专利名称:径向力平衡式单作用变量叶片泵的制作方法
本发明为一种单作用可变容量型叶片式液压泵。特别是一种径向液压力可平衡的变量叶片泵。
单作用可变容量型叶片泵，由于其流量和压力可随液压系统负载的不同而变化并且具有流量和压力脉动率小、噪音较小等优点，目前广泛使用于要求传动平稳的各种液压系统中。但是，可变流量型单作用叶片泵，由于轴承所受径向液压载荷很大，使得泵的寿命大大缩短，机械噪音增加并且影响进一步提高其工作压力。因此，如何设法使径向液压力平衡的双作用定量叶片泵成为可变容量型的或者使单作用变量叶片泵的径向液压力平衡，一直是许多人力图解决的课题。但迄今为止，尽管在这方面的研究有不少专利发表，而事实上，还没有任何国家生产出已投入实用的径向力平衡的可变容量型叶片泵。
本发明的目的旨在提供一种结构紧凑、轴承所受径向力又可完全平衡的单作用可变容量型叶片泵。
发明的意图是这样实现的将一根传动轴、三组厚薄不同的转子、叶片、定子和四块配流盘、两块侧板、两个配流盘座及三副变量机构安置于一个泵体内。或者说，将几何尺寸为一大两小的三个单作用变量叶片泵的主要零件放置于一个泵体内，构成一个特殊的同轴三联变量泵。这里的关键在于两个小泵B2、B2′所受的径向液压力F2等于F2′且其矢量和与大泵所受的径向液压力F1等值反向;两个小泵的主要零件对称安置于大泵的两侧，且小泵定子相对于轴线的偏心方向与大泵定子相对于轴线的偏心反向一百八十度;两个小泵的变量机构也与大泵的对称反向安置。此外，要求泵体相应地可安装几何尺寸为一大两小的三个叶片泵的主要零件及三副变量机构。这样，当传动轴驱动三个转子转动时，两个小泵的高压排油口与低压进油口位置恰好与大泵的反向一百八十度，同时由两个小泵排油区产生的径向液压载荷正好同大泵排油区产生的径向液压载荷大小相等，方向相反，从而实现了轴承所受径向液压载荷的完全平衡。由于三个泵的吸、排油口始终分别相通，所以不管三个泵的变量机构的限位螺钉及调压弹簧如何调整;系统压力如何变化，都可保证轴承所受径向载荷为零。
径向液压载荷的平衡原理如图一所示。
本发明的特点是将几何尺寸为一大两小的三个单作用变量叶片泵的主要零件按一定方式安装于一个泵体内，利用四块配流盘及两个配流盘座来完成三个泵的配流并实现三个泵之间高、低压油的油路导通。为保证泵的吸油性能，大泵为双面配流方式，两个小泵为单面配流。
在每个配流盘背面与配流盘座之间设置了密封式偏心压力腔，配流盘可相对于配流盘座作足够的轴间位移，以平衡由排油区产生的，作用于配流盘端面的非轴对称轴向液压推力和补偿轴向间隙。
因为一块配流盘座两面分别与大泵的一块配流盘和小泵的配流盘一起构成两个密封式偏心压力腔，而大泵和小泵的吸、排油区均反向一百八十度，所以配流盘座两面的两个偏心压力区的形心是分别位于轴线两侧的。
为沟通大泵和小泵之间的高、低压油和增加过流面积，在配流盘座上分别设有两条高压油槽、两条低压油槽、一个高压油轴向通孔和一个低压油轴向通孔。
配流盘座和配流盘之间的密封式偏心压力腔是这样形成的即在配流盘座的两面各有一凸出的偏心压力区域〔X〕、〔X′〕，将其嵌入两侧配流盘相应位置上凹下的部份〔Y〕、〔Y′〕，在两者的配合处装入O型密封圈〔15〕、〔16〕。
由于轴承所受载荷已经平衡，叶片和定子间的间隙、配流盘和转子间的间隙均可自动补偿，故可认为本发明已不存在足以引起泵性能下降的运动摩擦副，从而可保证泵的工作可靠性。与已有单作用变量叶片泵相比，既并不需要加工特别复杂的零件，又可从根本上解决径向力不能平衡以及由此引起的寿命较短、机械噪音较大、工作压力难以提高等问题，还可提高单位功率重量比，节省原材料。此外，如果采用两个小泵的吸、排油区与大泵的吸、排油区有适当相位差的安装方式，可使流量脉动率大大减小。最后，如将三个泵的弹簧式变量机构的弹簧力调得不同，便可得到多种典型的压力-流量曲线。这一特性对于采用多联定量泵的系统是十分有利的，可以节省一定数量的元件和减少安装管道及安装空间。
发明的具体结构及工作原理由以下的实施例及其附图二、附图三、附图四给出。
附图二为根据本发明提出的径向力平衡式单作用变量叶片泵结构的主剖视图，附图三为附图二中A-A剖面的剖视图。
下面结合图二、图三、图四详细说明依据本发明提出的泵结构及其工作原理。
