專利名稱：強(qiáng)力搖盤式多功能大排量高壓泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械能與壓力能相互轉(zhuǎn)換的裝置，特別是一種大排量高壓泵(馬達(dá))。
現(xiàn)有的大排量高壓泵(馬達(dá))以軸向斜盤式柱塞泵為代表，它主要由傳動(dòng)軸、斜盤、柱塞、缸體、配油盤等組成，傳動(dòng)軸和缸體固連在一起，缸體上均勻排列有若干個(gè)軸向孔，柱塞在孔內(nèi)可自由滑動(dòng)，斜盤的軸線與傳動(dòng)軸之間有一斜盤傾角，柱塞靠機(jī)械裝置(如彈簧等)或底部的低壓油作用，使其球形端部緊壓在斜盤上，柱塞在缸體軸向孔內(nèi)來回移動(dòng)時(shí)，就完成了柱塞泵的吸油和壓油過程。這種泵雖轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，易于實(shí)現(xiàn)變量，壓力可以提得很高，可達(dá)到40MPa以上，可在高壓高速下工作，并具有較高容積效率，既可作高壓泵使用，也可作液壓馬達(dá)使用，兩者是可逆的，但這種柱塞泵存在如下缺點(diǎn)1.這種泵要求配油盤上的封用油區(qū)寬度與柱塞底部的通油口長度不能相差太大，否則困油嚴(yán)重，引起沖擊和噪聲，一般在油窗的近封油區(qū)處開有小三角槽卸載加以改善。
2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，柱塞泵和馬達(dá)無論是平面機(jī)構(gòu)還是空間機(jī)構(gòu)，由于球面支承可以適應(yīng)較多的自由度，故得到了廣泛的應(yīng)用，其主軸與連桿，連桿與柱塞，缸體與球面配流盤，斜盤式軸向柱塞泵中的柱塞與滑靴，連桿式液壓馬達(dá)中的連桿與活塞，以及球塞式內(nèi)曲線馬達(dá)中的柱塞與鋼球等摩擦副均采用了球面配合，其球面配合部分不僅要轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，而且工作時(shí)承受很大的壓力和沖擊負(fù)荷，并應(yīng)保證有良好的密封，以防止高低壓油通過所配合的球面溝通，因此，內(nèi)外球面必須具有很高的配合精度，表面粗糙度為0.05～0.1μm，圓度誤差不得大于0.002～0.003mm，兩配合球面接觸點(diǎn)的面積不得小于整個(gè)配合表面的75％，為保證加工精度和表面質(zhì)量，球在粗切成形后，一般要經(jīng)過磨削(或精鉸)，研磨，配對(duì)研磨和拋光等加工過程，加工工藝較復(fù)雜，另外在泵中作配流作用的配流盤部分，其兩個(gè)端面的一側(cè)與泵殼底平面接觸，另一側(cè)與缸體端面構(gòu)成一對(duì)重要摩擦副，為避免配流盤與缸體端面間過多地泄漏，又不致因二者貼合太緊而增加摩擦，故要求貼合間隙精密，在加工 中，二端面平面度允差不超過0.005mm且只許凹，不得中間凸起，表面粗糙度不大于0.1μm，而其兩端面平行度允差為0.006mm，外圓、內(nèi)孔與密封面內(nèi)圓的同軸度允差為0.05mm，外圓與腰形槽分度圓的同軸度允差為0.02mm，而且配流盤在長期工作條件下要穩(wěn)定，不變形，為此，就需要具有較高的硬度和耐磨性的材料，還要進(jìn)行熱處理、冷處理和時(shí)效處理，如此高的加工精度和繁瑣的加工工序是成本增加的主要因素。
3.對(duì)油液和清潔度要求苛刻。它主要表現(xiàn)在配流盤與缸體之間，二者組成一對(duì)重要的磨擦副，其間隙大了，會(huì)產(chǎn)生泄漏小了會(huì)增加摩擦，而油液中的雜質(zhì)顆粒會(huì)進(jìn)入此間隙，加快平面的磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)熱、咬死。
4.自吸特性差。液體流動(dòng)時(shí)要呈現(xiàn)出粘性力和慣性力，配油窗口由于缸體的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)環(huán)形槽內(nèi)的液體產(chǎn)生擾流，影響其恒定流動(dòng)，使遠(yuǎn)離油口處的壓力降低，從而自吸特性差。
5.當(dāng)缸體帶動(dòng)柱塞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，柱塞在斜盤上觸點(diǎn)的軌跡近似一個(gè)圓，由于磨擦，柱塞受到兩個(gè)方向的側(cè)向力，一是沿軌跡切線方向的力，二是垂直于斜盤面方向的力，上述側(cè)向力會(huì)使柱塞和孔加快磨損，產(chǎn)生泄漏，增加摩擦，降低容積效率和機(jī)械效率。
