一种斜盘式柱塞泵的缸体自冷却结构制造技术

本发明专利技术涉及一种斜盘式柱塞泵的缸体自冷却结构，包括缸体和配流盘，缸体前端面上开设有柱塞腔，缸体后端面上开设与柱塞腔相通的腰形孔，缸体后端面紧贴有配流盘，缸体上开设有轴向冷却油道，缸体周侧开设有将轴向冷却油道与缸体外周面连通的径向冷却油道，缸体后端面开设有将轴向冷却油道与缸体后端面连通的配流冷却油道，配流盘同一端面的两侧上开设有弧形通孔状的低压吸油区和高压排油区，低压吸油区和高压排油区之间开设有油槽，柱塞腔通过腰形孔与低压吸油区和高压排油区相连通，本发明专利技术通过缸体旋转离心力及缸体外周面的压差作用，有效提升冷却效率，开设特有的配流盘油槽和缸体冷却油道，进一步提升冷却效率与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种斜盘式柱塞泵的缸体自冷却结构
本专利技术是涉及一种斜盘式柱塞泵的缸体自冷却结构，尤其是涉及一种适用于高速旋转状态下可实现缸体自冷却的斜盘式柱塞泵。
技术介绍
斜盘式柱塞泵因其具有结构紧凑、功率密度比大、高压高效、变量方式灵活等优点，被广泛应用于航空航天、石油化工、工程机械和船舶工业等领域中。当前，伴随轴向柱塞泵的高压化发展，斜盘式轴向柱塞泵的三个主要摩擦副（柱塞副、配流副和滑靴副）产生的热量进一步增大，其工作热量积累将增大摩擦副产生胶着等破坏，由此将大幅降低泵的使用寿命。对柱塞副而言，活塞在缸体中的往复运动使滑动面发热，而滑动面的发热量取决于活塞与缸体的接触压力。与低转速下相比，高速旋转下柱塞所受离心力增大，活塞与缸体的接触压力增大，滑动面上的发热量也随之增大。同时，由于活塞紧靠在缸体径向外侧，使其外侧间隙宽度变小，外侧间隙中的工作油流动阻力显著增加，更不容易带走此处产生的热量。随之，此处工作油液局部持续升温，超过工作油的转变温度时，工作油的润滑性能下降，滑动面发热量将进一步增大，在此恶性循环下柱塞与缸体发生热胶着、卡死。因此，如何在高转速工况下对柱塞副进行冷却，对提升斜盘式柱塞泵对高速、高压工况的适应性具有重要意义。当前，针对摩擦副发热的冷却设计方案主要有：（1）采用增大柱塞与缸体的间隙或在柱塞表面开设凹槽的方法，提高柱塞与缸体间的进油量，以提升摩擦副的润滑性及冷却性能；（2）在缸体外周面增加散热翅片，以增大缸体与壳体间油液的热交换面积；（3）在缸体上开设冷却槽，利用泵壳体和缸体间的油液冷却缸体，以抑制摩擦副表面温度上升及间隙润滑的油温上升。上述方案可一定程度抑制柱塞副温升，但仍存在以下不足：（1）增大柱塞与缸体的间隙，对缸体径向外侧的冷却润滑作用有限。该方案增大了间隙泄漏量，降低泵了的效率，同时间隙的高压泄漏也会增加泵的发热。此外，高转速下柱塞受到较大离心力紧靠于缸体径向外侧，实际上柱塞与缸体径向外侧的间隙并不能有效增大。（2）缸体外周面增加散热翅片，加剧了缸体自身的搅动发热和旋转阻力。缸体外周面的凸凹不平，明显增加工作时缸体对壳体内油液的搅动强度，从而增大了泵的自搅发热，而搅动油液也同样会增大缸体旋转的阻力，这些不利因素会减低泵的性能。（3）缸体外周面开设冷却槽，降低了缸体的刚度。在高速、高压工况下，柱塞受到离心力和高压的作用增强，对缸体的接触压力增大，若缸体的刚度不足极易导致缸体变形，由此增大柱塞与柱塞腔的缝隙，并最终致使泵由于内泄漏量迅速增加。
技术实现思路
为可克服以上不足，本专利技术提供了一种斜盘式轴向柱塞泵的缸体自冷却结构，具有缸体自冷却功能，同时避免缸体相对配流盘转动时的闭死容腔问题，尤其适用于高速、高压的工况。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种斜盘式柱塞泵的缸体自冷却结构，包括缸体和配流盘，缸体前端面上开设有环形阵列分布的柱塞腔，缸体后端面上开设有弧形槽状且与柱塞腔相通的腰形孔，缸体后端面（9）紧贴有配流盘，所述的缸体上沿轴向开设有轴向冷却油道，缸体周侧沿周向开设有将轴向冷却油道与缸体外周面连通的径向冷却油道，缸体后端面开设有将轴向冷却油道与缸体后端面连通的配流冷却油道，所述配流盘同一端面的两侧上开设有弧形通孔状的低压吸油区和高压排油区，低压吸油区和高压排油区之间开设有油槽，柱塞腔通过腰形孔与低压吸油区和高压排油区相连通。进一步的，所述的轴向冷却油道的横截面为圆弧槽，所述圆弧槽与柱塞腔同心且弧度α为0~120度，轴向冷却油道在缸体前端面沿周向均匀分布，所述轴向冷却油道与柱塞腔之间的最小厚度h为柱塞腔直径D的0.01~0.5倍。进一步的，所述的径向冷却油道由缸体外周面沿缸体径向贯通至轴向冷却油道。进一步的，所述的配流冷却油道位于缸体后端面中心与对应的柱塞腔中心点连线的外侧。进一步的，所述的油槽为盲槽形式的L形油槽，其开设于低压吸油区和高压排油区中间且接近配流盘外端面的位置。进一步的，在缸体后端面以缸体中心为圆心、腰形孔中心为半径的圆上，所述的油槽与高压排油区弧长不小于腰形孔在该圆上的弧长。进一步的，所述的轴向冷却油道从缸体前端面沿柱塞腔向缸体内延伸，其深度为柱塞腔轴向长度的0.2~0.8倍。进一步的，在垂直于缸体轴向的截面上，所述的径向冷却油道对称轴OO1与轴向冷却油道对称轴OO2之间的夹角β为0~60度，夹角β的偏置方向与缸体旋转方向相反。进一步的，所述的径向冷却油道与缸体前端面的轴向距离为柱塞轴向长度的0.2~0.8倍。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过缸体旋转离心力及缸体外周面的压差作用，有效提升冷却效率。该方式引入缸体外的流体对缸体进行冷却，不增大柱塞与缸体之间的间隙，可抑制高速运转时柱塞和柱塞腔的滑动面温升，为提升柱塞泵的最高转速创造条件；在缸体内开设冷却结构，不破坏缸体周面的平滑度，缸体转动阻力小。该结构不破坏缸体周面的平滑度，可显著抑制油液搅动发热、油液流动方向性好。同时，所设计的优选结构考虑了缸体刚度的影响，结构稳定性强；开设特有的配流盘油槽和缸体冷却油道，进一步提升冷却效率与可靠性。利用柱塞腔运动到配流盘的高低压区切换间隙，实现强化冷却，并可有效防止柱塞腔的闭死，由此抑制柱塞腔在高低压区切换时可能产生的空化与冲击。附图说明图中：图1是本专利技术的内部结构示意图；图2是带有冷却结构的缸体前端面视图；图3是图2的A-A剖面视图；图4是带有冷却结构的缸体后端面视图；图5是配流盘油槽一种实施结构的示意图；图6是图5的实施结构工作时腰形孔由高压排油区向低压吸油区运动的示意图一；图7是图5的实施结构工作时腰形孔由高压排油区向低压吸油区运动的示意图二；图8是图5的实施结构腰形孔由高压排油区向低压吸油区过渡时的油液流动示意图；图9是配流盘油槽另一种实施结构的示意图；图10是图9的实施结构工作时腰形孔由高压排油区向低压吸油区运动的示意图一；图11是图9的实施结构工作时腰形孔由高压排油区向低压吸油区运动的示意图二；图12是图9的实施结构腰形孔由低压吸油区向高压排油区过渡时的油液流动示