專利名稱：增大變壓比調節(jié)范圍的液壓變壓器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液壓元件，尤其是涉及一種增大變壓比調節(jié)范圍的液壓變壓器。
背景技術：
恒壓網(wǎng)絡二次調節(jié)技術作為一種新型的液壓系統(tǒng)形式，可以大幅提高液壓 系統(tǒng)的柔性和效率。不過，目前它在液壓領域的應用卻受到了一定的限制，其 中最主要的原因就是現(xiàn)在還缺少一種有效的驅動直線和旋轉負載的元件。液壓 變壓器正是在這一技術背景下發(fā)展起來的。
專利W0 97/31185中提出了一種新型液壓變壓器設計概念，與傳統(tǒng)液壓變壓 器相比，這種液壓變壓器將液壓馬達和液壓泵的功能集于一身，形成了一個單 獨的液壓元件。該液壓變壓器盡管原理上具有很多優(yōu)點，但是要將其發(fā)展為一 種實用的液壓元件，還要解決許多問題。在該專利中只考慮了配流盤與缸體這 對配流副之間的關系，而沒有考慮配流盤與后端蓋這對配流副對液壓變壓器性 能的影響。在該專利中，配流盤上三個腰形槽的包角大小相等，按此的液壓變 壓器，在配流盤有限旋轉角度范圍內變壓比的調節(jié)范圍很小。
專利WO 99/40318和W0 00/28211中，對液壓變壓器的結構進行了改進，將 配流盤前端面的高壓槽口引到配流盤后端面的中心位置，其它兩個槽口的位置 不變，同時后端蓋的油口也做了相應的調整，液壓變壓器的調壓比范圍得到了 提高，但是還是很有限，在該專利中，后端蓋的4個油口通過換向閥分別與兩個 負載油路和低壓油路相連，增加了液壓變壓器結構的復雜性。同時，為了防止 配流盤的傾斜，使用了一個徑向尺寸較大的滾動軸承，這增加了液壓變壓器的體積。
專利ZL 03129072.8中，也對配流盤槽口形狀進行了改進，將配流盤前端面 的三個槽口分別引到后端面不同的分布圓上，使得配流盤可旋轉的角度增大， 一定程度上拓寬了變壓比。但是，這種改變也會引入另外一個問題，就是在配 流盤角度改變的同時，配流盤后端面和后端蓋間的接觸面積會不斷的改變，配 流盤角度的增加，使得配流盤后端面的推力不斷加大，而支撐力不斷減小，導 致變壓器的內泄漏增加、效率降低，甚至造成槽口之間溝通，變壓器不能工作。 因此，該種液壓變壓器可以達到的最大變壓比較小，升壓能力十分有限，限制 了該種液壓變壓器的應用范圍。
總之，上述幾種改進方案的思路是一樣的，保持配流盤前端面的三個相等 的槽口不變，而改變配流盤后端面上的槽口形式或數(shù)量，通過增大配流盤的可 旋轉范圍的方式來增大液壓變壓器的變壓范圍。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了增大液壓變壓器變壓比的調節(jié)范圍，提出了一種在不 改變配流盤可旋轉范圍的情況下，通過同時改變配流盤前后端面及后端蓋上三 個槽口的包角大小來獲得更大的變壓范圍，特別是可以獲得較高的變壓比(最 高可以得到數(shù)倍于供油壓力的負載壓力)，實現(xiàn)液壓變壓器從高壓向低壓和從低 壓向高壓更大范圍的變壓。
本發(fā)明所采用的技術方案是
主軸通過軸承安裝在殼體中，中心軸的一端鉸接在主軸上，另一端穿過缸 體的中心，安裝在球面配流盤球形端面中心的銅套中，中心軸的軸線與主軸軸 線以一定角度相交，形成斜軸式結構。若干個柱塞一端鉸接在主軸上，另一端安裝在缸體的柱塞腔內。采用球面配流盤結構，使缸體、配流盤的受力更加合 理，增加穩(wěn)定性，球面配流盤的球形端面與缸體形成配合，平面端面與后端蓋 形成配合。轉動桿穿過后端蓋的中心，通過花鍵與球面配流盤連接在一起；若 干個螺栓將后端蓋、過渡板和殼體連接在一起。
球面配流盤的側表面有開有軸向溝通槽口，溝通殼體壓力和球面配流盤平 面端面的泄漏壓力，防止球面配流盤的平面端面的油液泄漏后不能及時排出； 球面配流盤的平面端面上開有環(huán)形平衡槽，并和側面的溝通槽口相連，平衡平 面端面上壓力，并及時排出泄漏油液；球面配流盤幵有三個軸向貫通的包角大 小不一致的腰形槽口，分別為高壓槽口、低壓槽口和負載槽口；三個槽口分 布在同一分布圓上，分布圓的大小與缸體球形端面上的柱塞腔孔的分布圓相同。
后端蓋上開有與球面配流盤槽口大小、位置完全一致的三個槽口。高壓油 口連接高壓油路，低壓油口連接低壓油路，負載油口連接負載油路，后端蓋安 裝時高壓油口與液壓變壓器下死點成一定角度；球面配流盤安裝時三個槽口與 后端蓋上對應的三個油口重合。通過旋轉轉動桿使球面配流盤在一定正負角度 范圍內轉動，從而實現(xiàn)液壓變壓器在較大范圍內改變變壓比。
本發(fā)明的有益效果通過旋轉轉動桿改變配流盤的角度，實現(xiàn)液壓變壓器 變壓比的調節(jié)；可以獲得較高的變壓比(最高可以得到數(shù)倍于供油壓力的負載 壓力)，實現(xiàn)液壓變壓器從高壓向低壓和從低壓向高壓更大范圍的變壓。


圖l是液壓變壓器的結構原理示意圖
圖2是球面配流盤剖視圖
圖3是圖2球面配流盤的右視4是圖2球面配流盤的左視圖
圖5是缸體剖視圖
圖6是圖5缸體的右視圖
圖7是殼體剖視圖
圖8是圖7殼體的X向視圖
圖9是過渡板的剖視圖
圖10是圖9過渡板的左視圖
圖ll是后端蓋的剖視圖
圖12是圖11后端蓋的左視圖
圖中l(wèi)一主軸，2—卡環(huán)，3—唇形密封圈，4一卡環(huán)，5—0型圈，6—軸承， 7—殼體，8—前端蓋，9—軸承，IO—柱塞，ll一中心軸，12—預壓緊彈簧，13 —缸體，14一0型圈，15—球面配流盤，16—過渡板，17—后端蓋，18—轉動桿， 19一0型圈，20—軸向溝通槽，21—環(huán)形平衡槽，Al—球面配流盤的球形端面， A2—球面配流盤的平面端面，A—高壓槽口， T一低壓槽口， B—負載槽口， ^ 一高壓槽口包角，a,—低壓槽口包角，^一負載槽口包角，Y1—配流盤上槽口 的分布圓，Y2—缸體上柱塞腔孔的分布圓，B1 B6—缸體上的內螺紋，C1 C6 一過渡板上的螺栓孔，D1 D6—后端蓋上的螺栓孔，A'—高壓油口， T—低壓油 口， B'—負載油口， 3—高壓油口A'相對于螺栓孔D1的偏轉角度。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明
如圖1所示，殼體(7) —端通過卡環(huán)(4)固定前端蓋(8)，由O型圈(5) 形成密封，另一端通過6個螺栓與過渡板(16)、后端蓋(17)連接，由0型圈(14) 形成密封，主軸(1)通過軸承(6)、 (9)安裝在殼體(7)中，主軸(1)的一端與前端蓋(8)通過唇形密封圈(3)形成密封，唇形密封圈(3)由卡環(huán)(2) 固定，中心軸(11)的一端鉸接在主軸(1)上，另一端穿過缸體(13)的中心， 安裝在球面配流盤(15)的球形端面(Al)中心的銅套中，中心軸(11)的軸 線與主軸(1)的軸線以一定角度相交，形成斜軸式結構，若干個柱塞(10) — 端鉸接在主軸(1)上，另一端安裝在缸體(13)的柱塞腔內。采用球面配流盤 結構，使缸體(13)、配流盤(15)的受力更加合理，增加穩(wěn)定性，利用安裝在 中心軸(11)上的預壓緊彈簧(12)的壓緊力，球面配流盤(15)的球形端面
(Al)與缸體(13)形成配合，平面端面(A2)與后端蓋(17)形成配合。轉 動桿(18)穿過后端蓋(17)的中心，通過花鍵與球面配流盤(15)連接在一 起，轉動桿(18)與后端蓋(17)之間由O型圈(19)形成密封。
如圖2 圖6所示，球面配流盤(15)的側表面有開有三個均勻分布的軸向溝 通槽(20)，溝通殼體壓力和球面配流盤(15)的平面端面(A2)的泄漏壓力， 防止球面配流盤(15)的平面端面(A2)的油液泄漏后不能及時排出；球面配 流盤(15)的平面端面(A2)上開有環(huán)形平衡槽(21)，并和側面的軸向溝通槽
(20)相連，平衡平面端面上壓力，并及時排出泄漏油液；球面配流盤(15) 開有三個軸向貫通的包角大小不一致的腰形槽口，分別為包角為^的高壓槽 口 (A)、包角為&的低壓槽口 (T)和包角為^的負載槽口 (B);三個槽口分 布在同一分布圓Y1上，分布圓Y1的大小與缸體(13)球形端面上的柱塞腔孔的 分布圓Y2相同。
如圖7、圖8所示，殼體(7)與過渡板(16)連接的端面上共有6個內螺紋 B1 B6，用來安裝固定過渡板(16)和后端蓋(17)的6個螺栓，其中內螺紋B1 位于正下方，B4位于正上方，B2、 B3、 B5、 B6分別對稱分布于B1、 B4兩側。
如圖9、圖10所示，在液壓變壓器的后端蓋(17)和殼體(7)之間設計的過渡板(16)，使得球面配流盤(15)的厚度得以加厚，進而使得球面配流盤(15) 和轉動桿(18)之間的連接取得足夠大的強度。在轉動桿(18)的后端可以連 接執(zhí)行機構或者手動對球面配流盤進行旋轉，達到改變壓力的目的。過渡板(16) 外圈共有6個螺栓孔C1 C6，位置與缸體(13)上的內螺紋B1 B6—一對應。 如圖ll、圖12所示，后端蓋(17)外圈共有6的螺栓孔D1 D6，位置與缸體 (13)上的內螺紋B1 B6—一對應，后端蓋(17)上開有與球面配流盤(15)槽 口大小、位置完全一致的三個油口包角為 的高壓油口 (A，)、包角為&的低 壓油口 (T')和包角為^的負載油口 (B')。高壓油口 (A，)與螺栓孔(Dl)成
5角度。
球面配流盤(15)安裝時初始位置為三個槽口 (A)、 (T)、 (B)分別與 后端蓋(17)上對應的三個油口 (A，)、 (T，)、 (B，)重合。
本液壓變壓器的油路連接形式為高壓油路連接到后端蓋(17)的高壓油 口 (A，)，低壓油路連接到后端蓋(17)的低壓油口 (T')，負載油路連接到后端 蓋(17)的負載油口 (B')。工作時高壓油經(jīng)由后端蓋(17)的高壓油口 (A，)、 球面配流盤(15)的高壓槽口 (A)與缸體(13)的柱塞腔相通，低壓油經(jīng)由后 端蓋(17)的低壓油口 (T')、球面配流盤(15)的低壓槽口 (T)與缸體(13) 的柱塞腔相通，負載油經(jīng)由后端蓋(17)的負載油口 (T，)、球面配流盤(15) 的負載槽口 (T)與缸體(13)的柱塞腔相通。旋轉轉動軸(18)，使球面配流 盤(15)在初始位置附近正負一定角度內旋轉，即可獲得很大的變壓比調節(jié)范 圍。
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權利要求
1. 增大變壓比調節(jié)范圍的液壓變壓器，主要包括主軸、殼體、中心軸、缸體，其特征在于主軸(1)通過軸承安裝在殼體(7)中，中心軸(11)的一端鉸接在主軸(1)上，另一端穿過缸體(13)的中心，安裝在球面配流盤(15)球形端面中心的銅套中，中心軸(11)的軸線與主軸軸線相交，形成斜軸式結構，柱塞(10)一端鉸接在主軸(1)上，另一端安裝在缸體(13)的柱塞腔內，球面配流盤(15)的球形端面與缸體(13)形成配合，平面端面與后端蓋(17)形成配合，轉動桿(18)穿過后端蓋(17)的中心，通過花鍵與球面配流盤(15)連接在一起；螺栓將后端蓋(17)、過渡板(16)和殼體(7)連接在一起。
2.根據(jù)權利要求l所述的增大變壓比調節(jié)范圍的液壓變壓器，其特征在 于球面配流盤(15)與缸體(13)的配合面(Al) —側開有三個包角大小不 一致的腰形槽口，分別為高壓槽口 (A)、低壓槽口 (T)和負載槽口 (B); 三個槽口分布在同一分布圓Y1上，分布圓Y1的大小與缸體(13)球形端面上 的柱塞腔孔的分布圓Y2相同。
3. 根據(jù)權利要求l所述的增大變壓比調節(jié)范圍的液壓變壓器其特征在于 殼體(7) —端通過卡環(huán)(4)固定前端蓋(8)，由O型圈(5)形成密封，另一 端通過螺栓與過渡板(16)、后端蓋(17)連接，由O型圈(14)形成密封，主 軸(1)通過軸承(6)、 (9)安裝在殼體(7)中，主軸(1)的一端與前端蓋(8) 通過唇形密封圈(3)形成密封，唇形密封圈(3)由卡環(huán)(2)固定，中心軸(11) 的一端鉸接在主軸(1)上，另一端穿過缸體(13)的中心，安裝在球面配流盤(15)的球形端面(Al)中心的銅套中，轉動桿(18)與后端蓋(17)之間由 O型圈(19)形成密封。
4. 根據(jù)權利要求2所述的增大變壓比調節(jié)范圍的液壓變壓器其特征在于 球面配流盤(15)的側表面開有軸向溝通槽(20),溝通球面配流盤(15)平面端面的泄漏壓力和殼體壓力，防止球面配流盤(15)的平面端面的油液泄漏后 不能及時排出；球面配流盤(15)的平面端面(A2)上開有環(huán)形平衡槽(21)， 并和側面的軸向溝通槽(20)相連，平衡平面端面上壓力，并及時排出泄漏油 液；球面配流盤(15)平面端面(A2)的腰形槽口與球面端面的相應槽口軸向 貫通。
5.根據(jù)權利要求l所述的增大變壓比調節(jié)范圍的液壓變壓器其特征在于: 后端蓋(17)上開有與球面配流盤(15)槽口大小、位置完全一致的三個油口高壓油口 (A，)、低壓油口 (T，)和負載油口 (B，)；高壓油口 (A，)與螺栓孔 (Dl)成^角度。
全文摘要
本發(fā)明為增大變壓比調節(jié)范圍的液壓變壓器。中心軸的一端鉸接在主軸上，另一端穿過缸體的中心，安裝在球面配流盤球形端面中心的銅套中，采用球面配流盤結構，球面配流盤的球形端面與缸體形成配合，轉動桿穿過后端蓋的中心，通過花鍵與球面配流盤連接在一起。通過旋轉轉動桿使球面配流盤在一定正負角度范圍內轉動，進而調節(jié)變壓比。球面配流盤采用了槽口包角大小不一致的結構形式，從而實現(xiàn)了液壓變壓器在較大范圍內改變變壓比。
文檔編號F04B1/29GK101435417SQ200810183259
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權日2008年12月12日
發(fā)明者彭增雄, 李小金, 李雪原, 胡紀濱, 苑士華, 荊崇波, 超 魏 申請人:北京理工大學