CN115234461B - 一种航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构，包括位于航空液压泵内的主轴(3)和球铰(2)，主轴(3)与球铰(2)花键连接；所述球铰(2)上设有被主轴(3)穿过的通孔(10)，通孔(10)内设有多个花键槽(12)，主轴(3)上设有与花键槽(12)配合的花键齿；所述通孔(10)是台阶孔，所述花键槽(12)设置在通孔(10)大端的侧壁上，通孔(10)的大端设有环形的退刀槽(11)，退刀槽(11)位于花键槽(12)的内侧端；所述主轴(3)上设有台阶部(13)，台阶部(13)伸入到通孔(10)的大端内。本发明具有能提高航空液压泵可靠性和寿命的优点。

Description

一种航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构

技术领域

本发明属于航空液压泵领域，尤其涉及一种航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构。

背景技术

随着科学技术的发展，高速重载化是航空液压泵发展的必然方向，现有航空液压泵的回程装置，相比于传统航空液压泵的回程装置已经具有很大的改进，如申请人在先申请的、申请号202110340927.X的一种降低滑履磨损的轴向柱塞泵回程装置，其结构包括滑履、球铰、主轴、斜盘、耐磨盘、卡圈、齿轮盘、卡盘，将滑履与斜盘间的相对运动转化为齿轮盘与耐磨片间的相对运动，极大地降低了摩擦副间的比压比功，从而有效地避免了高速重载工况下滑履的异常磨损问题。但是，现有航空液压泵的回程装置总体质量比传统航空液压泵的回程装置增大了两倍以上，当滑履驱动回程装置运动时，其碰撞产生的冲击力更大，且液压泵转速越高，滑履-柱塞所需回程力越大，该冲击力的径向分力与回程力均由支撑回程装置的球铰进行平衡，这使得球铰受力非常恶劣，且在液压泵工作时球铰为静止状态，齿轮盘与球铰的相对速度很大，齿轮盘-球铰摩擦副的比压比功很大，从而导致齿轮盘与球铰容易发生异常磨损和粘着抱死现象，进而极大地降低了整个液压泵的寿命，严重时甚至导致液压泵心脏部件抱死，不能输出流量而引起相关安全事故。因而，设计一种航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构对提高航空液压泵的可靠性和寿命具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构。本发明具有能提高航空液压泵可靠性和寿命的优点。

本发明的技术方案：一种航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构，用于所述航空液压泵的回程机构中，所述回程机构包括滑履、球铰、主轴、4-斜盘、耐磨盘、卡圈、齿轮盘和卡盘，主轴与球铰花键连接。

前述的航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构中，所述球铰上设有被主轴穿过的通孔，通孔内设有多个花键槽，主轴上设有与花键槽配合的花键齿。

前述的航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构中，所述通孔是台阶孔，所述花键槽设置在通孔大端的侧壁上，通孔的大端设有环形的退刀槽，退刀槽位于花键槽的内侧端；所述主轴上设有台阶部，台阶部伸入到通孔的大端内。

与现有技术相比，本发明对现有球铰和主轴进行了重新设计，将球铰与主轴之间通过花键连接在一起，使球铰与主轴保持同步转动，在回程机构相对速度低时驱动回程机构转动，从而降低滑履与卡盘的相对速度，进而降低滑履与卡盘间的冲击力，减小球铰受力。同时，球铰同步转动可极大地降低齿轮盘与球铰之间的相对速度，从而极大地降低了摩擦副间的比压比功，有效地减少齿轮盘与球铰发生异常磨损和粘着抱死现象，提高了整个航空液压泵的可靠性和寿命。因此，本发明具有能提高航空液压泵可靠性和寿命的优点。

附图说明

图1是本发明在航空液压泵上的结构示意图。

图2是本发明的球铰的结构示意图。

图3是现有回程机构的结构示意图。

附图中的标记为：1-滑履；2-球铰；3-主轴；4-斜盘；5-耐磨盘；6-卡圈；7-齿轮盘；8-卡盘；9-柱塞，10-通孔，11-退刀槽，12-花键槽，13-台阶部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

如图3所示，现有的、申请号202110340927.X的回程装置的结构构，包括滑履1、球铰2、主轴3、斜盘4、耐磨盘5、卡圈6、齿轮盘7、卡盘8。其中，球铰2上设有被主轴3穿过的、圆柱形的通孔10，主轴3上设有台阶部13，台阶部13的端面与球铰2的端面相抵，对球铰2进行轴向限位。当航空液压泵工作的时候，球铰2基本处于静止状态，滑履1在柱塞9的带动下与主轴3同步转动，此时回程装置速度较低，滑履1冲击卡盘8的挡边带动卡盘8旋转，由于卡盘8与齿轮盘7通过花键连接，故整个回程装置在冲击力的作用下加速旋转，与滑履1脱离后在阻尼的作用下减速，滑履1与卡盘8的相对位置变化使得滑履1再次撞击卡盘8，如此往复，使得回程装置相对于耐磨盘5和球铰2做相对运动。

对运行过程进行分析：滑履1与卡盘8的冲击力为F_t＝MΔΔTv，M为回程装置质量；Δv为碰撞前后速度差；ΔT为碰撞时间。由上式可知，M与Δv越小，ΔT越大，则滑履1与卡盘8间的冲击力越低，齿轮盘7-球铰2摩擦副的作用力也就越小。由于现有回程装置质量M较大，且液压泵转速较高，即ΔT很小，使得滑履1与卡盘8间的冲击力较大。

实施例。如图1和图2所示，在一种航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构，用于图2所示的现有回程装置的改进。第一处改进是将球铰2的圆柱形的通孔10改为台阶孔，相应的主轴3上的台阶部13伸入到台阶孔的大端内，通过台阶孔的底面对球铰2进行轴向限位；第二处改进是在台阶孔的大端设置多个周向分布的花键槽12和环形的退刀槽11，退刀槽11位于花键槽12的内侧端，退刀槽11的作用是便于加工花键槽12，相应的在台阶部13上设置与花键槽12配合花键齿。

在实施例中，球铰2与主轴3采用花键配合，使得球铰2与主轴3同步转动，当回程装置整体转动的速度低于球铰2转动的速度时，齿轮盘7与球铰2间的摩擦力驱动回程装置旋转，从而降低了碰撞前后速度差Δv，极大地降低了滑履1与卡盘8的冲击力，进而极大地降低了齿轮盘7与球铰2间的作用力。

齿轮盘与球铰摩擦副的比压P与比功PV计算公式：

其中，F_a为滑履-卡盘碰撞冲击力F_t的径向分力；F_h为中心弹簧压紧力；A为摩擦副的接触面积；v为摩擦副相对速度；当球铰与主轴同步转动时，Fa与v均很小，从而极大地降低了齿轮盘与球铰摩擦副的比压比功，避免高速重载工况下液压泵齿轮盘与球铰发生异常磨损和粘着抱死问题。

Claims (2)

1.一种航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构，用于所述航空液压泵的回程机构中，所述回程机构包括滑履(1)、球铰(2)、主轴(3)、斜盘(4)、耐磨盘(5)、卡圈(6)、齿轮盘(7)和卡盘(8)，其特征在于：主轴(3)与球铰(2)花键连接；所述球铰(2)上设有被主轴(3)穿过的通孔(10)，通孔(10)内设有多个花键槽(12)，主轴(3)上设有与花键槽(12)配合的花键齿。

2.根据权利要求1所述的航空液压泵齿轮盘与球铰减磨机构，其特征在于：所述通孔(10)是台阶孔，所述花键槽(12)设置在通孔(10)大端的侧壁上，通孔(10)的大端设有环形的退刀槽(11)，退刀槽(11)位于花键槽(12)的内侧端；所述主轴(3)上设有台阶部(13)，台阶部(13)伸入到通孔(10)的大端内。