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，性能好，生產(chǎn)工藝較為簡(jiǎn)單的強(qiáng)力搖盤式多功能大排量高壓泵。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案一種強(qiáng)力搖盤式多功能大排量高壓泵，其特征在于它由缸體(1)、傳動(dòng)軸(2)、搖盤(3)及其搖盤軸(4)、柱塞(5)、流量調(diào)節(jié)滑塊(6)組成，缸體(1)內(nèi)腔為截面是十字形的對(duì)稱空腔，缸體(1)的上、下端固連有上、下配用油蓋(7)、(8)，它們?yōu)橐徽w，在上、下配油蓋(7)、(8)的中部均活動(dòng)連有一同心傳動(dòng)軸(2)，兩傳動(dòng)軸(2)的位于缸體(1)十字形空腔中的內(nèi)端通過各自的流量調(diào)節(jié)滑塊(6)與搖盤軸(4)的對(duì)應(yīng)上、下端鉸接，搖盤軸(4)上活動(dòng)套裝有圓形搖盤(3)，搖盤(3)的外圈部分位于缸體(1)的十字形空腔的橫向空腔內(nèi)，且對(duì)應(yīng)該橫向空腔在缸體(1)四周的上、下部位開設(shè)有多個(gè)一一同心對(duì)應(yīng)的上、下柱塞孔(9)、(10)，各上、下柱塞孔(9)、(10)內(nèi)均對(duì)應(yīng)設(shè)有可上下移動(dòng)的上、下柱塞(5)，各對(duì)上、下柱塞(5)的伸出上、下柱塞孔(9)、(10)的端頭部位均連有各自的柱塞互鎖扣件(11)，使得各對(duì)上、下柱塞(5)的伸出頭均貼在搖盤(3)上、下外圈表面的對(duì)應(yīng)位置，在上、下配油蓋(7)、(8)內(nèi)表面的對(duì)應(yīng)各上、下柱塞孔(9)、(10)的兩側(cè)位置均開有兩個(gè)環(huán)形配油凹槽(12)，兩配油凹槽(12)開有各自的與外界連通的通孔(13)，它們分別作為吸油槽和排油槽。
本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果1.因采用搖盤式驅(qū)動(dòng)柱塞，缸不動(dòng)，進(jìn)出油口采用單向閥，故沒有困油現(xiàn)象，慣量也小，便于變量。
2.配油蓋與缸體固定，不會(huì)產(chǎn)生擾流，配油槽為環(huán)形流體的沿程損失小于軸向泵的半圓形的沿程損失，其容積也大于半圓形，故能改善柱塞類泵的自吸差的現(xiàn)狀。
3.該泵除在柱塞端部(在高壓、大排量時(shí))采用滑靴結(jié)構(gòu)時(shí)，使用球面支承外，大都是孔與軸的配合，精度容易達(dá)到，也利于加工，大多數(shù)配件使用普通設(shè)備便可完成，配油盤因固定在缸上，只要與缸之間密封，且具備一定的強(qiáng)度就行，這樣就能降低成本，又由于相對(duì)柱塞互鎖，省去了一般泵中的柱塞回程機(jī)構(gòu)，綜上所述，其結(jié)構(gòu)比一般軸向柱塞泵簡(jiǎn)單。
4.由于該泵采用與一般泵不同的配油方式，不存在大面積的摩擦副，對(duì)油液清潔度的要求可適當(dāng)放寬。
5.搖盤柱塞泵中，搖盤軸與搖盤采用轉(zhuǎn)動(dòng)配合，當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)搖盤軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于柱塞與搖盤之間的摩擦力大于軸與搖盤的磨擦力(力臂不同)，所以搖盤不隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，柱塞觸點(diǎn)在搖盤上只作徑向位移，相對(duì)于軸向泵磨擦力較小。
6.該泵可以串聯(lián)，以獲得兩倍的壓力。
7.該泵與軸向泵在柱塞數(shù)、柱塞直徑、柱塞分部圓直徑及斜盤傾角相同時(shí)，該泵的排量是軸向泵的兩倍，因?yàn)閾u盤轉(zhuǎn)180°時(shí)，其上下擺動(dòng)的夾角為2α，也就是說柱塞所受的重直于搖盤的側(cè)向力為普通泵的一半，柱塞也就更耐疲勞，機(jī)械效率也有所提高。
8.同等流量時(shí)，體積比普通要小，特別是徑向尺寸。



圖1是本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是
圖1的A-A剖面圖；圖3是
圖1的B-B剖面圖；圖4是
圖1的C-C剖面圖。
如
圖1、2、3，本實(shí)用新型中的柱塞互鎖扣件(11)為U形彈性扣件，以適應(yīng)搖盤(3)傾角改變時(shí)的工作狀態(tài)，保證各對(duì)上、下柱塞(5)的球形端頭始終緊貼在搖盤(3)上、下表面的對(duì)應(yīng)位置，在搖盤軸(4)上設(shè)有上、下?lián)醐h(huán)，以防止U形柱塞互鎖扣件(11)運(yùn)動(dòng)時(shí)與缸體(1)產(chǎn)生摩擦。本實(shí)用新型的兩傳動(dòng)軸(2)可為T形，如圖4，它們的豎直部分分別伸出上、下配油蓋(7)、(8)與同一驅(qū)動(dòng)裝置相連，它們的橫向部分位于缸體(1)的十字形空腔的豎向腔內(nèi)，且橫向部分開有T形槽或燕尾槽，槽內(nèi)設(shè)有相吻合的T形或燕尾形流量調(diào)節(jié)滑塊(6)，滑塊(6)一側(cè)與槽內(nèi)的相應(yīng)一端之間設(shè)有壓簧(14)，它用來在當(dāng)搖盤軸(4)與傳動(dòng)軸(2)夾角為零時(shí)，幫助搖盤軸(4)走出極點(diǎn)，滑塊(6)在槽內(nèi)可左右滑動(dòng)，以適應(yīng)由于上、下傳動(dòng)軸(2)的軸線距離改變時(shí)使搖盤(3)傾角也隨之變化的需要，所述的T形傳動(dòng)軸(2)為不規(guī)則T形，其豎直部分與橫向部分的夾角小于90°，最好為45°～60°，以便調(diào)節(jié)，在上、下配油蓋(7)、(8)的對(duì)應(yīng)傳動(dòng)軸(2)的軸承外端設(shè)有調(diào)節(jié)螺母，以用來改變兩傳動(dòng)軸(2)之間的軸線距離，當(dāng)軸線距離調(diào)小時(shí)，即搖盤(3)傾角增大時(shí)，流量增大，反之亦然。
本實(shí)用新型工作時(shí)，當(dāng)兩傳動(dòng)軸(2)由同一驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)搖盤軸(4)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，(傳動(dòng)軸與搖盤軸的夾角為α)，搖盤(3)也作垂直于搖盤軸(4)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即當(dāng)傳動(dòng)軸(2)轉(zhuǎn)動(dòng)180°時(shí)，
圖1左邊的搖盤(3)與柱塞(5)的位置及柱塞(5)運(yùn)動(dòng)狀況將與右邊不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的鏡像相重合，即壓縮左邊下方和右邊上方的柱塞(5)，由于柱塞互鎖扣件(11)的作用同時(shí)帶動(dòng)左邊上方和右邊下方的柱塞(5)伸出并吸油，每個(gè)柱塞(5)的吸油口和排油口(13)都裝有單向閥，故不會(huì)產(chǎn)生困油現(xiàn)象，當(dāng)調(diào)節(jié)兩個(gè)傳動(dòng)軸(2)軸向距離時(shí)，流量調(diào)節(jié)滑塊(6)也隨之在傳動(dòng)軸(2)端部的槽內(nèi)滑動(dòng)，從而改變搖盤(3)傾角，使柱塞(5)的往返行程產(chǎn)生變化，因而也就改變了泵的排量，不斷地輸出壓力油。
因上、下兩組柱塞(5)數(shù)量相同，排量相等，所以力量相等，但方向相反，故搖盤(3)相對(duì)于搖盤軸(4)沒有軸向力和位移，搖盤始終在搖盤軸的中間。
當(dāng)將上、下兩組缸中的一組排油口(13)與另一組的進(jìn)油口(13)相連接，就成了一個(gè)串聯(lián)泵，能獲得高于平時(shí)兩倍的壓力，但流用量減半。
本實(shí)用新型如果向出油孔(13)輸入高壓油，則兩傳動(dòng)軸(2)可輸出機(jī)構(gòu)能，用于帶動(dòng)其它設(shè)備，其原理與泵的工作原理互逆，構(gòu)成大排量高壓馬達(dá)。
權(quán)利要求1.一種強(qiáng)力搖盤式多功能大排量高壓泵，其特征在于它由缸體(1)、傳動(dòng)軸(2)、搖盤(3)及其搖盤軸(4)、柱塞(5)、流量調(diào)節(jié)滑塊(6)組成，缸體(1)內(nèi)腔為截面是十字形的對(duì)稱空腔，缸體(1)的上、下端固連有上、下配油蓋(7)、(8)，它們?yōu)橐徽w，在上、下配油蓋(7)、(8)的中部均活動(dòng)連有一同心傳動(dòng)軸(2)，兩傳動(dòng)軸(2)的位于缸體(1)十字形空腔中的內(nèi)端通過各自的流量調(diào)節(jié)滑塊(6)與搖盤軸(4)的對(duì)應(yīng)上、下端鉸接，搖盤軸(4)上活動(dòng)套裝有圓形搖盤(3)，搖盤(3)的外圈部分位于缸體(1)的十字形空腔的橫向空腔內(nèi)，且對(duì)應(yīng)該橫向空腔在缸體(1)四周的上、下部位開設(shè)有多個(gè)一一同心對(duì)應(yīng)的上、下柱塞孔(9)、(10)，各上、下柱塞孔(9)、(10)內(nèi)均對(duì)應(yīng)設(shè)有可上下移動(dòng)的上、下柱塞(5)，各對(duì)上、下柱塞(5)的伸出上、下柱塞孔(9)、(10)的端頭部位均連有各自的柱塞互鎖扣件(11)，使得各對(duì)上、下柱塞(5)的伸出頭均貼在搖盤(3)上、下外圈表面的對(duì)應(yīng)位置，在上、下配油蓋(7)、(8)內(nèi)表面的對(duì)應(yīng)各自上、下柱塞孔(9)、(10)的兩側(cè)位置均開有兩個(gè)環(huán)形配油凹槽(12)，兩配油凹槽(12)開有各自的與外界連通的通孔(13)，它們分別作為吸油槽和排油槽。
2.按權(quán)利要求1所述的強(qiáng)力搖盤式多功能大排量高壓泵，其特征在于所述的柱塞互鎖扣件(11)為U形彈性扣件，以適應(yīng)搖盤(3)傾角改變時(shí)的工作狀態(tài)，保證各對(duì)上、下柱塞(5)的球形端頭始終緊貼在搖盤(3)上、下表面的對(duì)應(yīng)位置。
3.按權(quán)利要求1所述的強(qiáng)力搖盤式多功能大排量高壓泵，其特征在于所述的兩傳動(dòng)軸(2)可為T形，它們的豎直部分分別伸出上、下配油蓋(7)、(8)與同一驅(qū)動(dòng)裝置相連，它們的橫向部分位于缸體(1)的十字形空腔的豎向腔內(nèi)，且該橫向部分開有T形槽或燕尾槽，槽內(nèi)設(shè)有相吻合的T形或燕尾形流量調(diào)節(jié)滑塊(6)，滑塊(6)一側(cè)與槽內(nèi)的相應(yīng)一端之間設(shè)有壓簧(14)，它用來在當(dāng)搖盤軸(4)與傳動(dòng)軸(2)夾角為零時(shí)，幫助搖盤軸(4)走出極點(diǎn)，滑塊(6)在槽內(nèi)可左右滑動(dòng)，以適應(yīng)由于上、下傳動(dòng)軸(2)的軸線距離改變時(shí)使搖盤(3)傾角也隨之變化的需要。
4.按權(quán)利要求3所述的強(qiáng)力搖盤式多功能大排量高壓泵，其特征在于所述的T形傳動(dòng)軸(2)為不規(guī)則T形，其豎直部分與橫向部分的夾角小于90°，最好為45°～60°，以便調(diào)節(jié)。
5.按權(quán)利要求1所述的強(qiáng)力搖盤式多功能大排量高壓泵，其特征在于在搖盤軸(4)上設(shè)有上、下?lián)醐h(huán)，以防止U形柱塞互鎖扣件(11)運(yùn)動(dòng)時(shí)與缸體(1)產(chǎn)生摩擦。
6.按權(quán)利要求1所述的強(qiáng)力搖盤式多功能大排量高壓泵，其特征在于在上、下配油蓋(7)、(8)的對(duì)應(yīng)傳動(dòng)軸(2)的軸承外端設(shè)有調(diào)節(jié)螺母，以用來改變兩傳動(dòng)軸(2)之間的軸線距離。
專利摘要大排量高壓泵(馬達(dá))，它由缸體、傳動(dòng)軸、搖盤及其搖盤軸、柱塞、流量調(diào)節(jié)滑塊組成，缸體上下端固連有上下配油蓋，在它們的中部均活動(dòng)連有傳動(dòng)軸，兩傳動(dòng)軸內(nèi)端通過各自的流量調(diào)節(jié)滑塊與搖盤軸上下端鉸接，搖盤軸上活動(dòng)套裝有搖盤，在缸體四周上下部位開有多個(gè)上下柱塞孔，其內(nèi)設(shè)有上下柱塞，在上下配油蓋內(nèi)表面對(duì)應(yīng)柱塞孔兩側(cè)開有兩個(gè)環(huán)形配油凹槽，并開有與外界連通的通孔，分別作為吸油槽和排油槽。
文檔編號(hào)F04B27/08GK2267338SQ9623187
公開日1997年11月12日 申請(qǐng)日期1996年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月15日
發(fā)明者戴金中 申請(qǐng)人:戴金中