专利名称:液压机的制作方法
本发明涉及用于抽取工作流体的液压机械。
已有技术的描述一般说来，已知的用来抽取工作流体的液压机有两种，即旋转斜盘式和旋转斜轴式两种。在旋转斜盘式液压机中，如日本专利公报91383/83中图1示例，固定在主动轴上的旋转斜盘的旋转引起安装在从动轮上的摆盘摇动，从而产生往复运动。在旋转斜轴式流体液压机中，如上述日本专利公报中的图2示例，主动轴输出端提供的斜轴偏心运动传到摇盘，摇盘安装在斜轴边缘的防止转动装置上，从而产生往复运动。
然而，旋转斜盘式液压机需在旋转斜盘和摇盘之间设置轴承，如滚针轴承，以便把旋转斜盘的转动平稳地转换成往复运动，因而这种设备构造复杂。
另外，由于支承摇盘的中心滚珠轴承承受全部的推力负荷，磨擦阻力大，使这种设备的效率很低。
在这种液压机中，与油腔内活塞相连的活塞杆连接在摇盘的边缘处，因此限制了摇盘的转动，防止摇盘转动可通过摇盘边上的正齿轮与静止的锥齿轮的啮合来实现。但它的寿命低。此外，施加到摇盘上的推力负荷由一滚珠轴承承受，所以该滚珠轴承不但在制造时要求有高度的机械加工技术和组装技术，而且在使用时还有一个寿命问题。因而它的可靠性不高。尽管该滚珠轴承的可靠性可以通过采用各种适当的措施来加以改进，但这些措施又会增加生产费用。
在上面提及的第二种(即斜轴式)液压机中，斜轴整体安装在主动轴上，摇盘通过止推轴承设置在斜轴的周边上。象旋转斜盘式液压机那样，在这种液压机中，推力负荷作用在轴线方向。因此这种液压机在下面几个方面存在着严重问题防止摇盘转动装置的耐用性;止推轴承的尺寸;结构的复杂性。
此外，由于斜轴又长又重，转动平衡差，导致该机械产生振动和噪音。尽管转动平衡已采用重量平衡法加以改进，并且在前者中也利用了这种改进，但实际状态并不能平衡。所以这种改进不能从根本上解决转动不平衡问题，它使转动中心偏移。这种中心偏移在主动轴上引起偏心负荷，从而产生轴向摩擦。机械振动不仅缩短机械寿命，而且也削弱了产品的可靠性，并且它产生的噪音给使用者带来不愉快的感觉。因此消除任何振动是相当重要的。
上述的两种典型液压机中，轴向推力负荷及作用在主动轴上的偏心负荷都很大。尽管已采取一些对策，但远没有解决轴向机械摩擦和主动轴偏心问题。综合起来说，这些已知的液压机械的效率很低。
本发明的目的是要提供一种具有良好机械性能的液压机。
本发明液压机的部件包括(a)一个中空的缸箱;
(b)设置在该缸箱一端的端盖;
(c)一个伸进缸箱内，适于转动的旋转轴;
(d)一个放置在缸箱内适于和旋转轴一起转动的液压缸体;
(e)在液压缸体内制成的数个油腔。
(f)支承轴设置在端盖上，径向偏离旋转轴中心线的延伸线，支承轴在端盖与液压缸体之间，与旋转轴的转动轴线相交。
(g)十字形万向接头包括一个可旋转支撑在支承轴上的第一个旋转端及十字支架。通过十字支架使两个旋转端相连。
(h)固定在万向接头的第一个旋转端的一个斜盘。
(i)安放在油腔内并与斜盘连接的活塞。
(j)设置在与端盖相对的另一端上的流体进出通道。进出通道的排布应在活塞处于接受工作流体状态时能通过油腔内的通道孔向油腔供应工作流体;在活塞处于输送工作流体的状态时能通过通道孔把工作流体输送出油腔。
根据上述设计的液压机械，液压缸体和运动转化装置相互同步旋转，液压缸体和运动转化装置似乎是保持静止不动。使得液压缸体上的油腔内的活塞可以完成抽取工作流体的工作。
按照这种构造，由于运动转化装置是由万向接头构成，所以机械效率非常高。此外还能减少机械部件的数量，因而相应地使尺寸误差积累减到最小，使制造该机器时容易控制公差。