当传动轴〔1〕驱动一大两小三个转子〔13〕、〔2〕、〔2′〕及叶片〔10〕、〔5〕、〔5′〕一起按一定方向旋转时，低压油通过设在泵体〔14〕上的进油口〔0〕、两个配流盘座〔8〕、〔8′〕，四块配流盘〔7〕、〔7′〕、〔9〕、〔9′〕以及设在配流盘座上的孔〔A〕、〔A′〕分别进入三个泵的吸油区。从三个泵排油区排出的高压油则通过四块配流盘及开在配流盘座上的通道孔〔B〕、〔B′〕进入高压油流道，最后经泵体上的排油口〔P〕排出。
在每个定子靠近弹簧的外圆处设置了限位块〔12〕、〔6〕、〔6′〕，其作用是防止三个泵的弹簧力调得不一样时，弹簧力较弱的泵在其它泵的输出油液压力下，由于定子的反向偏心而吸收其它泵排出的高压油起液压马达作用从而改变其工作特性。当然，也可根据需要而不设置限位块。
下面结合图四说明油的导通及轴向液压反推力的平衡和轴向间隙的补偿情况。考虑到对称性，仅以图二中右半部份说明之。
图四中的(a)、(b)、(c)分别代表配流盘〔7′〕、配流盘座〔8′〕、配流盘〔9′〕的主剖视图和左、右视图。这些图均相对于图二剖视平面旋转了九十度。
先说明低压油的导道情况当泵工作时，低压油从进油口〔0〕经泵体上的轴向孔〔Aa〕(见图三)分别进入配流盘座〔8〕、〔8′〕上的孔〔A〕，其中一部份经配流盘〔7′〕上的〔A〕孔进入大泵吸油区及叶片根部油槽，同时经由腰形槽〔
A〕至配流盘座〔8′〕上的通孔〔c〕、腰形槽〔
C〕，再经由设在配流盘〔8′〕上的孔〔D〕进入小泵吸油区及叶片根部油槽，从而保证了大、小油泵的同时吸油。
大泵排出的高压油，直接经由孔〔B〕、设在泵体上的轴向孔〔Ba〕至排油口〔P〕，而小泵排出的高压油，先通过配流盘〔9′〕上的孔〔B′〕、开设在背压区内的腰形槽〔
D〕以及设在配流盘座〔8′〕上的通孔〔E〕，最后通过腰形槽〔
E〕、孔〔B〕及孔〔Ba〕流至排油口〔P〕。
四块配流盘与两个配流盘座组成的可作轴向位移的偏心圆密封式背压腔室，是为了使由压力腔产生的压紧力作用中心与配流盘端面所受偏心轴向液压推力中心尽量重合。调整偏心圆压力腔的面积和方位，可使轴向偏心液压反推力对配流盘产生的倾复力矩大大减小直至为零，并可补偿可能引起泵容积效率下降的轴向间隙。
O型圈〔4〕、〔4′〕的主要作用之一是产生轴向预压紧力，以消除配流盘与定子之间的初始轴向间隙，保证泵在刚起动时各配流盘端面与定子间的可靠接触。
O型圈〔15〕、〔16〕的作用是保证由配流盘和配流盘座形成的偏心压力腔同低压油之间的密封。
权利要求
1.单作用变量叶片泵，特别是径向液压力可平衡的单作用变量叶片泵，该泵由泵体[14]、传动轴[1]、三个转子[13]、[2]、[2’]，三组叶片[10]、[5]、[5’]，三个定子[11]、[3]、[3’]，四块配流盘[7]、[7’]、[9]、[9’]，两块侧板[17]、[17’]及三组变量机构等零件构成，其特征在于a、三个几何尺寸不同的变量叶片泵的主要零件，按一定的方式同轴安装于一个泵体内，构成一个具有一个吸油口和一个排油口的三联变量叶片泵。b、两个小泵[B2]、[B2’]所受的径向液压力[F2]、[F2’]相等，且其矢量和与大泵[B1]所受的径向液压力[F1]等值反向。c、大泵的定子及变量机构相对于轴的偏心方向与两小泵的定子及变量机构相对于轴的偏心方向反向180°。两个小泵的主要零件对称地分布于大泵的两侧，从而保证在任何情况下，由三个泵产生的径向液压力大小相等，方向相反，对轴承的合力及力矩均为零。
2.根据权利要求
1所述的泵，其特征在于由四块配流盘和两个配流盘座组成的四个密封式偏心背压腔，可平衡各个配流盘端面产生的非轴对称轴向液压反推力和补偿轴向间隙。
3.根据权利要求
1所述的泵，其特征是使吸油口和排油口方向相反的一大两小三个泵之间的高压油和低压油分别连通的油道，设置在两个配流盘座和四块配流盘上。在配流盘座的两面，分别设有高压油槽、低压油槽和高压油轴向通孔、低压油轴向通孔。
4.根据权利要求
1所述的泵，其特征是在三个定子靠近变量机构的弹簧部位的外圆表面上安置有限位块〔12〕、〔6〕、〔6′〕。
5.根据权利要求
1所述的泵，其特征是具有一个可安装几何尺寸为一大两小三个变量泵的变量机构的泵体〔14〕。泵体上只有一个吸油口和一个排油口。
专利摘要
径向力平衡式单作用变量叶片泵，为一种叶片式液压动力元件。
文档编号F04C18/44GK86101465SQ86101465
公开日1987年9月23日 申请日期1986年3月10日
发明者杜长春 申请人:杜长春导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan