智能型柱塞式液压泵的电动伺服变量机构制造技术

本实用新型专利技术一种应用于智能型柱塞式液压泵的电动伺服变量机构，主要用来驱动智能泵的变量斜盘，使其改变角度从而实现输出压力、流量满足负载变化，使负载压力、流量达到所得即所需。该设计主要由伺服电机、行星减速箱、法兰盘和相关附件组成。伺服电机与减速箱刚性连接后，法兰盘将减速器和泵体固定，输出轴与泵斜盘驱动轴端过盈配合连接。这样通过对伺服电机的控制就可以驱动斜盘转动。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及机载飞控作动系统
，具体是一种适用于智能型柱塞式液压泵的电动伺服变量机构。
技术介绍
液压泵源作为飞机液压能源系统的核心部件，主要用于给各不同液压用户提供能量，以实现对飞机飞行姿态和飞行轨迹的控制，是机载液压系统的关键部件。泵源中，泵与电机的结合方式主要有定量泵+定转速电机、定量泵+变转速电机、变量泵+定转速电机、变量泵+变转速电机四种。目前飞机液压系统中使用的都是变量泵+变转速电机/发动机的结合方式，其中的变量泵多为恒压变量泵，这种结合方式的优点是可以很好地满足各种飞机各种工况的压力、流量需求，可以为飞机的起飞、巡航、降落、姿态改变等各种负载变化的工作状况提供充足的压力和流量。但是，随着飞机在机动性能、生存能力和能量使用效率等方面要求的提高，对机载液压系统提出了高压化、大功率、变压力和系统压力、流量与负载匹配等方面的要求。高压、大功率的要求会使系统存在以下问题：高压化会严重增加泄漏和泄漏功率损失；高压化会引起管路振荡，特别是流固耦合振荡；大功率也会增加系统的无效功率，进而转化为热量，从而导致飞机液压系统温度剧增。温升除了导致介质老化外还会加剧沉淀物的聚集，影响液压系统的正常工作，也会使零件发生膨胀，可能造成作动失效或者控制失效，同时还影响飞机的续航时间。因此改善泵源的工作方式成为主要研究任务，必须采取一定的手段来降低功率损耗、提高飞机液压系统的能效，否则，提高液压系统压力所带来的系统重量、体积的减小将被散热问题所带来的油箱体积增加、散热部件增大所抵消。所以必须研究同时具备变压力和变流量能力的新型泵源，在此基础上提出了智能泵的思想。智能泵就是基于负载敏感原理，根据飞 机飞行包线的要求采用计算机控制技术，对油泵的输出压力和流量进行实时调节，使油泵的功率输出与负载匹配，在满足作动功能的前提下尽可能减少泵源系统的发热量。目前所研究的智能泵的变量机构大多采用液压伺服驱动，通过伺服阀控制一个变量油缸来驱动泵的变量斜盘改变角度实现变排量。变量机构的工作油液由系统直接提供或采用与变量泵同轴的一个小泵提供。这种方式技术上比较成熟，响应性能好，但附加的液压执行机构结构复杂，引入了精密的伺服阀环节，增加了系统故障率和对油液清洁度的要求。
技术实现思路
随着电动机技术的发展，伺服电动机的性能得到了较大提高，其输出功率及响应特性已能满足一些高需求场合的应用。针对上述变量机构存在的结构复杂，增加系统故障率的缺点，本技术设计了一种基于电动伺服变量机构的智能泵实现形式，以实现无级恒压、无级恒流量、无级恒功率控制，并匹配负载需求，提高功率使用效率。本技术采用的技术方案是：在柱塞式液压泵的斜盘驱动轴外接口端增加一个电动伺服变量机构，主要由伺服电机、行星减速箱、法兰盘和相关附件组成。伺服电机与减速箱刚性连接后，法兰盘将减速器和泵体固定，输出轴与泵斜盘驱动轴端过盈配合连接。这样通过对伺服电机控制就可以驱动斜盘转动。本技术的优点在于：该伺服变量机构能驱动智能泵机构里边的斜盘，使其改变角度从而实现输出压力、流量满足负载变化，使负载压力、流量达到所得即所需。而采用伺服电机作为动力源可以更好地实现斜盘位置的闭环控制；能够达到更好的平稳运行效果；伺服电机加减速的动态效果更佳。发热和噪音明显较之前变量机构方案降低。另外，该伺服变量装置结构简单、加工方便，易于实现。附图说明图1是本技术电动伺服变量机构的外形图；图2是图1的剖视图。图中，1：伺服电机，2：行星减速箱，3：法兰盘，4:螺栓A，5：螺栓B，6：弹簧垫片， 7：减速箱输出轴，8：泵体，9：斜盘。具体实施方式下面将结合附图对本技术作进一步的详细说明。本技术是一种适用于智能型柱塞式液压泵的电动伺服变量机构，如图1、图2所示。图2中，伺服电机1和行星减速箱2通过螺纹锁紧连接，行星减速箱2和法兰盘3通过四个螺栓A4连接固定，然后法兰盘3和泵体8通过四个螺栓B5压紧弹簧垫片6连接固定，所述法兰盘3的主要作用是将和电动伺服机构和泵体8固定起来。行星减速齿轮箱的输出轴7的D型末端与对应的斜盘驱动轴端的D型孔配合连接。通过轴将泵斜盘部分与泵体连接，当减速箱输出轴驱动斜盘9转动时，斜盘9可围绕其轴转动。这样通过电动伺服机构使泵斜盘改变角度从而实现输出压力、流量满足负载变化，使负载压力、流量达到所得即所需。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于智能型柱塞式液压泵的电动伺服变量机构，其特征在于：包括伺服电机、行星减速箱、法兰盘、螺栓A、螺栓B、弹簧垫片、减速箱输出轴、泵体和斜盘组成；主体为伺服电机和行星减速箱，两者刚性连接；行星减速箱、通过螺钉固定安装在法兰盘上；法兰盘通过螺钉固定安装在泵体上；力矩型输出端，输出轴作旋转运动；输出轴与泵斜盘驱动轴端过盈配合连接。

【技术特征摘要】
1.一种应用于智能型柱塞式液压泵的电动伺服变量机构，其特征在于：包括伺服电机、行星减速箱、法兰盘、螺栓A、螺栓B、弹簧垫片、减速箱输出轴、泵体和斜盘组成；主体为伺服电机和行星减速箱，两者刚性连接；行星减速箱、通过螺钉固定安装在法兰盘上；法兰盘通过螺钉固定安装在泵体上；力矩型输出端，输出轴作旋转运动；输出轴与泵斜盘驱动轴端过盈配合...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐海涛，刘士成，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：北京;11