CN109139404A - 一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，涉及液压机械中的轴向柱塞泵/马达装置领域。包括壳体、缸体、传动轴、配流盘、内斜盘和外斜盘，前压盖通过六角螺钉与前端盖连接，前端盖通过六角螺钉与壳体连接，壳体与后泵盖通过螺钉连接，传动轴通过花键驱动缸体转动，缸体的挡板槽中安装有挡板，缸体外侧套接有外压紧球套，外压紧球套的外球面与外压盘的内球面铰接，外压紧球套的弹簧孔中安装有外排弹簧座和外排弹簧，传动轴靠近前端盖的一侧安装有内斜盘和外斜盘，内斜盘与外斜盘通过斜盘定位销连接。本发明中，旋转体均为完全对称结构，弹簧力分配均匀，外排弹簧的作用挡板插装在缸体上，降低了缸体备料，节约成本，结构简单实用。

Description

一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达

技术领域

本发明涉及液压机械中的轴向柱塞泵/马达技术领域，具体为一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达。

背景技术

轴向柱塞泵/马达都是液压领域的重要元件，轴向柱塞泵/马达在原理上是基本可逆的，只在部分结构上存在差异，因此本发明书中只论述外排压紧的多排轴向柱塞泵，马达结构的设计与之相类似。

轴向柱塞泵是一种体积小，效率高，泄漏量小，高速高压且耐冲击的高集成化变量泵，广泛应用于工程机械，煤矿机械，农业机械以及航空航天等场合，尤其是各种高压和大功率的液压系统中。

轴向柱塞泵在工作时需要由压紧机构给滑靴副提供足够的压紧力，保证滑靴贴着斜盘表面运转，同时压紧机构需要给缸体和配流盘提供预紧力，保证缸体或配流盘处于浮动状态。现有的压紧方式主要有两种，一是通过中心弹簧给球铰提供预紧力，球铰压紧内回程盘，从而压紧内排滑靴，而随着多排式轴向柱塞泵/马达的兴起，该压紧方式不足以对外排滑靴提供足够的压紧力，且由于回程盘的设计较为复杂，容易与其它零部件之间发生相互干涉现象。二是在缸体柱塞孔底部安装压缩弹簧，通过给柱塞提供压紧力，从而压紧滑靴，由于柱塞具有高频的往复运动，弹簧来回伸缩，容易造成弹簧的疲劳失效，且多排轴向柱塞泵的斜盘具有多个斜面，采用柱塞孔底部安装压缩弹簧的方案不利于泵转速的提高。

针对以上问题，本发明的第一发明人提出的中国专利公布号CN104863813A的专利公开了一种斜盘式轴向柱塞泵/马达的压紧装置，以及中国专利公布号CN107575357A的专利公开了一种全外排压紧式轴向柱塞泵或马达。该斜盘式轴向柱塞泵/马达的压紧装置通过外接压环对回程盘直接提供压紧力，将滑靴压紧在斜盘表面，弹簧放置在压环孔中，直接为压环提供弹簧力，为轴向柱塞泵/马达提供了一种实际有效的外排压紧方式，提高了轴向柱塞泵/马达的工作稳定性，而全外排压紧式轴向柱塞泵或马达采用两组独立的压紧装置实现配流副和滑靴副的压紧，滑靴副外排压紧装置通过万向滚珠弹簧柱塞的球头对压盘表面施加压力以形成稳定的滑靴副，配流副外排压紧装置通过压缩圆柱螺旋弹簧对缸体外圈凸台施压从而形成稳定的配流副，两组压紧机构互不干涉，提高了压紧装置的稳定性。但仍有如下问题需要解决：

