用于控制液压激振系统的交变配流泵技术方案

本发明专利技术公开了一种用于控制液压激振系统的交变配流泵，包括主电机，主电机的壳体与固定配流盘固定连接，主电机的输出轴与缸体驱动轴连接，缸体驱动轴沿轴向依次穿过固定配流盘和旋转配流盘，缸体驱动轴与柱塞缸体固定连接；配流伺服电机通过驱动配流主动齿轮使旋转配流盘旋转；固定配流盘的工作端面形成直径不同的内外两道环形槽；旋转配流盘上开设有两条截面为弧形的配流通道。激振系统采用具有双配流盘结构的交变配流泵对作动器进行驱动，利用旋转配流盘连续旋转直接输出交变液流，通过调节旋转配流盘转速来控制激振频率，通过改变主电机转速或斜盘角度来控制综合排量从而控制激振振幅。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种泵，具体涉及一种用于控制液压激振系统的交变配流泵。
技术介绍
液压激振系统因其较高的功率密度，在200Hz以内大驱动力加载方面具有得天独厚的优势，广泛应用于汽车、高铁列车、海洋装备等产业零部件的疲劳寿命、振动模拟等测试环节。传统的液压激振系统是由液压泵输出直流液流，再通过阀芯运动切换油口逆变为交流液流令作动器循环往复运动。其中由于伺服阀等处存在较大的节流和溢流损失，能量利用率低，对测试时间较长的疲劳振动加载来说，极大地增加了能耗成本。近年来，泵控直驱液压系统得到深入发展，减少了节流和溢流损耗，但交流输出需要通过驱动电机的换向来实现，因受电机性能的限制，加载频率有限，大幅延长了试验时间。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于控制液压激振系统的交变配流泵，它可以用于控制液压激振系统。为解决上述技术问题，本专利技术用于控制液压激振系统的交变配流泵的技术解决方案为: 包括主电机1，主电机I的壳体通过钟罩2与固定配流盘5固定连接，主电机I的输出轴通过联轴器3与缸体驱动轴10连接，缸体驱动轴10沿轴向依次穿过固定配流盘5和旋转配流盘6，缸体驱动轴10与柱塞缸体12固定连接；旋转配流盘6的后端面与固定配流盘5的前端面接触，旋转配流盘6的前端面与柱塞缸体12接触；旋转配流盘6的外圈形成外齿轮并与配流主动齿轮7相啮合；配流主动齿轮7连接配流伺服电机11的转子，配流伺服电机11通过驱动配流主动齿轮7使旋转配流盘6旋转；柱塞缸体12的前端沿周向分布有多个圆孔，每个圆孔中分别插有柱塞14 ;多个柱塞14能够沿柱塞缸体12的轴向移动；该多个柱塞14的前端设置斜盘15 ;斜盘15的旋转轴线与柱塞缸体12的轴线之间成一夹角，以使斜盘15的工作面与柱塞缸体12的端面之间成一夹角；工作时，各柱塞14在柱塞缸体12内液压油的作用下压紧在斜盘15的工作面上；固定配流盘5的工作端面形成直径不同的内外两道环形槽B、A ;两条环形槽沿轴向向内延伸，外环形槽A连接激振缸22的A腔，内环形槽B连接激振缸22的B腔；旋转配流盘6上开设有两条截面为弧形的配流通道1、II，内配流通道I与外配流通道II相对设置；内配流通道I的两端半径相同，内配流通道I的后端用于连通固定配流盘5的内环形槽B，内配流通道I的前端连通柱塞缸体12的部分柱塞圆孔；外配流通道II的后端半径大于前端半径，外配流通道II的后端用于连通固定配流盘5的外环形槽A，外配流通道II的前端连通柱塞缸体12的另一部分柱塞圆孔；外配流通道II的前端半径与内配流通道I的半径相同。所述主电机I通过缸体驱动轴10带动柱塞缸体12连续旋转，由于斜盘15的作用，迫使柱塞14在柱塞缸体12内作往复运动，从而形成相位固定的吸油区和排油区； 与此同时，配流伺服电机11通过驱动配流主动齿轮7使旋转配流盘6旋转，而与配流盘罩壳9的外壳固定连接的固定配流盘5保持不动，从而实现旋转配流盘6相对于固定配流盘5的旋转，以及旋转配流盘6相对于柱塞缸体12的旋转，使旋转配流盘6的两条配流通道1、II与柱塞缸体12的吸油区和排油区的接触面积发生变化； 旋转配流盘6的旋转角Φ=0°，旋转配流盘6的内配流通道I与柱塞缸体12吸油区和排油区的接触面积相同，旋转配流盘6的外配流通道II与柱塞缸体12吸油区和排油区的接触面积相同，即固定配流盘5的内环形槽B的输入流量和外环形槽A的输出流量为零；随着旋转配流盘6的旋转，交变配流泵的输入输出流量发生如下变化: 0° < Φ < 90°:旋转配流盘6的内配流通道I与柱塞缸体12的吸油区的接触面积以及旋转配流盘6的外配流通道II与柱塞缸体12的排油区的接触面积逐渐变大，则固定配流盘5的内环形槽B的输入流量和外环形槽A的输出流量同时变大； Φ=90°:固定配流盘5的内环形槽B的输入流量和外环形槽A的输出流量达到最大；90° < Φ < 180°:旋转配流盘6的内配流通道I与柱塞缸体12的吸油区的接触面积以及旋转配流盘6的外配流通道II与柱塞缸体12的排油区的接触面积逐渐变小，则固定配流盘5的内环形槽B的输入流量和外环形槽A的输出流量同时变小； Φ=180°:固定配流盘5的内环形槽B的输入流量和外环形槽A的输出流量减小到零；180° < Φ < 270°:旋转配流盘6的外配流通道II与柱塞缸体12的吸油区的接触面积以及旋转配流盘6的内配流通道I与柱塞缸体12的排油区的接触面积逐渐变大，则固定配流盘5的外环形槽A的输入流量和内环形槽B的输出流量同时变大； Φ=270°:固定配流盘5的外环形槽A的输入流量和内环形槽B的输出流量达到最大；270° < Φ < 360°:旋转配流盘6的外配流通道II与柱塞缸体12的吸油区的接触面积以及旋转配流盘6的内配流通道I与柱塞缸体12的排油区的接触面积逐渐变小，则固定配流盘5的外环形槽A的输入流量和内环形槽B的输出流量同时变小； Φ=360°:固定配流盘5的外环形槽A的输入流量和内环形槽B的输出流量减小到零；如此循环，交变配流泵的两油口就会形成流量和方向都交替变化的油液，从而驱动激振缸往复运动。通过控制器23输出信号改变所述旋转配流盘6的转速，激振缸22的往复频率随之变化；改变主电机I转速，则改变泵的输出流量，令激振缸22的激振幅值产生变化；或通过变量伺服电机21驱动变量丝杆20转动一定转角，就可使变量柱塞18移动，从而改变斜盘14的角度，从而改变泵排量，也可使激振缸22的激振振幅产生变化；通过控制器23测量激振缸22的实时位移和力，然后通过闭环控制，使激振缸22在所需的振幅和频率下工作。所述配流通道1、II的圆心角不大于180°。所述缸体驱动轴10通过驱动轴轴承4实现与固定配流盘5的活动连接，缸体驱动轴10能够相对于固定配流盘5旋转。所述固定配流盘5与配流盘罩壳9的外壳固定连接；配流盘罩壳9的内腔设置有旋转配流盘6，配流盘罩壳9通过配流盘轴承8支承旋转配流盘6。所述固定配流盘5的前端固定连接泵壳16，泵壳16的前端固定连接变量组件17 ;斜盘15通过其两侧的半圆耳轴支撑在变量组件17上。所述柱塞缸体12设置于栗冗16内，栗冗16通过缸体轴承13与柱塞缸体12活动连接。所述斜盘15的前端球头与变量柱塞18的端面槽口活动连接；变量柱塞18通过螺纹副沿轴向与变量丝杆19连接；变量丝杆19连接变量伺服电机21的转子轴；变量伺服电机21的外壳与变量塞盖20固定连接，变量塞盖20与变量组件17固定连接。本专利技术可以达到的技术效果是: 激振系统采用具有双配流盘结构的交变配流泵对作动器进行驱动，利用旋转配流盘连续旋转直接输出交变液流，通过调节旋转配流盘转速来控制激振频率，通过改变主电机转速或斜盘角度来控制综合排量从而控制激振振幅。【附图说明】下面结合附图和【具体实施当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制液压激振系统的交变配流泵，其特征在于：包括主电机，主电机的壳体与固定配流盘固定连接，主电机的输出轴与缸体驱动轴连接，缸体驱动轴沿轴向依次穿过固定配流盘和旋转配流盘，缸体驱动轴与柱塞缸体固定连接；旋转配流盘的后端面与固定配流盘的前端面接触，旋转配流盘的前端面与柱塞缸体接触；旋转配流盘的外圈形成外齿轮并与配流主动齿轮相啮合；配流主动齿轮连接配流伺服电机的转子，配流伺服电机通过驱动配流主动齿轮使旋转配流盘旋转；柱塞缸体的前端沿周向分布有多个圆孔，每个圆孔中分别插有柱塞；多个柱塞能够沿柱塞缸体的轴向移动；该多个柱塞的前端设置斜盘；斜盘的旋转轴线与柱塞缸体的轴线之间成一夹角，以使斜盘的工作面与柱塞缸体的端面之间成一夹角；工作时，各柱塞在柱塞缸体内液压油的作用下压紧在斜盘的工作面上；固定配流盘的工作端面形成直径不同的内外两道环形槽；两条环形槽沿轴向向内延伸，内环形槽连接激振缸的一腔，外环形槽连接激振缸的另一腔；旋转配流盘上开设有两条截面为弧形的配流通道，内配流通道与外配流通道相对设置；内配流通道的两端半径相同，内配流通道的后端用于连通固定配流盘的内环形槽，内配流通道的前端连通柱塞缸体的部分柱塞圆孔；外配流通道的后端半径大于前端半径，外配流通道的后端用于连通固定配流盘的外环形槽，外配流通道的前端连通柱塞缸体的另一部分柱塞圆孔；外配流通道的前端半径与内配流通道的半径相同。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王维锐，葛正，秦成林，陈俊锋，
申请(专利权)人：浙江大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33