意图；图中：1-端盖，2-泵盖，3-前泵体，4-中泵体，5-传动轴，6-斜盘，7-底板，8-球形衬套，9-缸体，9A-缸体前端面，9B-缸体周面，9C-缸体后端面，10-配流盘，10A-低压吸油区，10B-高压排油区，11-滑靴，12-柱塞，12A-柱塞底面，13-缸体弹簧，14-斜盘控制器，15-滚珠轴承，16-滚针轴承，17-柱塞腔，17A-柱塞腔壁面，17B-柱塞腔壁面，18A-轴向冷却油道，18B-径向冷却油道，18C-配流冷却油道，19A、19B-L形油槽，20-腰形孔，21-预降压三角槽，22-预升压三角槽，23-预压孔，α-弧度α，β-夹角β，h-轴向冷却油道与柱塞腔之间的最小厚度h，D-柱塞腔直径D，OO1-径向冷却油道对称轴OO1，OO2-轴向冷却油道对称轴OO2。具体实施方式为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。图1示意性地表示了本专利技术实施方案的内部结构的示意图。具有缸体自冷却结构的斜盘式轴向柱塞泵由端盖1、泵盖2、前泵体3、中泵体4、传动轴5、斜盘6、底板7、球形衬套8、缸体9、配流盘10、滑靴11、柱塞12、缸体弹簧1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种斜盘式柱塞泵的缸体自冷却结构，包括缸体和配流盘，缸体前端面上开设有环形阵列分布的柱塞腔，缸体后端面上开设有弧形槽状且与柱塞腔相通的腰形孔，缸体后端面紧贴有配流盘，其特征在于：所述的缸体上沿轴向开设有轴向冷却油道，缸体周侧沿周向开设有将轴向冷却油道与缸体外周面连通的径向冷却油道，缸体后端面开设有将轴向冷却油道与缸体后端面连通的配流冷却油道，所述配流盘同一端面的两侧上开设有弧形通孔状的低压吸油区和高压排油区，低压吸油区和高压排油区之间开设有油槽，柱塞腔通过腰形孔与低压吸油区和高压排油区相连通。

【技术特征摘要】
1.一种斜盘式柱塞泵的缸体自冷却结构，包括缸体和配流盘，缸体前端面上开设有环形阵列分布的柱塞腔，缸体后端面上开设有弧形槽状且与柱塞腔相通的腰形孔，缸体后端面紧贴有配流盘，其特征在于：所述的缸体上沿轴向开设有轴向冷却油道，缸体周侧沿周向开设有将轴向冷却油道与缸体外周面连通的径向冷却油道，缸体后端面开设有将轴向冷却油道与缸体后端面连通的配流冷却油道，所述配流盘同一端面的两侧上开设有弧形通孔状的低压吸油区和高压排油区，低压吸油区和高压排油区之间开设有油槽，柱塞腔通过腰形孔与低压吸油区和高压排油区相连通，油槽使腰形孔在离开高压排油区后与油槽的一端接通，同时配流冷却油道与油槽的另一端连通，腰形孔与缸体外围连通，此时处于柱塞腔内闭死压缩的油液排出到缸体外围，最终流回油箱内。2.根据权利要求1所述的一种斜盘式柱塞泵的缸体自冷却结构，其特征在于：所述的轴向冷却油道的横截面为圆弧槽，所述圆弧槽与柱塞腔同心且弧度α为0~120度，轴向冷却油道在缸体前端面沿周向均匀分布，所述轴向冷却油道与柱塞腔之间的最小厚度h为柱塞腔直径D的0.01~0.5倍。3.根据权利要求1所述的一种斜盘式柱塞泵的缸体自冷却结构，其特征在于：所述的径向冷却油道由缸体外...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晖，梁红星，肖天丽，王健，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35