1.该斜盘式轴向柱塞泵/马达的压紧机构通过压环直接对回程盘压紧，回程盘结构不对称，制造难度较大，压紧力的分布不够均匀。

2.斜盘式轴向柱塞泵/马达压紧装置的压环中，弹簧直接作用在压环上，实际弹簧与压环接触为线接触，弹簧力输出较为集中，容易造成压环受力不稳定，发生振动。

3.全外排压紧式轴向柱塞泵或马达的缸体外圈设置凸台，通过圆柱螺旋弹簧的压缩对凸台施压从而压紧配流副，增加了轴向柱塞泵/马达的径向尺寸，不利于结构的紧凑性。

本发明涉及的一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，通过均布的外排弹簧对外压紧球套施加压力，通过外压盘与外压紧球套的球面铰接将外压盘压向斜盘表面，对滑靴提供足够的压力，使滑靴副稳定运转，新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达结构简单，易于装配，提高了泵/马达的工作性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，包括壳体、缸体、传动轴、配流盘、内斜盘和外斜盘，所述前压盖通过六角螺钉与前端盖连接，所述前端盖通过六角螺钉与壳体连接，所述壳体通过六角螺钉与后泵盖连接，所述传动轴通过花键驱动缸体转动，所述缸体的挡板槽中安装有挡板，所述缸体外侧套接有外压紧球套，所述外压紧球套的外球面与外压盘的内球面铰接从而将外压盘和外排滑靴压向外斜盘表面，所述外压紧球套的弹簧孔中安装有外排弹簧座和外排弹簧，所述传动轴靠近前端盖的一侧安装有内斜盘和外斜盘，所述内斜盘与外斜盘通过斜盘定位销连接，所述外斜盘斜面上均匀布置有外排滑靴，所述外排滑靴与外排柱塞连接，所述内斜盘斜面上均匀布置有内排滑靴，所述内排滑靴与内排柱塞连接，所述传动轴中间安装有内排弹簧和内球套，所述内球套与内压盘球面铰接，所述传动轴靠近后泵盖的一侧安装有配流盘。

优选的方案，所述外压盘可设置为圆槽形和圆盘形，圆盘形外压盘表面开设均布的扇形孔，孔的内表面为球面，与圆盘形外压盘配合的外压紧球套设置有对应的伸出爪。

优选的方案，所述内斜盘和外斜盘上预留上下对称的销孔。

优选的方案，所述外压紧球套上开设围绕圆周均布的弹簧孔。

优选的方案，所述外压紧球套与缸体前端面连接部分，留有一部分间隙，用于外压紧球套导正。

优选的方案，所述缸体表面与外压紧球套弹簧孔相应位置开设圆弧槽，与外压紧球套弹簧孔形成一个整圆。

优选的方案，所述外压紧球套弹簧孔内安放外排弹簧座，用于将线接触产生的弹簧力转换为平面力，使外压紧球套受力更均匀。

优选的方案，所述缸体表面圆弧槽后端开设相应挡板槽，槽深度大于圆弧槽深。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.结构对称性好。外压盘为完全对称的结构，能保证压紧力分布均匀，避免产生单侧偏载，减小运动偏心。

2.压紧力稳定性好。外排弹簧通过外排弹簧座作用在外压紧球套上，弹簧力分布均匀，将线接触转化为面接触，避免产生应力集中以及倾覆现象，提高机构的稳定性。

3.结构紧凑性好。外压盘与外压紧球套以及内压盘和内球套分别通过球面铰接对滑靴进行压紧，有效减少轴向柱塞泵的径向尺寸，使结构更加紧凑。

4.定位精度高。通过圆柱销对内、外斜盘提供准确定位，而且提高了装配的精确性。

5.缸体空间利用率高。缸体上的内排柱塞孔和外排柱塞孔交替分布，外排柱塞孔和缸体表面的圆弧槽也交替分布，保证了缸体的强度，且通过插入式挡板给弹簧提供支撑反力，减小了缸体的加工用料体积，减少加工废料，节约成本的同时也提高了缸体的空间利用率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中外压紧球套示意图；

图3为本发明中外压盘示意图；

图4为本发明中缸体的示意图；

图5为本发明中斜盘装配示意图；

图6为本发明中挡板示意图；

图7为本发明结构在三排式轴向柱塞泵上的应用；

图8为本发明方案二的结构示意图；

图9为本发明方案二中外压紧球套示意图；

图10为本发明方案二中外压盘示意图；

图11为本发明中方案二结构在三排式轴向柱塞泵上的应用。

图中：1-外压盘；2-内斜盘；3-六角螺钉；4-传动轴；5-前压盖；6-前端盖；7-外斜盘；8-斜盘定位销；9-六角螺钉；10-内排滑靴；11-内压盘；12-外排滑靴；13-内球套；14-内排柱塞；15-内排弹簧；16-外排柱塞；17-外排弹簧座；18-外压紧球套；19-壳体；20-外排弹簧；21-挡板；22-缸体；23-配流盘；24-后泵盖。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1至图7所示，本发明提供一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，包括壳体19、缸体22、传动轴4、配流盘23、内斜盘2和外斜盘7，所述前压盖5通过六角螺钉3与前端盖6连接，所述前端盖6通过六角螺钉9与壳体19连接，所述壳体19通过六角螺钉9与后泵盖24连接，所述传动轴4通过花键驱动缸体22转动，所述缸体22的挡板槽中安装有挡板21，所述缸体22外侧套接有外压紧球套18，所述外压紧球套18的外球面与外压盘1的内球面铰接从而将外压盘1和外排滑靴12压向外斜盘7表面，所述外压紧球套18的弹簧孔中安装有外排弹簧座17和外排弹簧20，所述传动轴4靠近前端盖6的一侧安装有内斜盘2和外斜盘7，所述内斜盘2与外斜盘7通过斜盘定位销8连接，所述外斜盘7斜面上均匀布置有外排滑靴12，所述外排滑靴12与外排柱塞16连接，所述内斜盘2斜面上均匀布置有内排滑靴10，所述内排滑靴10与内排柱塞14连接，所述传动轴4中间安装有内排弹簧15和内球套13，所述内球套13与内压盘11球面铰接，所述传动轴4靠近后泵盖24的一侧安装有配流盘23。

在本发明中，在一个具体的例子中，如图1所示，当轴向柱塞泵/马达启动时，外压紧球套18上均布的外排弹簧20预压,外压紧球套18给外压盘1提供压紧力将外排滑靴12压紧在外斜盘7的表面,形成稳定的滑靴副,同时,外排弹簧对于插装在缸体上的挡板21提供压紧力,将缸体22与配流盘23压紧,形成稳定的配流副。当轴向柱塞泵/马达工作时，传动轴4带动缸体22旋转,图1中吸油区的外排柱塞16开始吸油，排油区的外排柱塞开始排油，吸油柱塞腔中的吸力将使外排柱塞16连同外排滑靴12脱离外斜盘7，同时导致滑靴副的油膜厚度变化，通过外压紧球套18上均布的外排弹簧20压缩产生的弹簧力，使外压紧球套18给外压盘1提供压紧力，从而将外排滑靴12压紧在外斜盘7的表面，同时通过调节外排弹簧20的压缩状态，可以改变弹簧力的大小，进而实现对滑靴副油膜厚度的控制。轴向柱塞泵/马达启动和工作时，内排滑靴10的压紧原理与外排压紧相同。

在本发明中，作为一个优选的实施例，如图2和3所示，外压盘1为圆槽形，外压盘1的内球面与外压紧球套18的外球面铰接，外压盘1和外压紧球套18均为完全对称的结构，作为高速旋转的旋转体，完全对称的结构使回转体的重心始终维持在旋转轴线上，在旋转过程中，受力较为均衡，不会产生单侧的偏载，从而外压盘1和外压紧球套18的铰接面不会产生应力集中，进而减少局部的疲劳磨损，提高零部件的使用寿命，增加柱塞泵/马达的可靠性。

本发明以上实施例的工作方式如图2和4所示：外排弹簧20通过外排弹簧座17进行弹簧力的输出，压缩弹簧如果直接与受力体接触，其弹簧力作用在弹簧底面的圆弧线上，容易产生应力集中，现通过外排弹簧座17将弹簧力分解重新均匀分配后作用在外压紧球套18上，使回转体外压紧球套18受力均匀，不会产生偏载，从而减少缸体22和外排压紧球套21的振动，有效提高了柱塞泵/马达工作的稳定性。

在本发明中，作为一个优选的实施例，如图5和图6所示，柱塞泵/马达内部结构复杂，各零部件之间的布置十分紧凑，内斜盘2和外斜盘7通过斜盘定位销8进行固定，结构简单，定位精确，大大降低了装配难度。挡板21作为可拆卸部件插装在缸体22的挡板槽中，安装方便，减小了缸体22的备料尺寸，节约了成本，使柱塞泵/马达的结构更为合理，同时提高了柱塞泵/马达的可靠性。

在本发明中，作为一个可选的实施例，如图7所示的三排式轴向柱塞泵。与以上实施例的柱塞分布不同，该柱塞泵具有三排柱塞，但本发明中的压紧机构依然适用。外压盘1依旧是完全对称的结构，外压紧球套18将外压盘1压向外斜盘7表面，将中排柱塞和外排柱塞压紧在斜盘表面，保证了柱塞泵/马达的稳定工作。以上实施例表明本发明的外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达的压紧机构对轴向柱塞泵/马达具有普遍适用性，市场前景广泛。

实施例二

本实施例与实施例一结构及工作原理基本相同，其不同之处如图8至图11所示，在于外压盘1和外压紧球套18的结构不同，即外压盘1为圆盘形，表面开设均布的扇形孔，孔的内表面为球面，外压紧球套18前端设置有对应的伸出爪，伸出爪的外表面为球面，外压盘1与外压紧球套18仍为完全对称的结构，外压紧球套18的伸出爪穿过外压盘1表面的扇形孔并与其球面铰接，外压紧球套18伸出爪的内表面与外压盘1的扇形孔表面留有一部分间隙。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，包括壳体(19)、缸体(22)、传动轴(4)、配流盘(23)、内斜盘(2)和外斜盘(7)，其特征在于：所述前压盖(5)通过六角螺钉(3)与前端盖(6)连接，所述前端盖(6)通过六角螺钉(9)与壳体(19)连接，所述壳体(19)通过六角螺钉(9)与后泵盖(24)连接，所述传动轴(4)通过花键驱动缸体(22)转动，所述缸体(22)的挡板槽中安装有挡板(21)，所述缸体(22)外侧套接有外压紧球套(18)，所述外压紧球套(18)的外球面与外压盘(1)的内球面铰接从而将外压盘(1)和外排滑靴(12)压向外斜盘(7)表面，所述外压紧球套(18)的弹簧孔中安装有外排弹簧座(17)和外排弹簧(20)，所述传动轴(4)靠近前端盖(6)的一侧安装有内斜盘(2)和外斜盘(7)，所述内斜盘(2)与外斜盘(7)通过斜盘定位销(8)连接，所述外斜盘(7)斜面上均匀布置有外排滑靴(12)，所述外排滑靴(12)与外排柱塞(16)连接，所述内斜盘(2)斜面上均匀布置有内排滑靴(10)，所述内排滑靴(10)与内排柱塞(14)连接，所述传动轴(4)中间安装有内排弹簧(15)和内球套(13)，所述内球套(13)与内压盘(11)球面铰接，所述传动轴(4)靠近后泵盖(24)的一侧安装有配流盘(23)。

2.根据权利要求1所述的一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，其特征在于：所述外压盘(1)可设置为圆槽形和圆盘形，圆盘形外压盘表面开设均布的扇形孔，孔的内表面为球面，与圆盘形外压盘配合的外压紧球套(18)设置有对应的伸出爪。

3.根据权利要求1所述的一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，其特征在于：所述内斜盘(2)和外斜盘(7)上预留上下对称的销孔。

4.根据权利要求1或2所述的一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，其特征在于：所述外压紧球套(18)上开设围绕圆周均布的弹簧孔。

5.根据权利要求1或2所述的一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，其特征在于：所述外压紧球套(18)与缸体(22)前端面连接部分，留有一部分间隙，用于外压紧球套(18)导正。

6.根据权利要求1或2所述的一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，其特征在于：所述缸体(22)表面与外压紧球套(18)弹簧孔相应位置开设圆弧槽，与外压紧球套(18)弹簧孔形成一个整圆。

7.根据权利要求1或2所述的一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，其特征在于：所述外压紧球套(18)弹簧孔内安放外排弹簧座(17)，用于将线接触产生的弹簧力转换为平面力，使外压紧球套(18)受力更均匀。

8.根据权利要求1或6所述的一种新型外排压紧的多排轴向柱塞泵/马达，其特征在于：所述缸体(22)表面圆弧槽后端开设相应挡板槽，槽深度大于圆弧槽深。