径向配流式联体泵马达缸体及其制造工艺

文档序号:33624343发布日期:2023-03-25 14:41阅读:68来源:国知局
径向配流式联体泵马达缸体及其制造工艺

1.本发明涉及机液混合传动领域,尤其涉及用于机械流和闭式液压流混合传动的高压节能型联体泵马达缸体及其制造工艺。


背景技术:

2.采用传统的联体泵马达传动具有以下的现有技术问题:一、传统的联体泵马达采用的双轴平行式结构设计,马达缸及主轴、泵缸及主轴、变量缸及伺服变量机构、配流机构各自独立,集成度低、机构复杂、体积较大;二、传统的联体泵马达自身只能进行单一的液压流动力传递,在其输出端连接机械变速器也只能实现单一的串联传动;三、传统的机液混合联体泵马达的机械输入动力只能作为上一级传动,力矩下行式传递,无法实现力矩的多路同步聚合传动;四、串联在传动系统中的传统联体泵马达无法轻易被置换出来进而执行纯机械传动,而实际工况中处于匀速运行的主机无需要液压传动的介入,纯机械传动足以满足需要,此时液压传动的介入只会带来功率的损耗,而要实现传统联体泵马达传动系统的纯机械切换则需要设置复杂的切换机构和辅助传动机构,持续的液压介入导致主机的能耗高,效率低不够节能;五、传统的联体泵马达传动不具备进行超速的功能,不能满足多工况的需要;六、传统的联体泵马达额定工作压力一般在40mpa以下,最高压力不超过50mpa,压力等级无法再提升,不能满足超高压工况的需要;鉴于现有的技术缺陷,亟需提出新的传动结构以解决上述问题,而本发明中所提出的联体泵马达缸体可解决以上的问题,但在制造方面存在较大的技术难度,需要面临复杂多工序的热处理问题,要保证最终的加工精度、热处理的硬度和焊接的质量,需要完备可行的制造工艺及工装以解决该联体泵马达缸体的加工问题。


技术实现要素:

3.本发明所解决的技术问题在于提供一种径向配流式联体泵马达缸体及其制造工艺,以解决上述背景技术中的问题。
4.本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
5.径向配流式联体泵马达缸体包括马达缸、泵缸、配流缸、马达焊接铜箔、泵焊接铜箔、马达定位销、泵定位销,马达缸的焊接端面与配流缸对应的焊接端面对接进而通过马达焊接铜箔焊接固定,泵缸的焊接端面与配流缸对应的焊接端面对接进而通过泵焊接铜箔焊接固定,马达定位销和泵定位销在焊接过程中起到周向定位的作用。
6.在本发明中,马达缸主要由马达缸主体、内花键、马达定位外圆、马达缸内孔、花键退刀槽、马达定位销孔、马达缸外圆、马达柱塞插孔组成,其中,马达柱塞插孔包括马达柱塞孔、马达柱塞行程孔、马达流道孔;
7.泵缸主要由泵缸主体、泵定位销孔、补油型腔、泵定位外圆、泵缸外圆、泵缸内孔、泵平衡孔、正向补油插孔、反向补油插孔、正向溢流插孔、反向溢流插孔、泵柱塞插孔组成,其中,正向补油插孔和反向补油插孔的相同部分包括补油径向流道孔、补油拆卸型腔、补油
阀孔、补油挡圈槽、补油出油腔、补油进油腔,区别在于,正向补油插孔还包括补油流道孔,反向补油插孔还包括流道斜孔,正向补油插孔和反向补油插孔中设置的补油阀结构相同,补油开启方向一致,正向溢流插孔和反向溢流插孔结构相同,两者均包括溢流阀孔、溢流挡圈槽、溢流拆卸型腔、溢流型腔、溢流流道孔、流道斜孔,正向溢流插孔和反向溢流插孔中的溢流阀溢流方向相反、正向溢流的阀的开启压力大于反向溢流的阀的开启压力,泵柱塞插孔包括泵柱塞行程孔、泵柱塞孔、泵流道孔;
8.配流缸主要由配流缸主体、马达共压槽、配流马达销孔、共压流道、配流泵销孔、泵共压槽、配流泵端凸台、配流泵油道孔、配流泵径向阀孔、配流马达径向阀孔、配流马达油道孔、配流马达端凸台、配流过油型腔、配流缸外环、配流缸内环、配流内外支撑环组成;
9.马达焊接铜箔包括马达铜箔外环、马达铜箔内环、马达内环通孔、马达铜箔油道孔、马达连接架、马达铜箔销孔;
10.泵焊接铜箔包括泵铜箔外环、泵铜箔内环、泵内环通孔、泵铜箔油道孔、泵连接架、泵铜箔销孔。
11.在本发明中,马达铜箔外环和马达铜箔内环同轴设置,且中间通过马达连接架固定连接,马达铜箔内环中部设置有马达内环通孔,围绕马达铜箔内环回转中心周向均布设置有马达铜箔油道孔,马达铜箔外环上设置有马达铜箔销孔,当马达焊接铜箔贴合在配流缸与马达缸的焊接面时,马达铜箔销孔与配流马达销孔对应,马达铜箔油道孔与配流马达油道孔对应,马达铜箔外环与配流缸外环对应,马达铜箔内环与配流缸内环对应,马达内环通孔与配流马达端凸台形成的内孔对应;
12.泵铜箔外环和泵铜箔内环同轴设置,且中间通过泵连接架固定连接,泵铜箔内环中部设置有泵内环通孔,围绕泵铜箔内环回转中心周向均布设置有泵铜箔油道孔,泵铜箔外环上设置有泵铜箔销孔,当泵焊接铜箔贴合在配流缸与泵缸的焊接面时,泵铜箔销孔与配流泵销孔对应,泵铜箔油道孔与配流泵油道孔对应,泵铜箔外环与配流缸外环对应,泵铜箔内环与配流缸内环对应,泵内环通孔与配流泵端凸台形成的内孔对应。
13.在本发明中,马达缸主体为回转体,马达缸主体外围设置有用于安装轴承的马达缸外圆,马达缸主体外围还设置有马达定位外圆,马达缸外圆和马达定位外圆衔接形成马达缸主体,在马达定位外圆的主体上沿着轴向设置有马达定位销孔,且马达定位销孔位于马达缸的焊接端,马达缸主体的内腔非焊接端设置有用于动力传递的内花键,马达缸主体的内腔中部设置有花键退刀槽,花键退刀槽位于内花键一端,马达缸主体的内腔焊接端设置有用于和主轴配合的马达缸内孔,马达缸外圆的回转轴线、马达定位外圆的回转轴线、内花键的回转轴线、花键退刀槽的回转轴线和马达缸内孔的回转轴线五者同轴;
14.在马达缸主体上,以马达缸内孔的回转轴线为回转中心周向均布设置有多个马达柱塞插孔,且马达柱塞插孔的回转轴线与马达缸内孔的回转轴线平行,马达柱塞插孔的上部设置有马达柱塞孔,马达柱塞行程孔设置于马达柱塞孔一端的马达缸主体内,马达柱塞行程孔的内径大于马达柱塞孔的内径,马达柱塞行程孔与马达柱塞孔同轴,马达柱塞行程孔底部设置有马达流道孔,马达流道孔用于接通马达柱塞行程孔和配流缸。
15.在本发明中,泵缸主体为回转体,泵缸主体外围设置有用于安装轴承的泵缸外圆,泵缸主体外围还设置有泵定位外圆,泵缸外圆和泵定位外圆衔接形成泵缸主体,在泵定位外圆的主体上沿着轴向设置有泵定位销孔,且泵定位销孔位于泵缸的焊接端,泵缸主体的
内腔设置有用于和主轴配合的泵缸内孔,泵缸主体的内腔中部设置有补油型腔,补油型腔内径大于泵缸内孔,泵缸内孔被补油型腔隔开为两个部分,泵缸外圆的回转轴线、泵定位外圆的回转轴线、补油型腔的回转轴线和泵缸内孔的回转轴线相互同轴;
16.在泵缸主体上,以泵缸内孔的回转轴线为回转中心周向均布设置有多个泵柱塞插孔,且泵柱塞插孔的回转轴线与泵缸内孔的回转轴线平行,泵柱塞插孔的上部设置有泵柱塞孔,泵柱塞行程孔设置于泵柱塞孔一端的泵缸主体内,泵柱塞行程孔的内径大于泵柱塞孔的内径,泵柱塞行程孔与泵柱塞孔同轴,泵柱塞行程孔底部设置有泵流道孔,泵流道孔用于接通泵柱塞行程孔和配流缸;
17.正向补油插孔和反向补油插孔交错设置于两个相邻的泵柱塞插孔之间,正向补油插孔和反向补油插孔从泵缸主体的非焊接端至焊接端依次设置有补油拆卸型腔、补油挡圈槽、补油阀孔、补油进油腔、补油阀孔、补油出油腔,补油阀孔被补油进油腔隔开为两个部分,且补油进油腔的内径大于补油阀孔的内径,当补油阀装入时,补油阀的配合外圆分别与补油阀孔的上下两个部分密封配合,补油阀装入后通过设置于补油挡圈槽内的钢丝挡圈固定限位,要拆出补油阀时,先将钢丝挡圈的开口端旋出至补油拆卸型腔处,再用工具夹持钢丝挡圈的端部将其取出,补油拆卸型腔便于钢丝挡圈的拆卸,补油径向流道孔从泵缸外圆沿着径向贯穿补油进油腔直至与补油型腔接通,在使用时泵缸外圆上安装有轴承,轴承内圈将补油径向流道孔与泵缸外圆处的相贯接口封堵,正向补油插孔的补油出油腔与泵缸内孔之间设置有流道斜孔,反向补油插孔的补油出油腔底部设置有补油流道孔,反向补油插孔的补油出油腔通过补油流道孔与配流缸接通,在使用时,泵缸内孔内安装有主轴,主轴外圆分别和泵缸内孔的上下部分密封配合,补油压力油经主轴的径向孔输入流入补油型腔,进而通过补油径向流道孔流入补油进油腔,位于补油进油腔段的补油阀阀套上设置有进油流道,位于补油出油腔段的补油阀阀座上设置有出油流道,压力油经补油阀的进油流道进入补油阀后开启阀芯进而从补油阀的出油流道流出进入补油出油腔,主轴和泵缸内孔之间形成配流过油型腔,正向补油插孔的补油出油腔的压力油经流道斜孔进入配流过油型腔进而输送给配流缸,反向补油插孔的补油出油腔的压力油经补油流道孔输送给配流缸;
18.正向溢流插孔和反向溢流插孔交错设置于两个相邻的泵柱塞插孔之间,正向溢流插孔和反向溢流插孔从泵缸主体的非焊接端至焊接端依次设置有溢流拆卸型腔、溢流挡圈槽、溢流阀孔、溢流型腔、溢流流道孔、补油出油腔,溢流型腔与泵缸内孔之间设置有流道斜孔,溢流阀孔被溢流型腔隔开为两个部分,且溢流型腔的内径大于溢流阀孔的内径,当溢流阀装入时,溢流阀的配合外圆分别与溢流阀孔的上下两个部分密封配合,溢流阀装入后通过设置于溢流挡圈槽内的钢丝挡圈固定限位,要拆出溢流阀时,先将钢丝挡圈的开口端旋出至溢流拆卸型腔处,再用工具夹持钢丝挡圈的端部将其取出,溢流拆卸型腔便于钢丝挡圈的拆卸,正向溢流插孔内设置有高压溢流阀,反向溢流插孔内设置有低压溢流阀,高、低压溢流阀的溢流开启方向相反,相对于液压减速驱动时的高低压,利用发动机反拖降速时的高低压油路换向,设置高、低压溢流阀分别获得不同的系统溢流定压,位于溢流型腔段的溢流阀阀套上设置有径向通油流道,与溢流流道孔接近的溢流阀阀套端部设置有端部通油流道,当系统正向溢流时,来自配流缸的压力油经溢流流道孔输送至溢流阀阀套的端部通油流道进而进入溢流阀开启阀芯,并经溢流阀阀套上的径向通油流道流出至溢流型腔进而经流道斜孔输送至配流过油型腔,当系统反向溢流时,来自配流缸的压力油经配流过油型
腔输送至流道斜孔进而输送至溢流型腔,压力油经溢流阀阀套上的径向通油流道流入溢流阀开启阀芯,并经溢流阀阀套的端部通油流道输出至溢流流道孔进而输送至配流缸;
19.泵缸主体周向分布设置有泵平衡孔,泵平衡孔的回转轴线与泵缸内孔的回转轴线平行,泵平衡孔交错设置于两个相邻的泵柱塞插孔之间;
20.正向补油插孔、反向补油插孔、正向溢流插孔、反向溢流插孔、泵平衡孔分别独立交错设置于两个相邻的泵柱塞插孔之间。
21.在本发明中,配流缸主体为回转体,配流缸外环和配流缸内环之间通过配流内外支撑环衔接为一体,且位于配流内外支撑环两侧的配流缸外环和配流缸内环之间形成马达共压槽、泵共压槽,配流内外支撑环上设置有共压流道用于连通马达共压槽和泵共压槽,位于配流内外支撑环两侧沿径向分别设置有配流泵径向阀孔、配流马达径向阀孔,且配流泵径向阀孔和配流马达径向阀孔分别沿周向均布,位于配流内外支撑环两侧沿轴向分别设置有配流泵油道孔、配流马达油道孔,且配流泵油道孔和配流马达油道孔分别位于配流缸内环上,配流缸主体内设置有配流过油型腔,配流过油型腔一端设置有配流泵端凸台,配流过油型腔另一端设置有配流马达端凸台,配流过油型腔的内径分别大于配流泵端凸台内径、配流马达端凸台内径,配流过油型腔的回转轴线、配流泵端凸台的回转轴线、马达端凸台的回转轴线、配流泵油道孔周向分布的回转轴线、配流马达油道孔周向分布的回转轴线、马达共压槽的回转轴线、泵共压槽的回转轴线、配流缸外环的回转轴线、配流缸内环的回转轴线、配流内外支撑环的回转轴线相互同轴,配流缸外环一端沿轴线方向设置有配流马达销孔,配流缸外环另一端沿轴线方向设置有配流泵销孔;
22.配流泵径向阀孔和配流马达径向阀孔内分别设置有配油阀,配油阀上设置有配合凸台和凹槽,通过径向控制配油阀的位置实现配流泵油道孔和配流过油型腔的接通与关闭、配流泵油道孔和泵共压槽的接通与关闭、配流马达油道孔和配流过油型腔的接通与关闭、配流马达油道孔和马达共压槽的接通与关闭。
23.在本发明中,马达缸与配流缸衔接时,马达定位销一端设置于马达定位销孔中,另一端设置于配流马达销孔中,泵缸与配流缸衔接时,泵定位销一端设置于泵定位销孔中,另一端设置于配流泵销孔中;
24.泵流道孔与配流泵油道孔同轴对接,马达流道孔与配流马达油道孔同轴对接,溢流流道孔、补油流道孔分别与泵共压槽对接。
25.在本发明中,在联体泵马达缸体装入主机使用时,联体泵马达缸体在外部动力的驱动下,处于旋转状态,在外部压力补油的作用下联体泵马达缸体内部充满液压油,当马达端斜盘正向倾斜时,液压回路促使联体泵马达缸体执行减速传动功能,泵端部分柱塞在泵端斜盘的驱动下沿轴向运动将泵柱塞行程孔内的压力油压出,此时对应该部分柱塞的配流阀在外部机构的控制下沿着配流泵径向阀孔向配流缸回转中心靠近,接通配流泵油道孔与泵共压槽,压力油流经配流泵油道孔和泵共压槽进而通过共压流道流入马达共压槽,设置于配流马达径向阀孔中的部分配流阀在外部机构的控制下交替接通马达共压槽和配流马达油道孔,马达共压槽中的压力油经配流马达油道孔和马达流道孔流入马达柱塞行程孔进而推动马达端的部分柱塞沿轴向运动,在马达端斜盘的作用下,该部分运行的柱塞周向驱动马达缸并通过内花键驱动输出轴旋转传递动力,此为液压路驱动输出,与此同时,泵端柱塞在泵端斜盘及滑移差速机构的作用下做类比压油的同时驱动联体泵马达缸体做周向机
械运动,泵端柱塞通过泵缸将动力通过配流缸传递给马达缸进一步驱动输出轴旋转传递动力;在此驱动运行过程中,马达端另一部分柱塞在斜盘的作用下回程将前一段外伸做功过程中吸入的液压油压回马达柱塞行程孔,对应该部分柱塞的配流阀在外部机构的控制下关闭配流马达油道孔和马达共压槽,并接通配流马达油道孔和配流过油型腔,使马达柱塞行程孔中的液压油经配流马达油道孔进入配流过油型腔,与此同时,泵端另一部分配流阀在外部机构的控制下关闭配流泵油道孔和泵共压槽并接通配流泵油道孔和配流过油型腔,此时配流过油型腔中的压力油经配流泵油道孔和泵流道孔进入泵柱塞行程孔推动泵端该部分柱塞回程,如此循环实现机液混合无级变速传动;
26.机液混合无级变速的方式是通过调节马达端的斜盘倾角实现,泵端柱塞周期内完成吸压油的速度为类比转速,液压回路中马达端流量与泵端流量相同,即马达端排量与马达端输出转速的乘积等于泵端排量与类比转速的乘积,而泵端外部动力的输入转速与类比转速的差值为机械路传动转速,而机械路传动转速与马达端输出转速相同,由此换算可得不同马达端排量下的类比转速和输出转速;
27.因液压内泄漏造成马达端回流至配流过油型腔中的回油量不足以满足泵端柱塞的完全回程需要时,外部开启补油,所补压力油经主轴径向孔输入,流经补油型腔、正向补油插孔侧的补油径向流道孔和补油进油腔,并经正向补油阀后输出至正向补油插孔侧的补油出油腔和流道斜孔进而流入配流过油型腔对泵端柱塞进行补油,使泵端的回程柱塞完全回程,泵共压槽内的高压油经反向补油插孔侧的补油流道孔进入对应的补油出油腔,因高压油的压力远远高于补油压力,此时反向补油插孔侧的补油阀阀芯在压差的作用下处于关闭状态;
28.当负载作用压力高于高压溢流阀的设定压力时,系统开启正向溢流,此时的低压溢流阀阀芯在高压压力油和补油压力油的共同作用下处于关闭状态。
29.在本发明中,当马达端斜盘处于零位时,液压回路不介入传动进而使得联体泵马达缸体执行纯机械的等转速传动功能,马达端柱塞在马达端斜盘的限制下无法进行轴向运动,泵端柱塞在回路压力油的作用下也无法进行轴向运动,此时斜盘连同外部驱动机构及柱塞之间无相对滑移转动,类比变速装置无液压回路周向驱动,周向驱动只有机械回路,外部驱动机构通过泵端斜盘带动泵端柱塞进而驱动联体泵马达缸体和主轴旋转输出动力,即此时的类比转速为零,马达端输出转速、机械路传动转速和泵端外部动力的输入转速相同;
30.此时由于泵端柱塞和马达端柱塞之间的支撑体为液压油,随着联体泵马达缸体的旋转,在配流阀的控制下,马达端柱塞交替进入高压区随后退出高压区进入低压区,进入低压区的柱塞被来自配流过油型腔的补油压力推向马达端斜盘,在此高低压交替过程中马达柱塞行程孔中的液压油得到了及时的补充,从而保证马达端柱塞相对泵端柱塞的对顶建压,与此同时,由于泵端斜盘连同外部驱动机构及柱塞之间无相对滑移转动,泵端的配流阀在周向旋转的过程中相对泵缸无径向运动,即泵端柱塞在周向运动的过程中无相对马达端的同步高低压交替,进而泵端无法进行相对马达端的同步泄漏补油,而马达端的补油只能补充自身的泄漏,无法对泵端的泄漏进行补偿,随着泄漏量的增大,泵端柱塞受到系统内泄漏的影响产生轴向运动,此时相当于马达端斜盘产生了微小的正向倾斜,液压回路的内泄漏带来泵端柱塞的低速轴向运动进而促使斜盘连同滑移驱动机构及柱塞之间产生相对周向差速运动,即此时产生了类比转速,此时泵端液压回路的运行方式与马达端斜盘正向倾
斜减速传动时的运行方式一致,泵端配流阀跟随产生径向运动,泵端柱塞交替进行高低压替换,使泵端内泄漏得到了有效补偿,故马达端斜盘处于零位时以机械回路传动为主导并辅以泵端液压回路的内泄漏速差传动,即在马达端斜盘处于零位时的机械回路传动的输出转速低于输入转速。
31.在本发明中,当马达端斜盘处于反向倾斜时,液压回路促使联体泵马达缸体执行增速传动功能,因马达端斜盘处于零位时的泵端柱塞的类比转速为零,故此时的泵已丧失了高压泵油的能力,此时马达端柱塞受到反向倾斜斜盘的作用进而执行高压供油,泵和马达的功能开始切换,马达产生了泵的高压泵油效果,而泵由于丧失了泵油能力进而在马达端高压来油的作用下产生了马达的输出传动效果,由于马达端斜盘相对马达端径向配流机构的周向位置固定不变,马达端的高低压区域保持原有状态不变,同样,泵端的高低压区域也保持原有的相对状态不变,马达端的高压泵油区将油输送回泵的高压油区,此时联体泵马达缸体的回转运行不仅使马达端柱塞对液压回路产生马达端斜盘零位时的对顶压力进而保持原有的纯机械传动,同时,将压力油输送回泵端并驱动该泵端柱塞沿轴向做外伸运动进而促使联体泵马达缸体产生相对纯机械转速的增速运行,由此获得联体泵马达缸体在原有纯机械传动转速的基础上进一步增速,且随着联体泵马达缸体的增速运行,联体泵马达缸体的加速度呈增大趋势;
32.在此过程中,马达执行了泵的功能,泵的类比转速始终为零进而执行马达的功能,高、低压溢流阀和正、反向补油阀的运行方式与马达端斜盘正向倾斜减速传动时的运行方式一致。
33.在本发明中,当行驶车辆利用发动机反拖降速时,马达端斜盘处于正向倾斜状态,原有的泵和马达的功能开始切换,联体泵马达缸体中的高低压换向,联体泵马达缸体在车辆行驶惯性的作用下继续沿原旋转方向运行,此时马达端低压区的柱塞在旋转联体泵马达缸体和马达端斜盘的共同作用下压缩马达柱塞行程孔中的液压油进而经马达流道孔、配流马达油道孔进入配流过油型腔,进入配流过油型腔的压力油经配流泵油道孔、泵流道孔进入低压区的泵柱塞行程孔进而推动该区的泵端柱塞外伸,在泵端斜盘的作用下泵端柱塞产生驱动联体泵马达缸体做相反方向的运动趋势,此时发动机缸内气压通过泵端斜盘促使联体泵马达缸体做相反方向的运动通过驱动力,进而实现发动机反拖降速的功能,由于高低压回路进行了切换,高、低压溢流阀和正、反向补油阀的运行方式与马达端斜盘正向倾斜减速传动时的运行方式相反;
34.因液压内泄漏造成泵端回流至配流过油型腔中的回油量不足以满足马达端柱塞的完全回程需要时,外部开启补油,所补压力油经主轴径向孔输入,流经补油型腔、反向补油插孔侧的补油径向流道孔和补油进油腔,并经反向补油阀后输出至反向补油插孔侧的补油出油腔和补油流道孔进而流入泵共压槽,进而经共压流道、马达共压槽和马达流道孔对马达柱塞行程孔进行补油,使马达端的回程柱塞完全回程,配流过油型腔内的高压油经正向补油插孔侧的流道斜孔进入对应的补油出油腔,因高压油的压力远远高于补油压力,此时正向补油插孔侧的补油阀阀芯在压差的作用下处于关闭状态;
35.当反拖负载作用压力高于低压溢流阀的设定压力时,系统开启反向溢流,此时的高压溢流阀阀芯在高压压力油和补油压力油的共同作用下处于关闭状态。
36.径向配流式联体泵马达缸体的制造工艺包括定位工装、工艺结构及工艺步骤,其
中,定位工装包括螺母、弹簧、上定位块、下定位块、拉杆、底座,工艺结构包括容析型面、定厚凸台、定位圆,工艺步骤如下:
37.步骤一:原材料正火,材料为可用于氮化处理的钢材;
38.步骤二:对原材料进行造型轮廓机加工,得到马达缸、泵缸、配流缸的机加工半成品;
39.步骤三:对步骤二中的马达缸、泵缸、配流缸的机加工半成品进行焊接;
40.步骤四:对步骤三中完成焊接后的联体泵马达缸体进行调质处理;
41.步骤五:对步骤四中完成调质处理的联体泵马达缸体进行精加工;
42.步骤六:对步骤五中完成精加工的联体泵马达缸体进行氮化处理;
43.步骤七:对步骤六中完成氮化处理的联体泵马达缸体进行精磨。
44.在本发明中,在进行步骤二的加工时,因焊接后调质处理会带来较大的变形,马达柱塞孔、泵柱塞孔、配流马达径向阀孔、配流泵径向阀孔、泵缸外圆、马达缸外圆、马达定位外圆的定位环形端面、泵定位外圆的定位环形端面处留有加工余量,本步骤完成工艺结构的加工,内花键只完成底孔加工,花键部分未加工,得到步骤二中的机加工半成品。
45.在本发明中,在进行步骤三中的焊接时,将马达焊接铜箔置于马达缸和配流缸之间,并将泵焊接铜箔置于泵缸和配流缸之间,分别通过工艺结构和马达定位销、泵定位销进行定位,并通过定位工装固定;
46.所述工艺结构的容析型面分别设置于各个缸的焊接对接面和外圆的相贯处,各缸对接后形成容析区,用于容纳高温熔化流出的析出铜,通过观察容析区中析出铜的均匀性判断焊接质量,位于泵缸内孔与焊接对接面处设置有定厚凸台,位于马达缸内孔与焊接对接面处设置有定厚凸台,定厚凸台上设置有定位圆,定位圆分别与配流缸的配流泵端凸台、配流马达端凸台配合定位,各缸对接后,焊接前铜箔的厚度大于定厚凸台的厚度q,留有间隙量p,当铜箔高温熔化后,在定位工装和缸自重的作用下间隙量p被消除,两个焊接对接面之间的距离完全由定厚凸台的厚度限定,可保证焊接后铜的厚度可控,同时保证析出铜的流出;
47.所述定位工装的拉杆轴向贯穿联体泵马达缸体的中空内腔,拉杆一端设置有上定位块,另一端设置有下定位块,拉杆两端通过螺母拉紧,上定位块一侧锥面与泵缸锥面或马达缸锥面接触配合,上定位块另一侧平面上设置有弹簧,弹簧套装于拉杆上并位于螺母和上定位块之间,下定位块一侧锥面与泵缸锥面或马达缸锥面接触配合,下定位块另一侧设置于底座上,螺母位于底座内腔,当锁紧两端螺母时,弹簧被压缩产生预压力,在焊接过程中,弹簧可自适应调节热膨胀带来的尺寸变化即对间隙量p的消除;
48.焊接采用铜基钎焊,铜箔为铜基钎料,焊接温度低于1200℃。
49.在本发明中,步骤四中调质处理的硬度大于hrc25,淬火温度低于900℃。
50.在本发明中,步骤五中的精加工部位留有氮化处理后的精磨余量,在步骤五中完成内花键加工,在所述的步骤五中完成工艺结构的去除加工。
51.在本发明中,步骤六中的氮化硬度大于hv700,有效层深大于0.2mm,氮化温度低于550℃。
52.在本发明中,步骤7中对步骤五中留有的精磨余量部位进行精磨加工。
53.在本发明中,制造工艺的难点在于焊接、热处理、各道加工余量的控制,焊接温度
控制不当会造成焊接部位的开裂,焊接厚度不能太薄也不能太厚,更不能厚薄不均匀,这都会直接影响焊接后的机械强度;焊接后的调质处理更为关键,调质的淬火工艺和回火工艺要配合得当,保证在获得调质硬度的同时,尽可能降低淬火工艺给焊接部位带来的影响,淬火工艺控制不当会造成焊接部位产生气孔缺陷甚至开裂;各道加工余量控制不当会造成产品的报废,留有的加工余量太少会因焊接和热处理变形造成加工余量不够,留有的加工余量太多导致最后需要去除的材料较多,因氮化处理硬度层比较薄,高硬层一般在0.1mm以内,最后精磨去除材料太多,就会导致表层硬度的下降,甚至完全丧失高硬层,最终导致氮化处理工艺失效。
54.有益效果:
55.1.本发明的联体泵马达缸体实现了马达缸、泵缸、配流缸的三缸一体,缸体内设置有双向溢流、双向补油、双径向配流,形成了高度集成的液压闭式传动系统,且三缸同轴设计,集成度远远高于现有的双轴平行式联体泵马达;
56.2.传统的联体泵马达自身只能进行单一的液压流动力传递,后续连接机械变速器也只能实现串联传动,而本发明可实现机械流动力和液压流动力的并联传动;
57.3.传统的机液混合联体泵马达机械路只作为上一级传动,力矩传递线路单一,不能实现力矩的同步汇合输出,而本发明的并联传动实现了分速汇矩,在需要大扭矩输出作业时,液压回路降速增扭,被降速后的机械路与液压路自动匹配同步,实现液压力矩和机械力矩的聚合共轴同步输出;
58.4.当外部主机匀速运行时,不需要降速增扭,此时只需要单独的机械路力矩足以克服运行阻力,而传统串联的机液混合传动,液压流无法在现有自身条件下被自由切断进而实现纯机械传动,若要实现则需要单独设置复杂的切换和传动机构,而本发明的联体泵马达缸体只要调节马达端斜盘倾角即可自由实现纯机械传动,不需要单独设置切换和传动机构,纯机械路传动有效避开了液压路介入因容积损失和机械摩擦损失带来的传动效率问题,大幅度提高了整机的传动效率,高效节能,同时,有效较低了传动的振动及由此产生的噪音,获得平稳的运行效果;
59.5.在不设置外部机构的前提下,本发明亦只需要反向调节马达端斜盘倾角即可获得超速的功能,即获得比输入转速更高的输出转速,以满足主机的需要,且本发明的超速是在原有输入转速的基础上进行液压超速,实现分矩汇速式传动,无中间环节损耗,传动效率高;
60.6.本发明的泵和马达功能可根据工况需要相互切换,即马达可执行泵的功能,泵亦可以执行马达的功能,本发明在利用发动机反拖降速时可连续过渡切换正常行驶和反拖降速,系统无运行突变,获得工况切换的平稳运行效果,且本发明联体泵马达缸体在实际工况运行中的承压能力可超过100mpa,远远大于传统联体泵马达的最高工作压力;
61.7.本发明将三缸分体加工后焊接,解决了配流缸内部流道几何结构无法加工的难题,且采用整体端面硬钎焊技术获得了可靠的焊接强度,满足了机液混合传动的机械性能需要,本发明合理的焊接、淬火、氮化温度控制,在获得最终硬度和机械强度需求的前提下,有效保证了成品焊接质量的可靠性,避免了气孔、裂纹等焊接缺陷的出现;
62.8.本发明所采用的焊接定位工装可根据热膨胀及间隙消除的需要自行调节定位的相对位置,满足三缸轴向尺寸实时变化的需求,所设置的工艺结构,在完成定位后又在后
续机加工中去除,既完成了定位功能,又不影响原有的结构设计,本发明中合理的热处理工艺控制了各缸基体的变形量,既完成了几何要素的全轮廓加工,又保留了较高的表面硬度及硬度层深。
附图说明
63.图1为本发明较佳实施例的联体泵马达缸体整体主剖视图;
64.图2为本发明较佳实施例的马达缸主剖视图;
65.图3为本发明较佳实施例的马达缸俯视图;
66.图4为本发明较佳实施例的马达缸仰视图;
67.图5为本发明较佳实施例的配流缸主剖视图;
68.图6为本发明较佳实施例的配流缸马达端配流a-a剖视图;
69.图7为本发明较佳实施例的配流缸泵端配流b-b剖视图;
70.图8为本发明较佳实施例的泵缸体c-c主旋转剖视图;
71.图9为本发明较佳实施例的泵缸体d-d旋转剖视图;
72.图10为本发明较佳实施例的泵缸体e-e旋转剖视图;
73.图11为本发明较佳实施例的泵缸体俯视图;
74.图12为本发明较佳实施例的马达焊接铜箔示意图;
75.图13为本发明较佳实施例的泵焊接铜箔示意图;
76.图14为本发明较佳实施例的主轴配合压力腔分布示意图;
77.图15为本发明较佳实施例的焊接定位示意图;
78.图16为本发明较佳实施例的焊接装配示意图。
具体实施方式
79.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
80.参见图1~图14的径向配流式联体泵马达缸体包括马达缸1、泵缸2、配流缸3、马达焊接铜箔4、泵焊接铜箔5、马达定位销6和泵定位销7,其特征在于,马达缸1的焊接端面与配流缸3对应的焊接端面对接,马达焊接铜箔4设置于马达缸1和配流缸3的焊接端面之间,进而通过铜基钎焊将马达缸1和配流缸3焊接固定为一体,泵缸2的焊接端面与配流缸3对应的焊接端面对接,泵焊接铜箔5设置于泵缸2和配流缸3的焊接端面之间,进而通过铜基钎焊将泵缸2和配流缸3焊接固定为一体,在马达缸1和配流缸3对接时,通过马达定位销6周向定位,在泵缸2和配流缸3对接时,通过泵定位销7周向定位。
81.在本实施例中,马达缸1主要由马达缸主体11、内花键12、马达定位外圆15、马达缸内孔17、花键退刀槽18、马达定位销孔19、马达缸外圆110、马达柱塞插孔1z组成,其中,马达柱塞插孔1z包括马达柱塞孔13、马达柱塞行程孔14、马达流道孔16;
82.马达缸主体11为回转体,马达缸主体11外围设置有用于安装轴承的马达缸外圆110,马达缸主体11外围还设置有马达定位外圆15,马达缸外圆110和马达定位外圆15衔接形成马达缸主体11,在马达定位外圆15的主体上沿着轴向设置有马达定位销孔19,且马达定位销孔19位于马达缸1的焊接端,马达缸主体11内腔的非焊接端设置有用于动力传递的
内花键12,马达缸主体11的内腔中部设置有花键退刀槽18,花键退刀槽18位于内花键12一端,马达缸主体11的内腔焊接端设置有用于和主轴配合的马达缸内孔17,马达缸外圆110的回转轴线、马达定位外圆15的回转轴线、内花键12的回转轴线、花键退刀槽18的回转轴线和马达缸内孔17的回转轴线五者同轴;
83.在马达缸主体11上,以马达缸内孔17的回转轴线为回转中心周向均布设置有多个马达柱塞插孔1z,且马达柱塞插孔1z的回转轴线与马达缸内孔17的回转轴线平行,马达柱塞插孔1z的上部设置有马达柱塞孔13,马达柱塞行程孔14设置于马达柱塞孔13一端的马达缸主体11内,马达柱塞行程孔14的内径大于马达柱塞孔13的内径,马达柱塞行程孔14与马达柱塞孔13同轴,马达柱塞行程孔14的底部设置有马达流道孔16,马达流道孔16用于接通马达柱塞行程孔14和配流缸3。
84.在本实施例中,配流缸3主要由配流缸主体31、马达共压槽32、配流马达销孔33、共压流道34、配流泵销孔35、泵共压槽36、配流泵端凸台37、配流泵油道孔38、配流泵径向阀孔39、配流马达径向阀孔310、配流马达油道孔311、配流马达端凸台312、配流过油型腔313、配流缸外环314、配流缸内环315、配流内外支撑环316组成;
85.配流缸主体31为回转体,配流缸外环314和配流缸内环315之间通过配流内外支撑环316衔接为一体,且位于配流内外支撑环316轴向两侧的配流缸外环214和配流缸内环315之间形成马达共压槽32、泵共压槽36,配流内外支撑环316上设置有共压流道34用于连通马达共压槽32和泵共压槽36,位于配流内外支撑环316径向两侧沿径向分别设置有配流泵径向阀孔39、配流马达径向阀孔310,且配流泵径向阀孔39和配流马达径向阀孔310分别沿周向均布,位于配流内外支撑环316所在径向对称平面两侧沿轴向分别设置有配流泵油道孔38、配流马达油道孔311,且配流泵油道孔38和配流马达油道孔311分别位于配流缸内环315上,配流缸主体31内设置有配流过油型腔313的一部分,该部分配流过油型腔313的一端设置有配流泵端凸台37,另一端设置有配流马达端凸台312,配流过油型腔313的内径分别大于配流泵端凸台内径37、配流马达端凸台内径312,配流过油型腔313的回转轴线、配流泵端凸台37的回转轴线、马达端凸台312的回转轴线、配流泵油道孔38的周向分布回转轴线、配流马达油道孔311的周向分布回转轴线、马达共压槽32的回转轴线、泵共压槽36的回转轴线、配流缸外环314的回转轴线、配流缸内环315的回转轴线、配流内外支撑环316的回转轴线相互同轴,配流缸外环314一端沿轴线方向设置有配流马达销孔33,配流缸外环314另一端沿轴线方向设置有配流泵销孔35;
86.配流泵径向阀孔39和配流马达径向阀孔310内分别设置有配油阀,配油阀上设置有配合凸台和凹槽,通过径向控制配油阀的位置实现配流泵油道孔39和配流过油型腔313的接通与关闭、配流泵油道孔39和泵共压槽36的接通与关闭、配流马达油道孔311和配流过油型腔313的接通与关闭、配流马达油道孔311和马达共压槽32的接通与关闭。
87.在本实施例中,泵缸2主要由泵缸主体21、泵定位销孔26、补油型腔29、泵定位外圆210、泵缸外圆212、泵缸内孔214、泵平衡孔215、正向补油插孔2m、反向补油插孔2n、正向溢流插孔2u、反向溢流插孔2v、泵柱塞插孔2x组成,其中,正向补油插孔2m和反向补油插孔2n的相同部分包括补油径向流道孔216、补油拆卸型腔217、补油阀孔218、补油挡圈槽219、补油出油腔220、补油进油腔221,区别在于,正向补油插孔2m还包括补油流道孔222,反向补油插孔2n还包括流道斜孔28;正向溢流插孔2u和反向溢流插孔2v结构相同,两者均包括溢流
阀孔22、溢流挡圈槽23、溢流拆卸型腔24、溢流型腔25、溢流流道孔27、流道斜孔28;泵柱塞插孔2x包括泵柱塞行程孔211、泵柱塞孔213、泵流道孔223。
88.泵缸主体21为回转体,泵缸主体21外围设置有用于安装轴承的泵缸外圆212,泵缸主体21外围还设置有泵定位外圆210,泵缸外圆212和泵定位外圆210衔接形成泵缸主体21,在泵定位外圆210的主体上沿着轴向设置有泵定位销孔26,且泵定位销孔26位于泵缸2的焊接端,泵缸主体21的内腔设置有用于和主轴配合的泵缸内孔214,泵缸主体21的内腔中部设置有补油型腔29,补油型腔29内径大于泵缸内孔214,泵缸内孔214被补油型腔29隔开为两个部分,泵缸外圆212的回转轴线、泵定位外圆210的回转轴线、补油型腔29的回转轴线和泵缸内孔214的回转轴线相互同轴;
89.在泵缸主体21上,以泵缸内孔214的回转轴线为回转中心周向均布设置有多个泵柱塞插孔2x,且泵柱塞插孔2x的回转轴线与泵缸内孔214的回转轴线平行,泵柱塞插孔2x的上部设置有泵柱塞孔213,泵柱塞行程孔211设置于泵柱塞孔213一端的泵缸主体21内,泵柱塞行程孔211的内径大于泵柱塞孔213的内径,泵柱塞行程孔211与泵柱塞孔213同轴,泵柱塞行程孔211底部设置有泵流道孔210,泵流道孔210用于接通泵柱塞行程孔211和配流缸3;
90.正向补油插孔2m和反向补油插孔2n交错设置于两个相邻的泵柱塞插孔2x之间,正向补油插孔2m和反向补油插孔2n从泵缸主体21的非焊接端至焊接端依次设置有补油拆卸型腔217、补油挡圈槽219、补油阀孔218、补油进油腔221、补油阀孔218、补油出油腔220,补油阀孔218被补油进油腔221隔开为两个部分,且补油进油腔221的内径大于补油阀孔218的内径,当补油阀装入时,补油阀的配合外圆分别与补油阀孔218的上下两个部分密封配合,补油阀装入后通过设置于补油挡圈槽219内的钢丝挡圈固定限位,当拆出补油阀时,先将钢丝挡圈的开口端旋出至补油拆卸型腔217处,再用工具夹持钢丝挡圈的端部将其取出,补油拆卸型腔217便于钢丝挡圈的拆卸,补油径向流道孔216从泵缸外圆212沿着径向贯穿补油进油腔221直至与补油型腔29接通,在使用时泵缸外圆212上安装有轴承,轴承内圈将补油径向流道孔216与泵缸外圆212处的相贯接口封堵,正向补油插孔2m的补油出油腔220与泵缸内孔214之间设置有流道斜孔28,反向补油插孔2n的补油出油腔220底部设置有补油流道孔222,反向补油插孔2n的补油出油腔220通过补油流道孔222与配流缸3接通,在使用时,泵缸内孔214内安装有主轴,主轴外圆分别和泵缸内孔214的上部以及下部的部分密封配合,补油压力油经主轴的径向孔输入补油型腔29,进而通过补油径向流道孔216流入补油进油腔221,位于补油进油腔221段的补油阀阀套上设置有进油流道,位于补油出油腔220段的补油阀阀座上设置有出油流道,压力油经补油阀的进油流道进入补油阀后开启阀芯进而从补油阀的出油流道流出进入补油出油腔,主轴和泵缸内孔214下部的部分之间形成配流过油型腔313的另一部分,该部分和配流缸3上的一部分形成完整的配流过油型腔313,正向补油插孔2m的补油出油腔220的压力油经流道斜孔28进入配流过油型腔313进而输送给配流缸3,反向补油插孔2n的补油出油腔220的压力油经补油流道孔222输送给配流缸3,正向补油插孔2m和反向补油插孔2n中设置的补油阀结构相同,补油开启方向一致;
91.正向溢流插孔2u和反向溢流插孔2v交错设置于两个相邻的泵柱塞插孔2x之间,正向溢流插孔2u和反向溢流插孔2v从泵缸主体21的非焊接端至焊接端依次设置有溢流拆卸型腔24、溢流挡圈槽23、溢流阀孔22、溢流型腔25、溢流流道孔22、溢流流道孔27,溢流型腔25与泵缸内孔214之间设置有流道斜孔28,溢流阀孔22被溢流型腔25隔开为两个部分,且溢
流型腔25的内径大于溢流阀孔22的内径,当溢流阀装入时,溢流阀的配合外圆分别与溢流阀孔22的上下两个部分密封配合,溢流阀装入后通过设置于溢流挡圈槽23内的钢丝挡圈固定限位,当拆出溢流阀时,先将钢丝挡圈的开口端旋出至溢流拆卸型腔24处,再用工具夹持钢丝挡圈的端部将其取出,溢流拆卸型腔24便于钢丝挡圈的拆卸,正向溢流插孔2u内设置有高压溢流阀,反向溢流插孔2v内设置有低压溢流阀,高压溢流阀和低压溢流阀的溢流开启方向相反,高压溢流阀的开启压力大于低压溢流阀的开启压力,联体泵马达缸体中相对于液压减速驱动时的高低压油路分布,利用发动机反拖降速时的高低压油路换向,设置高、低压溢流阀分别获得不同的系统溢流定压,位于溢流型腔25段的溢流阀阀套上设置有径向通油流道,与溢流流道孔27接近的溢流阀阀套端部设置有端部通油流道,当系统正向溢流时,来自配流缸3的压力油经溢流流道孔27输送至溢流阀阀套的端部通油流道进而进入溢流阀开启阀芯,并经溢流阀阀套上的径向通油流道流出至溢流型腔25进而经流道斜孔28输送至配流过油型腔313,当系统反向溢流时,来自配流缸3的压力油经配流过油型腔313输送至流道斜孔28进而输送至溢流型腔25,压力油经溢流阀阀套上的径向通油流道流入溢流阀开启阀芯,并经溢流阀阀套的端部通油流道输出至溢流流道孔27进而输送至配流缸3;
92.泵缸主体21周向分布设置有泵平衡孔215,泵平衡孔215的回转轴线与泵缸内孔214的回转轴线平行,泵平衡孔215交错设置于两个相邻的泵柱塞插孔2x之间;
93.正向补油插孔2m、反向补油插孔2n、正向溢流插孔2u、反向溢流插孔2v、泵平衡孔215分别独立交错设置于两个相邻的泵柱塞插孔2x之间。
94.在本实施例中,马达焊接铜箔4包括马达铜箔外环41、马达连接架42、马达铜箔销孔43、马达铜箔内环44、马达铜箔油道孔45、马达内环通孔46;
95.马达铜箔外环41和马达铜箔内环44同轴设置,且中间通过马达连接架42固定连接,马达铜箔内环44的中部设置有马达内环通孔46,围绕马达铜箔内环44回转中心周向均布设置有马达铜箔油道孔45,马达铜箔外环41上设置有马达铜箔销孔43,当马达焊接铜箔4贴合在配流缸3与马达缸1的焊接面时,马达铜箔销孔43与配流马达销孔33对应,马达铜箔油道孔45与配流马达油道孔311对应,马达铜箔外环41与配流缸外环314一侧对应,马达铜箔内环44与配流缸内环315一侧对应,马达内环通孔46与配流马达端凸台312形成的内孔对应。
96.在本实施例中,泵焊接铜箔5包括泵铜箔外环51、泵连接架52、泵铜箔销孔53、泵铜箔内环54、泵铜箔油道孔55、泵内环通孔56;
97.泵铜箔外环51和泵铜箔内环54同轴设置,且中间通过泵连接架52固定连接,泵铜箔内环54的中部设置有泵内环通孔56,围绕泵铜箔内环54回转中心周向均布设置有泵铜箔油道孔55,泵铜箔外环51上设置有泵铜箔销孔53,当泵焊接铜箔5贴合在配流缸3与泵缸2的焊接面时,泵铜箔销孔53与配流泵销孔35对应,泵铜箔油道孔55与配流泵油道孔38对应,泵铜箔外环51与配流缸外环314另一侧对应,泵铜箔内环54与配流缸内环315另一侧对应,泵内环通孔56与配流泵端凸台37形成的内孔对应。
98.在本实施例中,马达缸1与配流缸3衔接时,马达定位销6一端设置于马达定位销孔19中,另一端设置于配流马达销孔33中,泵缸2与配流缸3衔接时,泵定位销7一端设置于泵定位销孔26中,另一端设置于配流泵销孔35中;
99.泵流道孔223与配流泵油道孔38同轴对接,马达流道孔16与配流马达油道孔311同
轴对接,溢流流道孔27、补油流道孔222分别与泵共压槽36对接。
100.在本实施例中,在联体泵马达缸体装入主机使用时,联体泵马达缸体在外部动力的驱动下,处于旋转状态,在外部压力补油的作用下联体泵马达缸体内部充满液压油,当马达端斜盘正向倾斜时,液压回路促使联体泵马达缸体执行减速传动功能,泵端部分柱塞在泵端斜盘的驱动下沿轴向运动将泵柱塞行程孔211内的压力油压出,此时对应该部分柱塞的配流阀在外部机构的控制下沿着配流泵径向阀孔39向配流缸3的回转中心靠近,接通配流泵油道孔38与泵共压槽36,压力油流经配流泵油道孔38和泵共压槽36进而通过共压流道34流入马达共压槽32,设置于配流马达径向阀孔310中的部分配流阀在外部机构的控制下交替接通马达共压槽32和配流马达油道孔311,马达共压槽32中的压力油经配流马达油道孔311和马达流道孔16流入马达柱塞行程孔14进而推动马达端的部分柱塞沿轴向运动,在马达端斜盘的作用下,该部分运行的柱塞周向驱动马达缸1并通过内花键12驱动输出轴旋转传递动力,此为液压路驱动输出,与此同时,泵端柱塞在泵端斜盘及滑移差速机构的作用下做类比压油驱动的同时驱动联体泵马达缸体做周向机械运动,泵端柱塞通过泵缸2将动力通过配流缸3传递给马达缸1进一步驱动输出轴旋转传递动力;在此驱动运行过程中,马达端另一部分柱塞在斜盘的作用下回程将前一段外伸做功过程中吸入的液压油压回马达柱塞行程孔14,对应该部分柱塞的配流阀在外部机构的控制下使配流马达油道孔311和马达共压槽32处于关闭状态,并接通配流马达油道孔311和配流过油型腔313,使马达柱塞行程孔14中的液压油经配流马达油道孔311进入配流过油型腔313,与此同时,泵端另一部分配流阀在外部机构的控制下关闭配流泵油道孔38和泵共压槽36进而接通配流泵油道孔38和配流过油型腔313,此时配流过油型腔313中的压力油经配流泵油道孔38和泵流道孔223进入泵柱塞行程孔211推动泵端该部分柱塞回程,如此循环实现机液混合无级变速传动;
101.机液混合无级变速的方式是通过调节马达端的斜盘倾角实现,泵端柱塞周期内完成吸压油的速度为类比转速,液压回路中马达端流量与泵端流量相同,即马达端排量与马达端输出转速的乘积等于泵端排量与类比转速的乘积,而泵端外部动力的输入转速与类比转速的差值为机械路传动转速,而机械路传动转速与马达端输出转速相同,由此换算可得不同马达端排量下的类比转速和输出转速;
102.因液压内泄漏造成马达端回流至配流过油型腔313中的回油量不足以满足泵端柱塞的完全回程需要时,外部开启补油,所补压力油经主轴径向孔输入,流经补油型腔29、正向补油插孔2m侧的补油径向流道孔216和补油进油腔221,并经正向补油阀后输出至正向补油插孔2m侧的补油出油腔220和流道斜孔28进而流入配流过油型腔313对泵端柱塞进行补油,使泵端的回程柱塞完全回程,泵共压槽内36的高压油经反向补油插孔2n侧的补油流道孔222进入对应的补油出油腔220,因高压油的压力远远高于补油压力,此时反向补油插孔2n侧的补油阀阀芯在压差的作用下处于关闭状态;
103.当负载作用压力高于高压溢流阀的设定压力时,系统开启正向溢流,此时的低压溢流阀阀芯在高压压力油和补油压力油的共同作用下处于关闭状态。
104.在本实施例中,当马达端斜盘处于零位时,液压回路不介入传动进而使得联体泵马达缸体执行纯机械的等转速传动功能,马达端柱塞在马达端斜盘的限制下无轴向运动,泵端柱塞在回路压力油的作用下也无轴向运动,此时斜盘连同外部驱动机构及柱塞之间无相对滑移转动,类比变速装置无液压回路周向驱动,周向驱动只有机械回路,外部驱动机构
通过泵端斜盘带动泵端柱塞进而驱动联体泵马达缸体和主轴旋转输出动力,此时的类比转速为零,马达端输出转速、通过联体泵马达缸体传动的机械路传动转速、泵端外部动力的输入转速相同;
105.由于泵端柱塞和马达端柱塞之间的支撑体为液压油,随着联体泵马达缸体的旋转,在配流阀的控制下,马达端柱塞交替进入高压区随后退出高压区进入低压区,进入低压区的柱塞被来自配流过油型腔313的补油压力推向马达端斜盘,在此高低压交替过程中马达柱塞行程孔14中的液压油得到了及时的补充,从而保证马达端柱塞相对泵端柱塞的对顶建压,与此同时,由于泵端斜盘连同外部驱动机构及柱塞之间无相对滑移转动,泵端的配流阀在周向旋转的过程中相对泵缸2无径向运动,即泵端柱塞在周向运动的过程中无相对马达端的同步高低压交替,进而泵端无法进行相对马达端的同步泄漏补油,而马达端的补油只能补充自身的泄漏,无法对泵端的泄漏进行补偿,随着泄漏量的增大,泵端柱塞受到系统内泄漏的影响产生轴向运动,此时相当于马达端斜盘产生了微小的正向倾斜,液压回路的内泄漏带来泵端柱塞的轴向运动进而促使斜盘连同滑移驱动机构及柱塞之间产生相对周向差速运动,即此时产生了类比转速,此时泵端液压回路的运行方式与马达端斜盘正向倾斜减速传动时的运行方式一致,泵端配流阀跟随产生径向运动,泵端柱塞交替进行高低压替换,使泵端内泄漏得到了有效补偿,故马达端斜盘处于零位时以机械回路传动为主导并辅以泵端液压回路的内泄漏速差传动,即在马达端斜盘处于零位时的机械回路传动的输出转速低于输入转速。
106.在本实施例中,当马达端斜盘处于反向倾斜时,液压回路促使联体泵马达缸体执行增速传动功能,因马达端斜盘处于零位时的泵端柱塞的类比转速为零,故此时的泵已丧失了高压泵油的能力,此时马达端柱塞受到反向倾斜斜盘的作用进而执行高压供油,泵和马达的功能开始切换,马达产生了泵的高压泵油效果,而泵由于丧失了泵油能力进而在马达端高压来油的作用下产生了马达的输出传动效果,由于马达端斜盘相对马达端径向配流机构的周向位置固定不变,马达端的高低压区域保持原有状态不变,同样,泵端的高低压区域也保持原有的相对状态不变,马达端的高压泵油区将油输送回泵的高压油区,此时联体泵马达缸体的回转运行不仅使马达端柱塞对液压回路产生马达端斜盘零位时的对顶压力进而保持原有的纯机械传动,同时,将压力油输送回泵端并驱动该泵端柱塞沿轴向做外伸运动进而促使联体泵马达缸体产生相对纯机械转速的增速运行,由此获得联体泵马达缸体在原有纯机械传动转速的基础上进一步增速,且随着联体泵马达缸体的增速运行,联体泵马达缸体的加速度呈增大趋势;
107.在此过程中,马达执行了泵的功能,泵的类比转速始终为零进而执行马达的功能,高、低压溢流阀和正、反向补油阀的运行方式与马达端斜盘正向倾斜减速传动时的运行方式一致。
108.在本实施例中,当行驶车辆利用发动机反拖降速时,马达端斜盘处于正向倾斜状态,原有的泵和马达的功能开始切换,且联体泵马达缸体中的高低压区域交换,联体泵马达缸体在车辆行驶惯性的作用下继续沿原旋转方向运行,此时马达端低压区的柱塞在旋转联体泵马达缸体和马达端斜盘的共同作用下压缩马达柱塞行程孔14中的液压油进而经马达流道孔16、配流马达油道孔311进入配流过油型腔313,进入配流过油型腔313的压力油经配流泵油道孔38、泵流道孔223进入低压区的泵柱塞行程孔211进而推动该区的泵端柱塞外
伸,在泵端斜盘的作用下泵端柱塞产生驱动联体泵马达缸体做相反方向的运动趋势,此时发动机缸内气压通过泵端斜盘促使联体泵马达缸体做相反方向的运动通过驱动力,进而实现发动机反拖降速的功能,由于高低压回路进行了切换,高、低压溢流阀和正、反向补油阀的运行方式与马达端斜盘正向倾斜减速传动时的运行方式相反;
109.因液压内泄漏造成泵端回流至配流过油型腔313中的回油量不足以满足马达端柱塞的完全回程需要时,外部开启补油,所补压力油经主轴径向孔输入,流经补油型腔29、反向补油插孔2n侧的补油径向流道孔216和补油进油腔221,并经反向补油阀后输出至反向补油插孔侧2n的补油出油腔220和补油流道孔222进而流入泵共压槽36,进而经共压流道34、马达共压槽32和马达流道孔311对马达柱塞行程孔14进行补油,使马达端的回程柱塞完全回程,配流过油型腔313内的高压油经正向补油插孔2m侧的流道斜孔28进入对应的补油出油腔220,因高压油的压力远远高于补油压力,此时正向补油插孔2m侧的补油阀阀芯在压差的作用下处于关闭状态;
110.当反拖负载作用压力高于低压溢流阀的设定压力时,系统开启反向溢流,此时的高压溢流阀阀芯在高压压力油和补油压力油的共同作用下处于关闭状态。
111.参见图15~图16的径向配流式联体泵马达缸体的制造工艺包括定位工装8、工艺结构及工艺步骤,具体工艺步骤如下:
112.步骤一:原材料正火,材料为可用于氮化处理的钢材;
113.步骤二:对原材料进行造型轮廓机加工,分别得到马达缸1、泵缸2、配流缸3的机加工半成品;
114.步骤三:对步骤二中的马达缸1、泵缸2、配流缸3的机加工半成品进行焊接;
115.步骤四:对步骤三中完成焊接后的联体泵马达缸体进行调质处理;
116.步骤五:对步骤四中完成调质处理的联体泵马达缸体进行精加工;
117.步骤六:对步骤五中完成精加工的联体泵马达缸体进行氮化处理;
118.步骤七:对步骤六中完成氮化处理的联体泵马达缸体进行精磨。
119.在本实施例中,所述步骤二中的机加工半成品,马达柱塞孔13、泵柱塞孔213、配流马达径向阀孔310、配流泵径向阀孔39、泵缸外圆212、马达缸外圆110、马达定位外圆15的定位环形端面、泵定位外圆210的定位环形端面处留有的加工余量为壁厚0.3mm,所述步骤二完成工艺结构的加工,内花键只完成底孔加工,花键部分未加工;
120.所述工艺结构包括容析型面11c、定厚凸台11b、定位圆11d,容析型面11c分别设置于各个缸的焊接对接面和外圆的相贯处,各缸对接后形成容析区,用于容纳高温熔化流出的析出铜4a,通过观察容析区中析出铜4a的均匀性判断焊接质量,位于泵缸内孔214与焊接对接面处设置有定厚凸台11b,位于马达缸内孔17与焊接对接面处设置有定厚凸台11b,定厚凸台11b上设置有定位圆11d,定位圆11d分别与配流缸3的配流泵端凸台37、配流马达端凸台312配合定位,各缸对接后,焊接前铜箔的厚度大于定厚凸台11b的厚度q,定厚凸台11b与相对的焊接面之间留有间隙量p,当铜箔高温熔化后,在定位工装8和缸自重的作用下间隙量p被消除,两个焊接对接面之间的距离由定厚凸台11b的厚度限定,保证焊接后铜的厚度可控,进而保证析出铜4a的流出。
121.在本实施例中,所述步骤三中的焊接,将马达焊接铜箔4置于马达缸1和配流缸3之间,并将泵焊接铜箔5置于泵缸2和配流缸3之间,分别通过工艺结构和马达定位销6、泵定位
销7进行定位,并通过定位工装8固定;
122.所述的定位工装8包括拉杆81、螺母82、弹簧83、上定位块84、下定位块85、底座86,其中,拉杆81轴向贯穿联体泵马达缸体的中空内腔,拉杆81一端设置有上定位块84,另一端设置有下定位块85,拉杆81两端通过螺母82拉紧,上定位块84一侧锥面与泵缸2的锥面或马达缸1的锥面接触配合,上定位块84另一侧平面上设置有弹簧83,弹簧83套装于拉杆81上并位于螺母82和上定位块84之间,下定位块85一侧锥面与泵缸2的锥面或马达缸1的锥面接触配合,下定位块85另一侧设置于底座86上,螺母82位于底座86的内腔中,当锁紧两端螺母82时,弹簧83被压缩产生预压力,在焊接过程中,弹簧83可自适应调节热膨胀带来的尺寸变化以及对间隙量p的消除;
123.所述焊接采用铜基硬钎焊,铜箔为铜基钎料,焊接温度为1100~1150℃。
124.在本实施例中,所述步骤四中调质处理的硬度为hrc30~32,淬火温度830~870℃。
125.在本实施例中,所述步骤五中的精加工部位留有氮化处理后的精磨余量,在所述的步骤五中完成内花键加工,在所述的步骤五中完成工艺结构的去除加工。
126.在本实施例中,所述步骤六中的氮化硬度为hv760~780,有效层深大于0.3mm,氮化温度450~500℃。
127.在本实施例中,所述步骤七中是对步骤五中留有的精磨余量部位进行精磨加工。
128.在本实施例中,在完成步骤七的精磨加工后,对联体泵马达缸体去磁并防蚀处理。
129.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1