图1是根据本发明液压机一个实施例的垂直剖面图;
图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的剖面图;
图3是运动转化机构的透视图;
图4是支承轴和支承台的透视图;
图5是解释变化支承轴角度的机械装置的剖面图;
图6和图7为万向接头的透视图;
图8为运动转化机构装置的分解透视图;
参照图1，实施本发明的一种液压机，有一缸箱10。借助于螺栓之类的工具，把前盖12和端盖14固定在缸箱10的相应位置上。前盖12也可与缸箱10整体形成。旋转轴16从前盖12的中心穿过，并通过滚珠轴承18和滚针轴承20，支承在前盖12上。
密封件22放置在滚珠轴承18的外面，由卡箍24固定。
缸箱10内容纳了一个工作室装置26和运动转化装置28，缸箱10由端盖14密封。
工作室装置26是由液压缸体32、数个空心圆柱形油腔34及相应的油腔34内的活塞36组成。其中，液压缸体32与旋转轴16的中间部分上的花键30相啮合，与旋转轴16一同转动;油腔34是以予定的距离在液压缸体32上形成。由于液压汽缸体32与旋转轴16一同转动，所以在液压缸体32的外缘和缸箱10的内圆之间安装一平面轴承38。不用说，平面轴承38也可用其它形式的轴承代替，如滚珠轴承、滚针轴承等等。
在液压缸体32与旋转轴16的粗大端部分40之间安装一弹簧片42，以此把液压缸体32弹性地压向前盖12。此弹性力使液压缸体32与固定在前盖12的密封件44之间获得的良好的密封，同时还便于安装和调节。
前盖12制有一个流体进口通道46和一个流体出口通道48。从图2可以看到，流体进口通道46和流体出口通道48分别与密封件44上的进口导槽50和出口导槽52相连接。
图2为图1沿Ⅱ-Ⅱ线的剖面图。正象从图2所看到的那样，准确地说密封件44上的进口导槽50和出口导槽52为弧形，它们与流体进口通道46和流体出口通道48相接通。
在每一个油腔34的顶部开有一个弧形通道孔54，它们在进口导槽50和出口导槽52上移动。
参照图3、图4、图5、图6、图7、下面对运动转化机构28进行说明。
旋转轴16的粗大端部分40构成了十字形万向接头56的臂架58。该臂架58可与旋转轴由整体制造，也可分别制造再把臂架58固定到旋转轴16上。
臂架58有相对的两个工作臂。用来放置万向接头的十字毂的第一对臂60A。十字毂的第二对臂60B由另一臂架62支承。臂架62通过滚针轴承64由支承轴66支承。支承轴66在径向方向上偏离出旋转轴16转动中心线的延长线。支承轴66固定在支承台68上。为了减少摩擦力，在支承台68和臂架62之间放置一轴承70。支承轴66的轴线与旋转轴16的轴线以一角度相交，其交点是十字毂的转动中心。
旋转斜盘72固定在臂架62上。旋转斜盘有数个放置球面轴承76的孔。球面轴承76通过连杆74与活塞36连接。不用说，旋转斜盘72和臂架62可整体制造。
由于旋转轴16与臂架62一同转动，结果液压缸体32、活塞36、连杆74和旋转斜盘72就象一个整体似地同步转动。
如图3、图4所示，支承台68的底部形成蜗轮的齿78。支承台可沿着端盖14上的导向槽80绕十字毂60的中心转动。在端盖14上设置一与齿78相啮合的调节螺栓82。
调节螺栓82适于用自动执行机构或手工转动。即，当自动执行机构旋转调节螺栓时，支承台68就绕十字毂60的中心转动，使支承轴66的轴线和旋转轴16的轴线之间形成的夹角改变，从而改变当液压机做为一台泵使用时液体的排量和当液压机做为一台马达使用时的转速。
图5是引起支承台68运动的另一种机械装置。在这种装置里，端盖14中的液压活塞装置84的运动方向大致与旋转轴16垂直。
在液压活塞装置84中，支承轴66固定在支承台68上，并延伸进到液压活塞86里，通过球窝接头88，与液压活塞86一起摆动。当液压室90和92交替装满压力油时，活塞86会先后向两边移动。
支承台68沿导向槽80运动，导向槽在导向板94上，形成端盖14和缸箱10将导向板夹紧。不用说，支承台的运动是绕十字毂旋转中心的转动。
图6是一种十字毂，臂60A和60B整体地形成一个十字形，外环通过滚针轴承分别安装在臂60A和60B的端部，图7是另一种十字毂，臂60A和60B固定在一个方块上。这些十字毂对本发明液压机的万向接头均适用。
如图8所示，十字形万向接头最好有一个球面轴承。从图上可以清楚地看到，十字毂60的第二对臂60B由另一臂支承装置62支承，这个支承装置内安装了一个球面轴承98，球面轴承里有一个轴承安装孔100，便于安装滚针轴承64。
球面轴承98安装在球状基座96上，装在臂架62上的止动圈102使得球面轴承98能稳定地安装在臂架62内。
球面轴承98内的轴承安装孔100能容纳滚针轴承64，而滚针轴承由支承轴66支承。如前面所述，支承轴66在径向方向上偏离旋转轴16的转动轴线延伸线。
支承轴66固定在支承台68上，轴承70位于支承台68和臂架62之间。
支承轴66的轴线与旋转轴16的轴线相交一角度，点正好和十字毂60的转动中心重合。
臂架62可相对支承轴66转动，所以安装后所产生的尺寸误差即可被吸收。
这里要强调的是十字毂与臂架58、62之间不可避免地会产生细小的细隙，所以十字毂中心会不断地运动，支承轴66与臂架62之间就会产生一种偏心负荷。
如果不使用球面轴承98，那么，由于支承轴66与臂架62之间产生的偏心负荷，严重地影响到液压机的寿命。在本液压机里，由于使用了球面轴承98，偏心负荷作用大大减小，机器的寿命显著提高。
该液压机的运行方式如下旋转轴16的旋转动力是由内燃机或电机一类原动机提供的，液压缸体32与旋转轴16作同步转动。与此同时，由于臂架58安装在旋转轴16较粗的一端40，所以当十字毂和臂架62旋转时，旋转斜盘72也会旋转。旋转斜盘的倾斜角用调节螺栓82来控制，因此，当旋转斜盘旋转时，仍能保持一定的倾斜角。
当液压缸体32与旋转斜盘72，开始如图2所示那样按顺时针方向作同步旋转时，油腔34里的活塞36略微偏离上死点而朝向下死点，此时油腔34靠近进口导槽50一端50A。随着油腔按顺时针方向旋转，活塞36朝下死点移动，当油腔34靠近进口导槽的另一端50B时，活塞36略微偏离下死点而朝向上死点。
当活塞36位于其冲程的下死点时，油腔34所处的位置既不与进口导槽重叠，也不与出口导槽52重叠。
当油腔34靠近出口导槽52的一端52A时，由于液压缸体32按顺时针方向旋转，所以活塞36开始向上死点移动。当液压缸腔34靠近出口导槽52的另一端B时，活塞36略微偏离上死点而朝向下死点。
当然，当活塞36位于其冲程的上死点时，油腔34所处的位置既不与进口导槽50重叠，也不与出口导槽52重叠。
当活塞36在下死点和上死点时将油腔34安排成不与进口导槽50和出口导槽52重叠，流体即可完美地吸入和排出油腔34和活塞36所形成的泵腔，从而达到提高泵效率的目的。
上面仅描述了一个油腔34的运行情况，其他油腔34的运行情况与上述方式相同，以此达到抽送流体的目的。从而将工作液体泵出。
从前面所述可见，在液压机旋转运动转变为往复运动的过程中所产生的轴向推力。由支承轴66和臂架62之间的轴承以及万向接头的中心部分以径向负荷的方式承受，所以轴向推力变得很小，因此，机械强度得以增加，机械之间的摩擦力大大减小。
此外，由于旋转轴16，支撑轴66，旋转斜盘72和万向接头56都是单独制造的，然后安装在一起，组成运动转化机构，所以，本发明的液压机不论在安装性能还是在生产效率方面都是无以伦比的。
还有，对万向接头来说，由于十字毂中心运动，支承轴和臂架之间产生偏心负荷，这是不可避免的，也是人们所不希望的，但由于采用了球面轴承98，这种偏心作用大大减小，机械寿命明显提高。
综上所述，本发明是一种高效液压机，这种效率是先有技术液压机中达不到的，而是因为在运动轻化机构中采用了十字形万向接头，将旋转运动转变成往复运动，从而产生了这种效率。
权利要求
1.一种液压机其特征在于(1)一个中空的缸箱；(2)一个设置在该缸箱一端的端盖；(3)一个延伸到缸箱里适于转动的旋转轴；(4)一个安装在上述缸箱内，能与旋转轴一起转动的液压缸体；(5)液压缸体上形成的油腔；(6)上述端盖上有一个支承轴，径向地偏离旋转轴的轴线延伸线，在端盖与液压缸体之间延伸，与上述旋转轴的转动轴线相交；(7)一个十字形万向接头，包括由支承轴可转动地支承的第一个旋转端，固定在旋转轴末端的第二个旋转端和一个十字毂连接第一个旋转端与第二个旋转端；(8)一个固定在万向接头的第一个旋转端上的旋转斜盘；(9)放置在油腔内并与旋转斜盘连接的活塞；(10)设置在与上述端盖相对一端的一个进口通道和一个出口通道，这样一来，当活塞处于接收工作液体的冲程时，工作流体通过油腔内的通道向油腔流动；当活塞处于排出工作流体的冲程时，流体穿过油腔内的通道，流出油腔。
2.根据权力要求1，流体进口通道和出口通道在液压机的一个前盖上形成，前盖则安装在与端盖相对一侧的缸箱上。
3.根据权力要求1，液压机的液压缸体轴向可移动地与旋转轴上的花键啮合，并被一弹簧压向前盖。
4.根据权力要求1，在液压机的液压缸体外圆周与缸箱内圆周之间安装轴承。
5.根据权利要求
1，支承轴设置在上述端盖上，而且能绕万向接头的旋转中心转动。
6.根据权利要求
5，支承轴固定在一个带齿的支承台上，上述的支承台随着设置在端盖上一个调节螺栓的转动而绕万向接头的旋转中心转动。
7.根据权利要求
5，支承轴固定在一个支承台上，支承台随着设置在端盖上一个液压活塞的运动而绕万向接头旋转中心转动。
8.根据权利要求
1，流体进、出口通道包括有一基座，基座与上述油腔滑动接触，基座上开有槽，上述槽与油腔通道按预先确定的位置布置。
9.根据权力要求8，基座上的槽之间要有一定的间隔距离，当活塞处在上死点或下死点时，油腔不与上述槽重合。
10.根据权力要求1，其中第一个旋转端通过一个球面轴承可转动地支承在所述支承轴上。
专利摘要
液压机有一个和旋转轴一起转动的液压缸体，液压缸体上有数个安放活塞的油腔。油腔内的活塞都与旋转斜盘相连接，而旋转斜盘又通过万向接头与旋转轴相连接。流体通过活塞的往复运动被抽取。活塞的往复运动由液压缸体的转动引起。由于使用了万向接头，这种液压机具有良好的机械性能。
文档编号F04B1/16GK85103883SQ85103883
公开日1987年1月14日 申请日期1985年5月10日
发明者金丸尚信, 东海林昭, 小沼富泰 申请人:株式会社日立制作所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan