一种平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的方法及装置

文档序号:29611584发布日期:2022-04-13 09:21阅读:375来源:国知局

1.本发明涉及柱塞泵技术领域,特别是涉及一种平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的方法及装置。


背景技术:

2.轴向柱塞泵是工程机械液压系统的重要组成部分,可以在高压和各种速度下高效运行。缸体和配流盘组成的配流副是轴向柱塞泵旋转组件中最关键的设计元素之一。其结构参数影响轴向柱塞泵的使用寿命;高速旋转时,传统的轴向柱塞泵基于平面配流盘考虑,只考虑压紧力和反推力,对引起缸体倾斜的侧向力考虑较少,侧向力往往由主轴来承担,大大降低了主轴的使用寿命。
3.因此,如何改变现有技术中,轴向柱塞泵工作过程中,主轴承担引起缸体倾斜的侧向力导致主轴寿命降低的现状,成为了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素:

4.本发明的目的是提供一种平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的方法及装置,以解决上述现有技术存在的问题,平衡缸体所受侧向力,延长主轴使用寿命。
5.为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的方法,包括如下步骤:
6.轴向柱塞泵包括缸体、柱塞和配流盘,所述柱塞可滑动地设置于所述缸体内,所述缸体可转动地与所述配流盘相连,所述配流盘具有吸油口和配油口,由所述吸油口进入的油液进入所述缸体内,所述柱塞运动将油液送至所述配油口处,并由所述配油口输出,将到达所述配油口处的部分油液引入所述配流盘与所述缸体之间。
7.优选地,引入所述配流盘与所述缸体之间的部分油液位于所述配油口远离所述配流盘轴线的一侧。
8.优选地,所述配油口的第一端油液压力较第二端油液压力高,由所述配油口的第一端处将部分油液引入所述配流盘与所述缸体之间。
9.本发明还提供一种平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的装置,包括配流盘、缸体和柱塞,所述缸体可转动地与所述配流盘相连,所述柱塞可滑动地设置于所述缸体内,所述配流盘具有吸油口和配油口,所述缸体能够与所述吸油口及所述配油口相连通,所述配流盘靠近所述缸体的一侧设置高压槽,所述高压槽与所述配油口相连通。
10.优选地,所述配油口的数量为多个,多个所述配油口绕所述配流盘的轴线分布,按照所述缸体的转动方向,最先与所述缸体相连通的所述配油口与所述高压槽相连通。
11.优选地,所述高压槽位于所述配油口远离所述配流盘轴线的一侧。
12.优选地,所述高压槽利用流道与所述配油口相连通。
13.优选地,所述高压槽为腰型槽。
14.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:本发明的平衡轴向柱塞泵缸体侧向
力的方法,包括如下步骤:轴向柱塞泵包括缸体、柱塞和配流盘,柱塞可滑动地设置于缸体内,缸体可转动地与配流盘相连,配流盘具有吸油口和配油口,由吸油口进入的油液进入缸体内,柱塞运动将油液送至配油口处,并由配油口输出,将到达配油口处的部分油液引入配流盘与缸体之间。本发明还提供一种平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的装置,包括配流盘、缸体和柱塞,缸体可转动地与配流盘相连,柱塞可滑动地设置于缸体内,配流盘具有吸油口和配油口,缸体能够与吸油口及配油口相连通,配流盘靠近缸体的一侧设置高压槽,高压槽与配油口相连通。
15.本发明的平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的方法及装置,将部分油液引入配流盘与缸体之间,油液对缸体施加作用力,缸体所受到的力矩达到平衡,降低缸体与主轴的接触力,避免缸体倾斜压迫主轴,延长主轴使用寿命。与此同时,引入的油液还能够起到改善配流副的作用,提高轴向柱塞泵的整体工作效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明的平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的装置的结构示意图;
18.图2为图1中a处的放大结构示意图;
19.图3中现有技术中轴向柱塞泵的缸体受力分析示意图;
20.图4为本发明的平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的方法的缸体受力分析示意图;
21.其中,1为缸体,2为柱塞,3为配流盘,4为吸油口,5为配油口,6为高压槽,7为流道,8为滑靴,9为斜盘。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
23.本发明的目的是提供一种平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的方法及装置,以解决上述现有技术存在的问题,平衡缸体所受侧向力,延长主轴使用寿命。
24.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
25.请参考图1-4,其中,图1为本发明的平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的装置的结构示意图,图2为图1中a处的放大结构示意图,图3中现有技术中轴向柱塞泵的缸体受力分析示意图,图4为本发明的平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的方法的缸体受力分析示意图。
26.本发明提供一种平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的方法,包括如下步骤:
27.轴向柱塞泵包括缸体1、柱塞2和配流盘3,柱塞2可滑动地设置于缸体1内,缸体1可转动地与配流盘3相连,配流盘3具有吸油口4和配油口5,由吸油口4进入的油液进入缸体1
内,缸体1和柱塞2运动将油液送至配油口5处,并由配油口5输出,将到达配油口5处的部分油液引入配流盘3与缸体1之间。
28.本发明的平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的方法,将部分油液引入配流盘3与缸体1之间,油液对缸体1施加作用力,缸体1所受到的力矩达到平衡,从而降低缸体1与主轴的接触力,避免缸体1倾斜压迫主轴,延长主轴使用寿命。与此同时,引入的油液还能够起到改善配流副的作用,提高轴向柱塞泵的整体工作效率。
29.在本具体实施方式中,引入配流盘3与缸体1之间的部分油液位于配油口5远离配流盘3轴线的一侧,尽量避免引入的油液由配流盘3中部泄露,确保引入的油液能够起到对缸体1施加作用力平衡缸体1所受力矩的作用。
30.另外,为了进一步确保油液能够达到降低缸体1与主轴之间接触力的作用,配油口5的第一端油液压力较第二端油液压力高,由配油口5的第一端处将部分油液引入配流盘3与缸体1之间,即向缸体1与配流盘3之间引入高压油液,以使高压油液能够平衡缸体1所受力矩,此处的配油口5的第一端为高压油液端。
31.除此之外,本发明还提供一种平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的装置,包括配流盘3、缸体1和柱塞2,缸体1可转动地与配流盘3相连,柱塞2可滑动地设置于缸体1内,配流盘3具有吸油口4和配油口5,缸体1能够与吸油口4及配油口5相连通,配流盘3靠近缸体1的一侧设置高压槽6,高压槽6与配油口5相连通。
32.本发明的平衡轴向柱塞泵缸体侧向力的装置,在配流盘3上开设高压槽6,将高压油液引入与配油口5相连通的高压槽6,高压槽6位于配流盘3靠近缸体1的一侧,使得油液能够对缸体1施加作用力,缸体1所受到的力矩达到平衡,从而降低缸体1与主轴的接触力,避免缸体1倾斜压迫主轴,延长主轴使用寿命。此处需要说明的是,高压槽6内的油液在轴向柱塞泵壳体内压差作用下,通过缸体1和配流盘3之间的油膜泄露出去,产生流量泄露。
33.在本发明的其他具体实施方式中,配油口5的数量为多个,多个配油口5绕配流盘3的轴线分布,按照缸体1的转动方向,最先与缸体1相连通的配油口5与高压槽6相连通,高压槽6只与高压区的第一个配油口5相连通,当高压油液流入高压槽6时,高压油液对配流盘3产生轴向压紧力,配流盘3对缸体1施加反作用力,反作用力产生的力矩使缸体1所受力矩达到平衡,进而避免倾斜压迫主轴的现象。
34.具体地,当未引入油液时,缸体1的受力和力矩简图如图3所示,包括缸体1对配流盘3的压紧力,配流盘3对缸体1的液压反推力,缸体1所受沿z轴的混合摩擦力,缸体1自身重力,斜盘9对缸体1的作用力,缸体1和主轴之间的接触力;
35.缸体1沿z轴所受力平衡方程为:
36.f
p-f
f-fg=0
37.其中,f
p
为缸体1对配流盘3的压紧力,ff为配流盘3对缸体1的液压反推力,fg为缸体1所受到的沿z轴的混合摩擦力;
38.缸体1沿x轴方向力矩平衡方程为:
39.m
xp-m
xf-m
xa-m
xg
=0
40.其中,m
xp
为缸体1对配流盘3压紧力绕x轴产生的力矩,m
xf
为配流盘3对缸体1的液压反推力绕x轴产生的力矩,m
xg
为缸体1所受到的混合摩擦力绕x轴产生的力矩,m
xa
为缸体1对主轴施加的绕x轴的力矩;
41.缸体1沿y轴方向力矩平衡方程为:
42.m
yp
+m
ymg-m
yg-m
yf-m
ya
=0
43.其中,m
yp
为缸体1对配流盘3压紧力绕y轴产生的力矩,m
ymg
为缸体1自身重力绕y轴产生的力矩,m
yf
为配流盘3对缸体1的液压反推力绕y轴产生的力矩,m
yg
为缸体1所受到的混合摩擦力绕y轴产生的力矩,m
ya
为缸体1对主轴施加的绕y轴的力矩;
44.当向配流盘3与缸体1之间引入油液后,缸体1受力和力矩简图如图4所示,
45.缸体1沿y轴方向力矩平衡方程为:
46.m
yp
+m
ymg-m
yg-m
yf-m
ya-m
y0
=0
47.其中,m
yp
为缸体1对配流盘3压紧力绕y轴产生的力矩,m
ymg
为缸体1自身重力绕y轴产生的力矩,m
yf
为配流盘3对缸体1的液压反推力绕y轴产生的力矩,m
yg
为为缸体1所受到的混合摩擦力绕y轴产生的力矩,m
ya
为缸体1对主轴施加的绕y轴的力矩,m
y0
为油液对缸体1施加的绕y轴产生的力矩;
48.由此可见,引入高压油后形成的力矩m
y0
,可大大降低由主轴接触力产生的力矩m
ya
,从力矩平衡的角度来分析,缸体1侧向力引发的主轴的接触力降低,主轴的使用寿命有所提高。另外,需要说明的是图3和图4中并未示出主轴,给出了滑靴8和斜盘9。
49.另外,高压槽6位于配油口5远离配流盘3轴线的一侧,当高压油液由缸体1内流入配油口5时,一部分高压油液进入高压槽6中,从而对配流盘3产生轴向压紧力,配流盘3对缸体1施加反作用力。
50.进一步地,高压槽6利用流道7与配油口5相连通,高压油液经由流道7进入高压槽6。
51.在本具体实施方式中,高压槽6为腰型槽,提高进入高压槽6的油液的均匀性,避免油液产生的作用力集中影响配流盘3的使用寿命。
52.本发明将部分高压油液引入配流盘3与缸体1之间,油液对缸体1施加作用力,缸体1所受到的力矩达到平衡,减少缸体1倾斜导致的磨损情况,同时降低缸体1与主轴的接触力,避免缸体1倾斜压迫主轴,延长主轴使用寿命。另外,引入的油液还能够起到改善配流副的作用,提高轴向柱塞泵的整体工作效率。
53.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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