一种平面静压驱动结构及包含该结构的斜轴式柱塞泵或马达制造技术

本发明专利技术公开了一种平面静压驱动结构及包含该结构的斜轴式柱塞泵或马达，包括驱动主轴和驱动盘，所述驱动盘与驱动主轴连接一侧的端面上设置有与驱动主轴轴心垂直的静压支承平面，所述静压支承平面与壳体之间夹设有用于支承驱动盘的衬板，在所述驱动盘上设置有连通驱动盘上的柱塞支承球窝与静压支承平面的通油孔，所述通油孔将油液引入静压支承平面与衬板端面之间，使所述静压支承平面与衬板端面形成间隙配合的静压油膜支承，使液压力的轴向分力经由平面静压驱动结构传递至壳体。本发明专利技术能够将柱塞液压力的轴向分力转移至泵或马达的壳体上，大大减轻了轴承结构的轴向负荷，降低了轴承的技术要求，提高了斜轴式柱塞泵或马达的工作可靠性和工作寿命。

A planar hydrostatic driving structure and an oblique-axis piston pump or motor containing the structure

【技术实现步骤摘要】
一种平面静压驱动结构及包含该结构的斜轴式柱塞泵或马达
本专利技术属于液压传动和控制
，特别涉及一种平面静压驱动结构及包含该结构的斜轴式柱塞泵或马达。
技术介绍
轴向柱塞泵和马达是现代液压传动中使用最广的液压元件之一，其中无铰式斜轴泵或马达和滑履斜盘式轴向柱塞泵或马达是目前应用最广泛、也是最主要的两类轴向柱塞泵。这两种泵或马达目前还在竞争，各自都在不断地改进和发展。与滑履斜盘式轴向柱塞泵或马达相比，斜轴泵或马达具有如下优点：1、轴倾角较大，最大倾角可以达到40°，因此增大了排量，提高了功率质量比；2、柱塞的侧向力比斜盘式轴向柱塞泵中柱塞的侧向力小得多，因此由侧向力引起的偏磨和漏损较小；3、允许具有较高的转速，由于旋转件的质量较小和柱塞侧向力较小，斜轴式轴向柱塞泵允许较高的转速；4、自吸能力较好，由于球铰处可以较好地锚固，有利于柱塞的回程，斜轴式轴向柱塞泵允许在自吸工况或较低的进口压力下运转。但斜轴泵或马达也有其缺点：1、变量较为困难，由于采用摆动缸体或壳体方式实现变量，因此变量较为困难，变量响应时间也较慢；2、使用寿命较短，主要是受驱动主轴支承轴承的使用寿命影响，一般在2000～5000小时寿命，远小于滑履斜盘式轴向柱塞泵或马达的寿命（一般为5000～10000小时）。在斜轴泵或马达中，由于液压油的作用而产生的轴向和径向力全部由支承驱动主轴的轴承承受，因此驱动主轴支承轴承所受的负荷一般都很大。实践证明，斜轴泵或马达最为关键的薄弱环节之一是驱动主轴的支承轴承，其工作寿命直接影响斜轴泵本身的工作寿命。随着斜轴泵或马达的工作压力不断提高，其轴承结构不断地改进提高。如图1所示，在现有的斜轴泵或马达结构中，通常采用一对向心推力球轴承和一个向心球轴承或圆柱滚子轴承，其中一对向心推力球轴承承受柱塞液压力引起的全部轴向分力，柱塞液压力的径向分力由三个轴承共同承受。当然，也可采用一对圆锥滚子轴承取代向心推力球轴承，用一个圆锥滚子轴承代替原来的单个向心球轴承，这种支承结构的特点是圆锥滚子轴承比向心推力球轴承的额定动负荷高，提高了主轴承载能力。但圆锥滚子轴承的极限转速比向心推力球轴承低一些，故泵的转速将受到一定的限制。另外圆锥滚子轴承的容许倾斜角也比球轴承小得多。无论采用向心推力轴承还是圆锥滚子轴承，均存在以下技术难点：1、轴承由于承受较大的轴向和径向力作用，尤其是液压力的轴向分力对轴承的影响较大，因此，轴承经常会出现表面剥落、磨损、烧蚀、蠕变等问题，导致轴承失效，轴承寿命较短；2、由于采用重载大推力轴承，轴承技术要求较高，目前我国自行生产的轴承尚难以满足要求，价格也很高；3、加工精度要求高，包含轴承的加工精度、与轴承配合的主轴轴径、与骨架密封配合的轴径、轴承装配精度等要求较高；4、保证成对的向心推力轴承或圆锥滚子轴承均匀承受轴向荷载的难度较大；5、由于要承受较大的轴向和径向力，轴直径较大，与之配合的轴承径向尺寸也较大，因此泵或马达的尺寸偏大，价格偏高。