23 ;如图4所示，所述的一种液压缸控制的叶片式液压变 压器的变量部件22与双作用叶片式二次元件的结构、功能相似，变量部件22可以看作为一
个双作用叶片式二次元件，所述的一种液压缸控制的叶片式液压变压器的变量部件23与 单作用叶片式二次元件的结构、功能相似，变量部件23可以看作为一个单作用叶片式二次
元件，于是，所述的一种液压缸控制的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；变量部件22的左上油口M为一种液压缸控制的叶片式液压变压器的进油 口，进油口 M与恒压网络系统的高压端连接，变量部件23的右上油口 N为一种液压缸控制 的叶片式液压变压器的出油口 ，出油口 N与负载端连接，进油口M大于出油口N，变量部件 22的下油口与变量部件23的下油口连接在一起，成为一种液压缸控制的叶片式液压变压 器一个油口 0，油口 O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。 如图5所示，在恒压网络压力p工的作用下，变量部件22产生的主动转矩为 7;4(a-a) 变量部件23产生的阻力转矩为 K =-,0 2-; 。) 式中K、、是变量部件22、变量部件23的排量，Pl、p2是液压变压器进、出油口处 的压力，P。是油箱处的压力，通常P。 = 0。 忽略变量部件22与变量部件23之间的摩擦阻力矩，当1\+T2 = 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
h&丄 (1) 式中A为变压比。
由以上推导可以看出，变压比是液压变压器进、出口压力的比值，它也等于相应排
量的反比。这里压力Pl是恒压网络的压力，它为定值，而压力P2取决定于负载，因此所述的一种液压缸控制的叶片式液压变压器的变压实质上是调节排量V乂^的值，工作中可分别 或同时调节变量部件22的排量K或变量部件23的排量V2来满足负载变化的需要。 所述的一种液压缸控制的叶片式液压变压器不工作时，变量部件22与变量部件 23的转子均静止不动，变量部件22的定子5处在初始旋转位置(零点)，此时变量部件22 的排量V工为零，变量部件23的定子13可处在除零点外的任一位置，变量部件23的排量^ 不为零，由公式(1)可知，变压比A等于零。 所述的一种液压缸控制的叶片式液压变压器工作时，为适应负载的变化，在变量 油缸17的作用下，变量部件22的定子5顺时针或逆时针旋转，随着定子5旋转角度的变化， 变量部件22的排量K也不断变化；在变量活塞19的作用下，变量部件23的定子13向左 或向右移动，转子14与定子13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，变量部件23的排量、不断变化；由公式(1)可知，变压比A就随之改变，实现 变压，满足负载变化的需要。 所述的一种液压缸控制的叶片式液压变压器的变量部件22的定子5旋转角度的 大小和方向由变量活塞17-1的位移决定，变量部件23的转子14与定子13的偏心距的大 小和方向由变量活塞19的位移决定，变量活塞17-1、 19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)阀，调节变量活塞的位移(大小和方向)。
权利要求一种液压缸控制的叶片式液压变压器包括壳体(1)、旋转轴(2)、左端盖(3)、配流盘(4、7、8、15)、定子(5、13)、转子(6、14)、上端盖(9)、上压板(10)、下压板(12)、滚柱(11)、右端盖(16)、变量油缸(17)、叶片(18、21)、变量活塞(19)、变量油缸端盖(20)；其特征在于，转子(6)和定子(5)的中心是固定且重合的，转子(6)的宽度比定子(5)的宽度稍小，转子(6)安装在定子(5)内，叶片(18)的一端放入转子(6)的叶片槽内，另一端与定子(5)的内表面接触，叶片(18)沿转子(6)径向安置，定子(5)外圈以长半径圆弧中心为中心150°范围内作成齿轮形式，变量油缸(17)包括变量活塞(17-1)、端盖(17-2)、变量缸体即液压变压器壳体(1)，变量缸体是在液压变压器壳体(1)上加工而成的，变量活塞(17-1)作成齿条形式，齿条式变量活塞(17-1)与齿轮式定子(5)构成齿轮传动幅，转子(6)通过花键与旋转轴(2)的左半轴配合联接，配流盘(4、7)安装在旋转轴(2)上，并紧压在定子(5)的左右两个侧面上；转子(14)的中心是固定的，定子(13)的中心可处在转子(14)中心的左侧或右侧，转子(14)的宽度比定子(13)的宽度稍小，转子(14)安装在定子(13)内，叶片(21)的一端放入转子(14)的叶片槽内，另一端与定子(13)的内表面接触，叶片(21)沿转子(14)径向安置，变量活塞(19)的活塞杆右端头与定子(13)的外表面固定在一起，变量活塞(19)的壳体是在液压变压器壳体(1)上加工制成的，变量活塞(19)、变量油缸端盖(20)和壳体(1)构成变量油缸，变量油缸端盖(20)通过螺栓固定在壳体(1)上，上端盖(9)通过螺栓固定在壳体(1)上，上压板(10)通过螺栓联接在上端盖(9)上，下压板(12)与定子(13)的外表面配合接触，滚柱(11)安装在上压板(10)和下压板(12)之间，滚柱(11)与上压板(10)的下表面和下压板(12)的上表面配合接触，配流盘(8、15)安装在旋转轴(2)上，并紧压在定子(13)的左右两个侧面上；旋转轴(2)左半轴一段制成花键，旋转轴(2)右半轴一段制成平键，旋转轴(2)的左端通过滑动轴承安装在配流盘(4)上，旋转轴(2)的右端通过滑动轴承安装在右端盖(16)上，右端盖(16)、左端盖(3)通过螺栓固定在壳体(1)上。
2. 根据权利要求l所述的机液控制的叶片式液压变压器，其特征在于，左上油口 (M)为 机液控制的叶片式液压变压器的进油口，进油口 (M)与恒压网络系统的高压端连接，右上 油口 (N)为机液控制的叶片式液压变压器的出油口，出油口 (N)与负载端连接，下油口 (0) 为机液控制的叶片式液压变压器的一个油口，油口 (0)与油箱连接。
3. 根据权利要求2所述的机液控制的叶片式液压变压器，其特征在于，进油口 (M)大于 出油口 (N)。
4. 根据权利要求2所述的机液控制的叶片式液压变压器，其特征在于，油口 (0)大于进 油口 (M)。
专利摘要一种液压缸控制的叶片式液压变压器包括壳体、旋转轴、左端盖、右端盖、配流盘、定子、转子、叶片、变量油缸、变量活塞等；其特征在于，一组转子和定子的中心是固定且重合的，另一组转子的中心是固定的，定子的中心可左右移动，一个定子外圈以长半径圆弧中心为中心150°范围内作成齿轮形式，与齿条式变量活塞构成齿轮传动幅，另一个定子与另一个变量活塞的活塞杆联接在一起，一个转子通过花键与旋转轴的左半轴联接，另一个转子通过平键与旋转轴的右半轴联接，叶片沿转子径向安置，配流盘安装在旋转轴上，并紧压在定子的左右两个侧面上，旋转轴的左端安装在左侧配流盘上，旋转轴的右端安装在右端盖上，右端盖、左端盖通过螺栓固定在壳体上。
文档编号F15B3/00GK201535278SQ20092022627
公开日2010年7月28日 申请日期2009年9月15日 优先权日2009年9月15日
发明者孔祥臻, 张玉波, 戴汝泉, 臧发业, 郑澈 申请人:山东交通学院