專利名稱：一種單作用葉片式液壓變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓變壓器，具體地說是一種單作用葉片式液壓變壓器，屬
機(jī)械領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
液壓變壓器是指在液壓傳動(dòng)中實(shí)現(xiàn)壓力轉(zhuǎn)換的一種液壓元件。液壓變壓器可以把 給定壓力下的輸入液壓能高效率地轉(zhuǎn)換為另一種壓力下的輸出液壓能，使用它可以實(shí)現(xiàn)多 負(fù)載在恒壓網(wǎng)絡(luò)中互不相關(guān)的控制，還會(huì)使能量逆向流動(dòng)，不僅可以無節(jié)流損失地驅(qū)動(dòng)直 線負(fù)載，而且還可以驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)負(fù)載。 現(xiàn)有的液壓變壓器基本上都是柱塞式結(jié)構(gòu)，其工作壓力高，在20Mpa以上，流量范 圍大，一般用于高壓、大流量液壓系統(tǒng)中，在中、低壓液壓系統(tǒng)中使用，效率很低，而且柱塞 式液壓變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度高，對(duì)油污染敏感，濾油精度要求高，價(jià)格較昂貴，因此使 得液壓變壓器的應(yīng)用范圍受到了很大的限制。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、流量均勻、 噪聲小、運(yùn)轉(zhuǎn)精度高且平穩(wěn)，可應(yīng)用于低壓液壓系統(tǒng)的一種單作用葉片式液壓變壓器，以豐 富液壓變壓器的種類，擴(kuò)大液壓變壓器的應(yīng)用范圍。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案 —種單作用葉片式液壓變壓器包括單作用定量部件、單作用變量部件、殼體、右端
蓋、旋轉(zhuǎn)軸、左端蓋等；單作用定量部件與單作用變量部件共用同一根旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸左右
兩端通過滑動(dòng)軸承安裝在左、右端蓋上，單作用定量部件的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸的左半軸通過平
鍵配合聯(lián)接，單作用變量部件的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接，單作用定量部
件與單作用變量部件安裝在同一個(gè)殼體內(nèi)，右端蓋、左端蓋通過螺栓固定在殼體上。 所述的一種單作用葉片式液壓變壓器，單作用定量部件包括楔形板、轉(zhuǎn)子、定子、
葉片和配流盤等；轉(zhuǎn)子的中心與定子的中心都是固定的，轉(zhuǎn)子中心與定子中心不重合，有一
定的偏心距；楔形板左側(cè)面與殼體內(nèi)表面配合接觸，楔形板右側(cè)面與定子外表面配合接觸；
轉(zhuǎn)子的寬度比定子的寬度稍小，轉(zhuǎn)子安裝在定子內(nèi)，葉片的一端放入轉(zhuǎn)子的葉片槽內(nèi)，另一
端與定子的內(nèi)表面接觸，葉片沿轉(zhuǎn)子徑向安置；左、右配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，并緊壓在定
子的兩個(gè)側(cè)面上。 所述的一種單作用葉片式液壓變壓器，單作用變量部件包括轉(zhuǎn)子、定子、葉片、旋 轉(zhuǎn)軸、變量活塞、變量油缸端蓋、上端蓋、上壓板、下壓板、滾柱和配流盤等；轉(zhuǎn)子的中心是固 定的，定子的中心可左右移動(dòng)；轉(zhuǎn)子的寬度比定子的寬度稍小，轉(zhuǎn)子安裝在定子內(nèi)，葉片的 一端放入轉(zhuǎn)子的葉片槽內(nèi)，另一端與定子的內(nèi)表面接觸，葉片沿轉(zhuǎn)子徑向安置；變量活塞的 活塞桿右端頭與定子的外表面固定在一起，變量活塞的殼體是在液壓變壓器的殼體上加工 制成的，變量活塞、變量油缸端蓋和殼體構(gòu)成變量油缸，變量油缸端蓋通過螺栓固定在殼體上；上端蓋通過螺栓固定在殼體上，上壓板通過螺栓聯(lián)接在上端蓋上，下壓板與定子的外表 面配合接觸，滾柱安裝在上壓板和下壓板之間，滾柱與上壓板的下表面和下壓板的上表面 配合接觸；左、右配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，并緊壓在定子的兩個(gè)側(cè)面上。 所述的一種單作用葉片式液壓變壓器，單作用定量部件的上油口為一種單作用葉
片式液壓變壓器的進(jìn)油口 ，進(jìn)油口與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓油路連接，單作用變量部件的上
油口為一種單作用葉片式液壓變壓器的出油口，出油口與負(fù)載端連接，進(jìn)油口與出油口大
小相同，單作用定量部件的下油口與單作用變量部件的下油口連接在一起，成為一種單作
用葉片式液壓變壓器一個(gè)油口 ，該油口與油箱連接，該油口大于進(jìn)油口與出油口 。 本實(shí)用新型的一種單作用葉片式液壓變壓器與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效果
是 (1)本實(shí)用新型能以無節(jié)流損失的方式將恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)壓力調(diào)整為負(fù)載壓力變化 范圍內(nèi)的任一值。 (2)本實(shí)用新型可應(yīng)用于低壓液壓系統(tǒng)中，即7Mpa以下的液壓系統(tǒng)中，擴(kuò)大了液 壓變壓器的應(yīng)用范圍，豐富了液壓變壓器的品種。
(3)本實(shí)用新型體積小、重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，控制性能好。
(4)本實(shí)用新型可以向負(fù)載輸出能量，也可以從負(fù)載向蓄能器回收能量。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖2是本實(shí)用新型的的A-A視圖 圖3是本實(shí)用新型的的B-B視圖 圖4是本實(shí)用新型的油口連接形式示意圖 圖5是本實(shí)用新型的變壓原理示意圖 圖中1.單作用定量部件，2.單作用變量部件，3.殼體，4.右端蓋，5.旋轉(zhuǎn)軸， 6.左端蓋，7.楔形板，8、16.轉(zhuǎn)子，9、17.葉片，10、15.定子，11、 12、22、23.配流盤，13.變量 活塞，14.變量油缸端蓋，18.上端蓋，19.上壓板，20.滾柱，21.下壓板
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作以下詳細(xì)地說明。 如
圖1、2、3所示，本實(shí)用新型所述的一種單作用葉片式液壓變壓器主要由單作用 定量部件1、單作用變量部件2、殼體3、右端蓋4、旋轉(zhuǎn)軸5、左端蓋6等組成；單作用定量部 件1與單作用變量部件2共用同一根旋轉(zhuǎn)軸5，旋轉(zhuǎn)軸5左右兩端通過滑動(dòng)軸承安裝在左端 蓋6、右端蓋4上，單作用定量部件1的轉(zhuǎn)子8與旋轉(zhuǎn)軸5的左半軸通過平鍵配合聯(lián)接，單作 用變量部件2的轉(zhuǎn)子16與旋轉(zhuǎn)軸5的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接，單作用定量部件1與單作 用變量部件2安裝在同一個(gè)殼體3內(nèi)，右端蓋4、左端蓋6通過螺栓固定在殼體3上。 單作用定量部件1主要由旋轉(zhuǎn)軸5、楔形板7、轉(zhuǎn)子8、定子10、葉片9和配流盤11、 12等組成；轉(zhuǎn)子8的中心與定子10的中心都是固定的，轉(zhuǎn)子8的中心與定子10的中心不 重合，有一定的偏心距；楔形板7左側(cè)面與殼體3內(nèi)表面配合接觸，楔形板7右側(cè)面與定子10外表面配合接觸；轉(zhuǎn)子8的寬度比定子10的寬度稍小，轉(zhuǎn)子8安裝在定子10內(nèi)，葉片9 的一端放入轉(zhuǎn)子8的葉片槽內(nèi)，另一端與定子10的內(nèi)表面接觸，葉片9沿轉(zhuǎn)子8徑向安置 (即安放角為零)；在恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中高壓油的作用下，轉(zhuǎn)子8可帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)；配流盤 11、12安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上，并緊壓在定子10的左右兩個(gè)側(cè)面上。 單作用變量部件2主要由旋轉(zhuǎn)軸5、轉(zhuǎn)子16、定子15、葉片17、變量活塞13、變量油 缸端蓋14、上端蓋18、上壓板19、下壓板21、滾柱20和配流盤22、23等組成，轉(zhuǎn)子16的中 心是固定的，定子15的中心可左右移動(dòng)；轉(zhuǎn)子16的寬度比定子15的寬度稍小，轉(zhuǎn)子16安 裝在定子15內(nèi)，葉片17的一端放入轉(zhuǎn)子16的葉片槽內(nèi)，另一端與定子15的內(nèi)表面接觸， 葉片17沿轉(zhuǎn)子16徑向安置；變量活塞13的活塞桿右端頭與定子15的外表面固定在一起， 變量活塞13的殼體是在殼體3上加工制成的，變量活塞13、變量油缸端蓋14和殼體3構(gòu) 成變量油缸，變量油缸端蓋13通過螺栓固定在殼體3上，變量活塞13的活塞桿可推動(dòng)定子 15左右移動(dòng)，改變轉(zhuǎn)子16與定子15的偏心距的大小和方向，從而使單作用變量部件2實(shí)現(xiàn) 變量；上端蓋18通過螺栓固定在殼體3上，上壓板19通過螺栓聯(lián)接在上端蓋18上，下壓板 21與定子15的外表面配合接觸，滾柱20安裝在上壓板19和下壓板21之間，滾柱20與上 壓板19的下表面和下壓板21的上表面配合接觸，下壓板21可隨定子15左右移動(dòng)；配流盤 22、23安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上，并緊壓在定子15的左右兩個(gè)側(cè)面上；由旋轉(zhuǎn)軸5帶動(dòng)轉(zhuǎn)子16旋 轉(zhuǎn)，輸出壓力油。 如圖4所示，所述的一種單作用葉片式液壓變壓器的單作用定量部件1與定量單 作用葉片馬達(dá)的結(jié)構(gòu)、功能相似，可以看作為一個(gè)定量單作用葉片馬達(dá)；所述的一種單作用 葉片式液壓變壓器的單作用變量部件2與單作用葉片式二次元件的結(jié)構(gòu)、功能相似，單作 用變量部件2可以看作為一個(gè)單作用葉片式二次元件；于是，所述的一種單作用葉片式液 壓變壓器可以看作是由定量馬達(dá)和二次元件同軸剛性聯(lián)接而成的，單作用定量部件1的上 油口為一種單作用葉片式液壓變壓器的進(jìn)油口 M，進(jìn)油口 M與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓油路連 接，單作用變量部件2的上油口為一種單作用葉片式液壓變壓器的出油口 N，出油口 N與負(fù) 載端連接，進(jìn)油口 M與出油口 N大小相同，單作用定量部件1的下油口與單作用變量部件2 的下油口連接在一起，成為一種單作用葉片式液壓變壓器一個(gè)油口 O，油口 0與油箱連接， 油口 0 —方面向液壓變壓器補(bǔ)充油液，另一方面將多余的油液和液壓變壓器內(nèi)泄漏產(chǎn)生的 油液流回油箱，油口 0大于進(jìn)油口 M與出油口 N。 如圖5所示，在恒壓網(wǎng)絡(luò)壓力Pl的作用下，單作用定量部件1產(chǎn)生的主動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 K =,(A-/70) 單作用變量部件2產(chǎn)生的阻力轉(zhuǎn)矩為& =-》(P2 - A)) 式中Vp V2是單作用定量部件1、單作用變量部件2的排量，Pl、 p2是液壓變壓器 進(jìn)、出油口處的壓力，p。是油箱處的壓力，通常P。 = 0。 忽略單作用定量部件1與單作用變量部件2之間的摩擦阻力矩，當(dāng)1\+T2 = 0時(shí)，
液壓變壓器處于平衡狀態(tài)，此時(shí)液壓變壓器進(jìn)、出油口之間的壓力比為<formula>formula see original document page 6</formula> 式中A為變壓比。 由以上推導(dǎo)可以看出，變壓比是液壓變壓器進(jìn)、出口壓力的比值，它也等于相應(yīng)排 量的反比。這里壓力Pl是恒壓網(wǎng)絡(luò)的壓力，它為定值，而壓力P2取決定于負(fù)載，因此所述的 一種單作用葉片式液壓變壓器的變壓實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)排量V乂^的值，由于單作用定量部件1 的排量^是一個(gè)固定值，所以工作中是通過調(diào)節(jié)單作用變量部件2的排量V2來滿足負(fù)載變 化的需要。 所述的一種單作用葉片式液壓變壓器不工作時(shí)，單作用定量部件1與單作用變量 部件2的轉(zhuǎn)子均靜止不動(dòng)，變壓器輸出流量為零，單作用變量部件2的定子可處在除初始位 置(即零點(diǎn)，此時(shí)，轉(zhuǎn)子16的中心與定子15的中心重合，偏心距為零)外的任一位置。 所述的一種單作用葉片式液壓變壓器工作時(shí)，為適應(yīng)負(fù)載的變化，在變量油缸的 作用下，單作用變量部件2的定子15向左或向右移動(dòng)，轉(zhuǎn)子16與定子15的偏心距的大小 和方向不斷變化，單作用變量部件2的排量V2也不斷變化，由公式(1)可知，變壓比A就 隨之改變，實(shí)現(xiàn)變壓，滿足負(fù)載變化的需要。 所述的一種單作用葉片式液壓變壓器的單作用變量部件2的轉(zhuǎn)子16與定子15的 偏心距的大小和方向由變量活塞的位移決定，變量活塞的位移可由電液伺服(比例)閥和 位置傳感器控制。工作中，由位置傳感器檢測(cè)變量活塞的位移，反饋給控制器，由控制器發(fā) 出指令給電液伺服(比例)閥，調(diào)節(jié)變量活塞的位移(大小和方向)。
權(quán)利要求一種單作用葉片式液壓變壓器包括單作用定量部件(1)、單作用變量部件(2)、殼體(3)、右端蓋(4)、旋轉(zhuǎn)軸(5)、左端蓋(6)；其特征在于，單作用定量部件(1)與單作用變量部件(2)共用同一根旋轉(zhuǎn)軸(5)，旋轉(zhuǎn)軸(5)左右兩端通過滑動(dòng)軸承安裝在左端蓋(6)、右端蓋(4)上，單作用定量部件(1)的轉(zhuǎn)子(8)與旋轉(zhuǎn)軸(5)的左半軸通過平鍵配合聯(lián)接，單作用變量部件(2)的轉(zhuǎn)子(16)與旋轉(zhuǎn)軸(5)的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接，單作用定量部件(1)與單作用變量部件(2)安裝在同一個(gè)殼體(3)內(nèi)，右端蓋(4)、左端蓋(6)通過螺栓固定在殼體(3)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，單作用定量部 件(1)包括旋轉(zhuǎn)軸(5)、楔形板(7)、轉(zhuǎn)子(S)、定子(10)、葉片(9)和配流盤(11、12);轉(zhuǎn) 子(8)的中心與定子(10)的中心都是固定的，轉(zhuǎn)子(8)的中心與定子(10)的中心不重合， 有一定的偏心距，楔形板(7)左側(cè)面與殼體(3)內(nèi)表面配合接觸，楔形板(7)右側(cè)面與定 子(10)外表面配合接觸，轉(zhuǎn)子(8)的寬度也比定子(10)的寬度稍小，轉(zhuǎn)子(8)安裝在定子 (10)內(nèi)，葉片(9)的一端放入轉(zhuǎn)子(8)的葉片槽內(nèi)，另一端與定子(10)的內(nèi)表面接觸，葉 片(9)沿轉(zhuǎn)子(8)徑向安置，配流盤(11、12)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(5)上，并緊壓在定子(10)的 左右兩個(gè)側(cè)面上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種單作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，單作用變量 部件(2)包括旋轉(zhuǎn)軸(5)、轉(zhuǎn)子(16)、定子(15)、葉片(17)、變量活塞(13)、變量油缸端蓋(14) 、上端蓋(18)、上壓板(19)、下壓板(21)、滾柱(20)和配流盤(22、23);轉(zhuǎn)子(16)的中 心是固定的，定子(15)的中心可左右移動(dòng)，轉(zhuǎn)子(16)的寬度比定子(15)的寬度稍小，轉(zhuǎn)子 (16)安裝在定子(15)內(nèi)，葉片(17)的一端放入轉(zhuǎn)子(16)的葉片槽內(nèi)，另一端與定子(15) 的內(nèi)表面接觸，葉片(17)沿轉(zhuǎn)子(16)徑向安置，變量活塞(13)的活塞桿右端頭與定子(15) 的外表面固定在一起，變量活塞(13)的殼體是在殼體(3)上加工制成的，變量油缸端 蓋(14)通過螺栓固定在殼體(3)上，上端蓋(18)通過螺栓固定在殼體(3)上，上壓板(19) 通過螺栓聯(lián)接在上端蓋(18)上，下壓板(21)與定子(15)的外表面配合接觸，滾柱(20)安 裝在上壓板(19)和下壓板(21)之間，滾柱(20)與上壓板(19)的下表面和下壓板(21)的 上表面配合接觸，配流盤(22、23)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(5)上，并緊壓在定子(15)的左右兩個(gè)側(cè) 面上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，單作用定量部 件(1)的上油口為一種單作用葉片式液壓變壓器的進(jìn)油口 (M)，進(jìn)油口 (M)與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 的高壓油路連接，單作用變量部件(2)的上油口為一種單作用葉片式液壓變壓器的出油口 (N)，出油口 (N)與負(fù)載端連接，進(jìn)油口 (M)與出油口 (N)大小相同，單作用定量部件(1)的 下油口與單作用變量部件(2)的下油口連接在一起，成為一種單作用葉片式液壓變壓器一 個(gè)油口 (O)，油口 (0)與油箱連接，油口 (0)大于進(jìn)油口 (M)與出油口 (N)。
專利摘要一種單作用葉片式液壓變壓器包括單作用定量部件、單作用變量部件、殼體、右端蓋、旋轉(zhuǎn)軸、左端蓋等，其特征在于，單作用定量部件與單作用變量部件共用同一根旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸左右兩端通過滑動(dòng)軸承安裝在左、右端蓋上，單作用定量部件的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸的左半軸通過平鍵配合聯(lián)接，單作用變量部件的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接，單作用定量部件與單作用變量部件安裝在同一個(gè)殼體內(nèi)，右端蓋、左端蓋通過螺栓固定在殼體上。本實(shí)用新型的有益效果是能以無節(jié)流損失的方式將恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)壓力調(diào)整為負(fù)載壓力變化范圍內(nèi)的任一值，可應(yīng)用于低壓液壓系統(tǒng)中，以擴(kuò)大液壓變壓器的應(yīng)用范圍，豐富液壓變壓器的品種，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，控制性能好。
文檔編號(hào)F15B3/00GK201448302SQ20092002897
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者孔祥臻, 戴汝泉, 臧發(fā)業(yè), 鄭澈, 陳勇 申請(qǐng)人:山東交通學(xué)院