目前，大多数提高轴向柱塞泵或马达使用寿命的技术方案都集中在如何改进轴承结构方面，但在轴承结构方面改进难度较大，较难有突破，也限制了斜轴泵或马达工作压力和速度的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够降低对轴承技术要求，提高工作可靠性，延长工作寿命的平面静压驱动结构及包含该结构的斜轴式柱塞泵或马达。本专利技术技术的技术方案实现方式：一种平面静压驱动结构，包括设置在壳体内部并经由轴承支承的驱动主轴以及与所述驱动主轴连接的驱动盘，其特征在于：所述驱动盘与驱动主轴连接一侧的端面上设置有与驱动主轴轴心垂直的静压支承平面，所述静压支承平面与所述壳体之间夹设有用于支承所述驱动盘的衬板，在所述驱动盘上设置有连通驱动盘上的柱塞支承球窝与静压支承平面的通油孔，所述通油孔将油液引入静压支承平面与衬板端面之间，使所述静压支承平面与衬板端面形成间隙配合的静压油膜支承，使液压力的轴向分力经由平面静压驱动结构传递至壳体。本专利技术所述的平面静压驱动结构，其所述驱动盘的静压支承平面上设有多个油室，所述多个油室以驱动主轴轴心为中心间隔地分布在静压支承平面上，每个油室底部与对应的柱塞支承球窝之间设置有通油孔，所述通油孔将油液引入所述油室，使所述静压支承平面与衬板端面形成间隙配合的静压油膜支承。本专利技术所述的平面静压驱动结构，其所述静压支承平面为驱动盘上、沿所述驱动主轴轴心向驱动主轴一侧延伸的凸台面，所述凸台面上设有多个油室，所述多个油室以驱动主轴轴心为中心间隔地分布在所述凸台面上，所述通油孔将油液引入所述油室，使所述凸台面与衬板端面形成间隙配合的静压油膜支承。本专利技术所述的平面静压驱动结构，其在所述凸台面上设置有用于密封油液的密封部，所述密封部包括设置在油室径向内外侧的内密封部和外密封部，以及设置在相邻油室之间的间隔密封部。本专利技术所述的平面静压驱动结构，其在所述驱动盘的凸台面外周设置有多个辅助支承面，所述辅助支承面之间设置有泄油槽，所述辅助支承面与所述外密封部之间设置有环形的泄油槽，所述泄油槽之间相互连通。本专利技术所述的平面静压驱动结构，其所述通油孔或柱塞中心孔上设置成阻尼孔或设置有阻尼器，所述阻尼孔或阻尼器能够使油室的油压随外荷载变化而变化，以形成带油膜压力反馈的静压支承。本专利技术所述的平面静压驱动结构，其在所述驱动盘上设置有至少一个贯通所述驱动盘两端的卸油孔，所述卸油孔将驱动盘两侧相对密闭的第一空腔和第二空腔连通，且用于将被所述驱动盘阻隔封闭在第一空腔内的油液引至缸体一侧的第二空腔内，以保证第一空腔内处于合理的油压。本专利技术所述的平面静压驱动结构，其所述衬板靠近驱动盘一侧的端面上设置有至少一个高压油室，所述高压油室经由通油孔与对应的高压油侧的柱塞孔间歇地连通，所述通油孔将油液引入高压油室；或者，所述衬板靠近驱动盘一侧的端面上设置有至少一个高压油室和低压油室，所述高压油室和低压油室分别经由通油孔与对应的高压油侧和低压油侧的柱塞孔间歇地连通，所述通油孔将油液分别引入高压油室和低压油室。本专利技术所述的平面静压驱动结构，其所述高压油室和/或低压油室沿径向的截面呈腰形形状，所述高压油室和/或低压油室被经驱动主轴轴心和中心轴轴心的平面分割成两侧，所述高压油室和/或低压油室相对于平面对称或不对称分布，在所述高压油室和/或低压油室的内外周设置有密封部，所述密封部包含设置在油室径向内外侧的衬板内密封部和衬板外密封部，以及设置在高压油室和/或低压油室之间的衬板间隔密封部。一种包含有上述平面静压驱动结构的斜轴式柱塞泵或马达，包括壳体、柱塞、配流盘、轴承、缸体和中心轴，所述驱动主轴轴心与所述中心轴轴心呈一定角度，所述驱动主轴一端设置在所述壳体内部且经由轴承支承于所述壳体，所述驱动主轴能够绕自身轴心旋转，所述驱动主轴与驱动盘同轴连接，所述缸体经由中心轴支承并与配流盘抵接的方式绕自身轴心旋转，所述驱动盘朝向缸体一侧的端面上设置有多个柱塞支承球窝和一个中心轴支承球窝，所述柱塞支承球窝和中心轴支承球窝分别与柱塞球头和中心轴球头以能够相对驱动主轴轴心倾动的状态滑动配合连接，其特征在于：所述平面静压驱动结构使来自柱塞一侧的液压力的轴向分力通过所述驱动盘支承并传递至柱塞泵或马达的壳体。本专利技术所述的斜轴式柱塞泵或马达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平面静压驱动结构，包括设置在壳体（30）内部并经由轴承（20）支承的驱动主轴（10）以及与所述驱动主轴（10）连接的驱动盘（50），其特征在于：所述驱动盘（50）与驱动主轴（10）连接一侧的端面上设置有与驱动主轴轴心（10C）垂直的静压支承平面（50a），所述静压支承平面（50a）与所述壳体（30）之间夹设有用于支承所述驱动盘（50）的衬板（40），在所述驱动盘（50）上设置有连通驱动盘（50）上的柱塞支承球窝（58）与静压支承平面（50a）的通油孔（53），所述通油孔（53）将油液引入静压支承平面（50a）与衬板（40）端面之间，使所述静压支承平面（50a）与衬板（40）端面形成间隙配合的静压油膜支承，使液压力的轴向分力经由平面静压驱动结构传递至壳体（30）。

【技术特征摘要】
1.一种平面静压驱动结构，包括设置在壳体（30）内部并经由轴承（20）支承的驱动主轴（10）以及与所述驱动主轴（10）连接的驱动盘（50），其特征在于：所述驱动盘（50）与驱动主轴（10）连接一侧的端面上设置有与驱动主轴轴心（10C）垂直的静压支承平面（50a），所述静压支承平面（50a）与所述壳体（30）之间夹设有用于支承所述驱动盘（50）的衬板（40），在所述驱动盘（50）上设置有连通驱动盘（50）上的柱塞支承球窝（58）与静压支承平面（50a）的通油孔（53），所述通油孔（53）将油液引入静压支承平面（50a）与衬板（40）端面之间，使所述静压支承平面（50a）与衬板（40）端面形成间隙配合的静压油膜支承，使液压力的轴向分力经由平面静压驱动结构传递至壳体（30）。2.根据权利要求1所述的平面静压驱动结构，其特征在于：所述驱动盘（50）的静压支承平面（50a）上设有多个油室（52），所述多个油室（52）以驱动主轴轴心（10C）为中心间隔地分布在静压支承平面（50a）上，每个油室（52）底部与对应的柱塞支承球窝（58）之间设置有通油孔（53），所述通油孔（53）将油液引入所述油室（52），使所述静压支承平面（50a）与衬板（40）端面形成间隙配合的静压油膜支承。3.根据权利要求2所述的平面静压驱动结构，其特征在于：所述静压支承平面（50a）为驱动盘（50）上、沿所述驱动主轴轴心（10C）向驱动主轴一侧延伸的凸台面（51），所述凸台面（51）上设有多个油室（52），所述多个油室（52）以驱动主轴轴心（10C）为中心间隔地分布在所述凸台面（51）上，所述通油孔（53）将油液引入所述油室（52），使所述凸台面（51）与衬板（40）端面形成间隙配合的静压油膜支承。4.根据权利要求3所述的平面静压驱动结构，其特征在于：在所述凸台面（51）上设置有用于密封油液的密封部，所述密封部包括设置在油室（52）径向内外侧的内密封部（55）和外密封部（54），以及设置在相邻油室（52）之间的间隔密封部（56）。5.根据权利要求4所述的平面静压驱动结构，其特征在于：在所述驱动盘（50）的凸台面（51）外周设置有多个辅助支承面（510），所述辅助支承面（510）之间设置有径向泄油槽（511），所述辅助支承面（510）与所述外密封部（54）之间设置有环形泄油槽（512），所述径向泄油槽（511）与环形泄油槽（512）之间相互连通。6.根据权利要求2所述的平面静压驱动结构，其特征在于：所述通油孔（53）或柱塞中心孔（72）设置成阻尼孔或设置有阻尼器，所述阻尼孔或阻尼器能够使油室（52）的油压随外荷载变化而变化，以形成带油膜压力反馈的静压支承。7.根据权利要求1所述的平面静压驱动结构，其特征在于：在所述驱动盘（50）上设置有至少一个贯通所述驱动盘（50）两端的卸油孔（57），所述卸油孔（57）将驱动盘（50）两侧相对密闭的第一空腔（33）和第二空腔（34）连通，且用于将被所述驱动盘（50）阻隔封闭在第一空腔（33）内的油液引至缸体一侧的第二空腔（34）内，以保证第一空腔（33）内处于合理的油压。8.根据权利要求1所述的平面静压驱动结构，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟彪，
申请(专利权)人：钟彪，
类型：发明
国别省市：四川,51