專利名稱:徑向力平衡式單作用變量葉片泵的制作方法
本發(fā)明為一種單作用可變?nèi)萘啃腿~片式液壓泵。特別是一種徑向液壓力可平衡的變量葉片泵。
單作用可變?nèi)萘啃腿~片泵，由于其流量和壓力可隨液壓系統(tǒng)負(fù)載的不同而變化并且具有流量和壓力脈動率小、噪音較小等優(yōu)點，目前廣泛使用于要求傳動平穩(wěn)的各種液壓系統(tǒng)中。但是，可變流量型單作用葉片泵，由于軸承所受徑向液壓載荷很大，使得泵的壽命大大縮短，機械噪音增加并且影響進一步提高其工作壓力。因此，如何設(shè)法使徑向液壓力平衡的雙作用定量葉片泵成為可變?nèi)萘啃偷幕蛘呤箚巫饔米兞咳~片泵的徑向液壓力平衡，一直是許多人力圖解決的課題。但迄今為止，盡管在這方面的研究有不少專利發(fā)表，而事實上，還沒有任何國家生產(chǎn)出已投入實用的徑向力平衡的可變?nèi)萘啃腿~片泵。
本發(fā)明的目的旨在提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、軸承所受徑向力又可完全平衡的單作用可變?nèi)萘啃腿~片泵。
發(fā)明的意圖是這樣實現(xiàn)的將一根傳動軸、三組厚薄不同的轉(zhuǎn)子、葉片、定子和四塊配流盤、兩塊側(cè)板、兩個配流盤座及三副變量機構(gòu)安置于一個泵體內(nèi)?；蛘哒f，將幾何尺寸為一大兩小的三個單作用變量葉片泵的主要零件放置于一個泵體內(nèi)，構(gòu)成一個特殊的同軸三聯(lián)變量泵。這里的關(guān)鍵在于兩個小泵B2、B2′所受的徑向液壓力F2等于F2′且其矢量和與大泵所受的徑向液壓力F1等值反向;兩個小泵的主要零件對稱安置于大泵的兩側(cè)，且小泵定子相對于軸線的偏心方向與大泵定子相對于軸線的偏心反向一百八十度;兩個小泵的變量機構(gòu)也與大泵的對稱反向安置。此外，要求泵體相應(yīng)地可安裝幾何尺寸為一大兩小的三個葉片泵的主要零件及三副變量機構(gòu)。這樣，當(dāng)傳動軸驅(qū)動三個轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，兩個小泵的高壓排油口與低壓進油口位置恰好與大泵的反向一百八十度，同時由兩個小泵排油區(qū)產(chǎn)生的徑向液壓載荷正好同大泵排油區(qū)產(chǎn)生的徑向液壓載荷大小相等，方向相反，從而實現(xiàn)了軸承所受徑向液壓載荷的完全平衡。由于三個泵的吸、排油口始終分別相通，所以不管三個泵的變量機構(gòu)的限位螺釘及調(diào)壓彈簧如何調(diào)整;系統(tǒng)壓力如何變化，都可保證軸承所受徑向載荷為零。
徑向液壓載荷的平衡原理如圖一所示。
本發(fā)明的特點是將幾何尺寸為一大兩小的三個單作用變量葉片泵的主要零件按一定方式安裝于一個泵體內(nèi)，利用四塊配流盤及兩個配流盤座來完成三個泵的配流并實現(xiàn)三個泵之間高、低壓油的油路導(dǎo)通。為保證泵的吸油性能，大泵為雙面配流方式，兩個小泵為單面配流。
在每個配流盤背面與配流盤座之間設(shè)置了密封式偏心壓力腔，配流盤可相對于配流盤座作足夠的軸間位移，以平衡由排油區(qū)產(chǎn)生的，作用于配流盤端面的非軸對稱軸向液壓推力和補償軸向間隙。
因為一塊配流盤座兩面分別與大泵的一塊配流盤和小泵的配流盤一起構(gòu)成兩個密封式偏心壓力腔，而大泵和小泵的吸、排油區(qū)均反向一百八十度，所以配流盤座兩面的兩個偏心壓力區(qū)的形心是分別位于軸線兩側(cè)的。
為溝通大泵和小泵之間的高、低壓油和增加過流面積，在配流盤座上分別設(shè)有兩條高壓油槽、兩條低壓油槽、一個高壓油軸向通孔和一個低壓油軸向通孔。
配流盤座和配流盤之間的密封式偏心壓力腔是這樣形成的即在配流盤座的兩面各有一凸出的偏心壓力區(qū)域〔X〕、〔X′〕，將其嵌入兩側(cè)配流盤相應(yīng)位置上凹下的部份〔Y〕、〔Y′〕，在兩者的配合處裝入O型密封圈〔15〕、〔16〕。
由于軸承所受載荷已經(jīng)平衡，葉片和定子間的間隙、配流盤和轉(zhuǎn)子間的間隙均可自動補償，故可認(rèn)為本發(fā)明已不存在足以引起泵性能下降的運動摩擦副，從而可保證泵的工作可靠性。與已有單作用變量葉片泵相比，既并不需要加工特別復(fù)雜的零件，又可從根本上解決徑向力不能平衡以及由此引起的壽命較短、機械噪音較大、工作壓力難以提高等問題，還可提高單位功率重量比，節(jié)省原材料。此外，如果采用兩個小泵的吸、排油區(qū)與大泵的吸、排油區(qū)有適當(dāng)相位差的安裝方式，可使流量脈動率大大減小。最后，如將三個泵的彈簧式變量機構(gòu)的彈簧力調(diào)得不同，便可得到多種典型的壓力-流量曲線。這一特性對于采用多聯(lián)定量泵的系統(tǒng)是十分有利的，可以節(jié)省一定數(shù)量的元件和減少安裝管道及安裝空間。
發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及工作原理由以下的實施例及其附圖二、附圖三、附圖四給出。
附圖二為根據(jù)本發(fā)明提出的徑向力平衡式單作用變量葉片泵結(jié)構(gòu)的主剖視圖，附圖三為附圖二中A-A剖面的剖視圖。
下面結(jié)合圖二、圖三、圖四詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的泵結(jié)構(gòu)及其工作原理。
當(dāng)傳動軸〔1〕驅(qū)動一大兩小三個轉(zhuǎn)子〔13〕、〔2〕、〔2′〕及葉片〔10〕、〔5〕、〔5′〕一起按一定方向旋轉(zhuǎn)時，低壓油通過設(shè)在泵體〔14〕上的進油口〔0〕、兩個配流盤座〔8〕、〔8′〕，四塊配流盤〔7〕、〔7′〕、〔9〕、〔9′〕以及設(shè)在配流盤座上的孔〔A〕、〔A′〕分別進入三個泵的吸油區(qū)。從三個泵排油區(qū)排出的高壓油則通過四塊配流盤及開在配流盤座上的通道孔〔B〕、〔B′〕進入高壓油流道，最后經(jīng)泵體上的排油口〔P〕排出。
在每個定子靠近彈簧的外圓處設(shè)置了限位塊〔12〕、〔6〕、〔6′〕，其作用是防止三個泵的彈簧力調(diào)得不一樣時，彈簧力較弱的泵在其它泵的輸出油液壓力下，由于定子的反向偏心而吸收其它泵排出的高壓油起液壓馬達(dá)作用從而改變其工作特性。當(dāng)然，也可根據(jù)需要而不設(shè)置限位塊。
下面結(jié)合圖四說明油的導(dǎo)通及軸向液壓反推力的平衡和軸向間隙的補償情況。考慮到對稱性，僅以圖二中右半部份說明之。
圖四中的(a)、(b)、(c)分別代表配流盤〔7′〕、配流盤座〔8′〕、配流盤〔9′〕的主剖視圖和左、右視圖。這些圖均相對于圖二剖視平面旋轉(zhuǎn)了九十度。
先說明低壓油的導(dǎo)道情況當(dāng)泵工作時，低壓油從進油口〔0〕經(jīng)泵體上的軸向孔〔Aa〕(見圖三)分別進入配流盤座〔8〕、〔8′〕上的孔〔A〕，其中一部份經(jīng)配流盤〔7′〕上的〔A〕孔進入大泵吸油區(qū)及葉片根部油槽，同時經(jīng)由腰形槽〔
A〕至配流盤座〔8′〕上的通孔〔c〕、腰形槽〔
C〕，再經(jīng)由設(shè)在配流盤〔8′〕上的孔〔D〕進入小泵吸油區(qū)及葉片根部油槽，從而保證了大、小油泵的同時吸油。
大泵排出的高壓油，直接經(jīng)由孔〔B〕、設(shè)在泵體上的軸向孔〔Ba〕至排油口〔P〕，而小泵排出的高壓油，先通過配流盤〔9′〕上的孔〔B′〕、開設(shè)在背壓區(qū)內(nèi)的腰形槽〔
D〕以及設(shè)在配流盤座〔8′〕上的通孔〔E〕，最后通過腰形槽〔
E〕、孔〔B〕及孔〔Ba〕流至排油口〔P〕。
四塊配流盤與兩個配流盤座組成的可作軸向位移的偏心圓密封式背壓腔室，是為了使由壓力腔產(chǎn)生的壓緊力作用中心與配流盤端面所受偏心軸向液壓推力中心盡量重合。調(diào)整偏心圓壓力腔的面積和方位，可使軸向偏心液壓反推力對配流盤產(chǎn)生的傾復(fù)力矩大大減小直至為零，并可補償可能引起泵容積效率下降的軸向間隙。
O型圈〔4〕、〔4′〕的主要作用之一是產(chǎn)生軸向預(yù)壓緊力，以消除配流盤與定子之間的初始軸向間隙，保證泵在剛起動時各配流盤端面與定子間的可靠接觸。
O型圈〔15〕、〔16〕的作用是保證由配流盤和配流盤座形成的偏心壓力腔同低壓油之間的密封。
權(quán)利要求
1.單作用變量葉片泵，特別是徑向液壓力可平衡的單作用變量葉片泵，該泵由泵體[14]、傳動軸[1]、三個轉(zhuǎn)子[13]、[2]、[2’]，三組葉片[10]、[5]、[5’]，三個定子[11]、[3]、[3’]，四塊配流盤[7]、[7’]、[9]、[9’]，兩塊側(cè)板[17]、[17’]及三組變量機構(gòu)等零件構(gòu)成，其特征在于a、三個幾何尺寸不同的變量葉片泵的主要零件，按一定的方式同軸安裝于一個泵體內(nèi)，構(gòu)成一個具有一個吸油口和一個排油口的三聯(lián)變量葉片泵。b、兩個小泵[B2]、[B2’]所受的徑向液壓力[F2]、[F2’]相等，且其矢量和與大泵[B1]所受的徑向液壓力[F1]等值反向。c、大泵的定子及變量機構(gòu)相對于軸的偏心方向與兩小泵的定子及變量機構(gòu)相對于軸的偏心方向反向180°。兩個小泵的主要零件對稱地分布于大泵的兩側(cè)，從而保證在任何情況下，由三個泵產(chǎn)生的徑向液壓力大小相等，方向相反，對軸承的合力及力矩均為零。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的泵，其特征在于由四塊配流盤和兩個配流盤座組成的四個密封式偏心背壓腔，可平衡各個配流盤端面產(chǎn)生的非軸對稱軸向液壓反推力和補償軸向間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的泵，其特征是使吸油口和排油口方向相反的一大兩小三個泵之間的高壓油和低壓油分別連通的油道，設(shè)置在兩個配流盤座和四塊配流盤上。在配流盤座的兩面，分別設(shè)有高壓油槽、低壓油槽和高壓油軸向通孔、低壓油軸向通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的泵，其特征是在三個定子靠近變量機構(gòu)的彈簧部位的外圓表面上安置有限位塊〔12〕、〔6〕、〔6′〕。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的泵，其特征是具有一個可安裝幾何尺寸為一大兩小三個變量泵的變量機構(gòu)的泵體〔14〕。泵體上只有一個吸油口和一個排油口。
專利摘要
徑向力平衡式單作用變量葉片泵，為一種葉片式液壓動力元件。
文檔編號F04C18/44GK86101465SQ86101465
公開日1987年9月23日 申請日期1986年3月10日
發(fā)明者杜長春 申請人:杜長春導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan