轴向多组柱塞式液压变量泵或变速马达制造技术

轴向多组柱塞式液压变量泵或变速马达的特征是：在柱塞缸体的不同同心圆周上设置若干组柱塞孔及其柱塞（１０），每组柱塞的孔数为偶数、直径相同且均布在圆周上；每个柱塞具有顶底连通的油道，其顶部具有球铰与滑靴（１４）铰接；所述斜盘固定在端盖上，以固定的ｒ角倾斜，或通过其顶部浮动连接在双作用油缸的活塞上，以可变动的ｒ角倾斜；在柱塞缸体底部有配油盘（７）固定在壳体上，配油盘上具有与柱塞组数相同并分别与之对应连通的高压进油腰形窗孔（Ａ）和低压回油腰形窗孔（Ｂ）。能够实现有级或无级变量泵或变速马达。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液压传动机械领域，特别是一种轴向多组柱塞式液压变量泵或变速马达。现有的液压传动系统，无论是国内的还是国外的，通常采用的还是定速液压马达及定量液压泵，工作机械速度等的调节仍须采用传统笨重的液压(或液力等)传动机械等低效率高能耗传动方式来实现。有少数被采用的调速液压马达及变量液压泵，它们采用以下的方式来实现其调速或改变液流量的功能1.利用节流阀控制输入马达(或泵输出)的液流量从而达到调速(或变量)的目的，但此种调速(或变量)方式导致系统产生很高的噪音和大量的发热，因此，系统的工作效率十分低下。2.在同一轴上增加独立液压元件的排数，通过改变各排液压元件之间的串联或并联关系来改变液压马达或液压泵的排量进而达到变速或变量的目的。此外，就变量而言，也有将多个液压泵串联或并联以后来实现的。无论具体做法如何，此类方式的致命弱点是系统体积庞大、生产成本太高，而可供系统调速或变量的级数却很少。3.通过改变斜盘角度(r角)来改变马达或泵的排量从而实现液压传动系统的无级调速或无级变量，如96120894专利申请。此方式克服了前述两种方法的诸多不足如体积、成本、效率、噪音等问题，然而此调速或变量方式无法超越同时也是制约它在工程实践中大量应用的关键问题在于它所能提供给系统的调速或变量的范围非常狭窄，故而实际应用时，还必须辅助以其它传统的传动方式方能提供给工作机械必需的调速或变量范围，如此一来，其原有的优点似乎也就不复存在了。本专利技术的目的是提供一种在旋转柱塞缸体的不同圆周上设置数个柱塞孔及其柱塞，通过液压操控方式来控制不同圆周上相同或不同的直径的工作柱塞数，或同时通过控制调整斜盘倾角(r角)，达到有级或无变量或变速的轴向多组柱塞式液压变量泵或变速马达。本专利技术的上述目的是通过这样的技术方案实现的，即一种轴向多组柱塞式液压变量泵或马达，包括壳体、斜盘、转动柱塞缸体、端盖或双作用油缸、由柱塞缸体带动旋转的花键传动轴，其特征在于在柱塞缸体的不同同心圆周上设置若干组柱塞孔及其柱塞，每组柱塞的孔径相同且均布在圆周上，并且不同圆周上柱塞之间错位布置；每个柱塞具有顶底连通的油道，其顶部具有球铰与滑靴铰接，滑靴上套有压盘1；所述斜盘固定在端盖上，以固定的r角倾斜，或通过其顶部浮动连接在双作用油缸的活塞上，以可变动的r角倾斜；在柱塞缸体底部有配油盘固定在壳体上，配油盘上具有与柱塞组数相同并分别与之对应连通的高压进油腰形窗孔和低压回油腰形窗孔，每组柱塞所对应的高压进油腰形窗孔和低压回油腰形窗孔Y型阀控制。本专利技术的上述结构可以通过附图给出的实施例进一步说明。本专利技术有如下附图附图说明图1为本专利技术实施例1的轴向剖视图；图2为配油盘7的配流示意图；图3为柱塞缸体端面供油及柱塞分布示意图；图4为本专利技术实施例2的轴向剖视图；图5、6为柱塞组工作或不工作时油路连接示意图。参见附图1～3、5、6图1所示的实施例1为多级式轴向多组柱塞液压变速马达，包括壳体6、斜盘15、转动柱塞缸体8、端盖16、由柱塞缸体带动旋转的花键传动轴5，其特征在于在柱塞缸体的不同同心圆周上设置若干组柱塞孔及其柱塞10，每组柱塞的直径相同且均布在圆周上，并且不同圆周上柱塞之间错位布置；每个柱塞具有顶底连通的油道，其顶部具有球铰与滑靴14铰接，滑靴上套有压盘13；所述斜盘固定在端盖16上，以固定的r角倾斜；在柱塞缸体底部有配油盘7固定在壳体上，配油盘上具有与柱塞组数相同并分别与之对应和连通的高压进油腰形窗孔A和低压回油腰形窗孔B，每组柱塞所对应的高压进油腰形窗孔和低压回油腰形窗孔通过Y型阀控制。图1中的花键传动轴5的一端安装有轴套3，轴套通过轴承组4支承在壳体6上，轴套内的轴端面上安装有弹簧2和调整螺钉1，由其轴向调节，使柱塞缸体与配油盘7保持一定厚度的油膜接触；在本实施例中，传动轴5的另一端安装有由弹簧9支撑的钢球12，其上铰接有压盘13，用于保证柱塞的回程；滑靴14上套有压盘，在滑靴上设有小孔，通过弹簧9、钢球12及压盘13使其靠在斜盘上，保证滑靴14与斜盘15之间可保持一定厚度的油膜接触。；柱塞缸体在柱塞缸体另一端用轴承11支承在壳体内。附图1、4中的马达或泵设有三组且每组8个柱塞(柱塞的组数以及每组的个数可视需要而定，各组柱塞的直径可以相同也可以不同)。图2中的配油盘7与柱塞缸体8接触端面的示意图，图中I、II、III三组腰形供、回油带分别与图3中的D1、D2、D3等三组柱塞进出油孔相对应；A为高压油进油腰形窗孔，负责为柱塞供油；B为低压油回油腰形窗孔，负责为柱塞回油。A、B油窗间设有一宽度为E且不小于柱塞缸体8端部柱塞进出油口孔径D的隔离带，以确保进、回油腔不能连通。配油盘7固定在壳体6上，无相对于壳体的运动。I、II、III三组腰形供、回油道即高压进油腰形窗孔A、低压回油腰形窗孔B等的油路将通过在壳体内开设对应的孔洞再外接相应的油管来实现。图3中柱塞缸体8自外向内的三个不同直径的同心圆周上均对称分布有8个柱塞进出油孔。此外，图中的虚线表示出每组柱塞的直径是不同的，这种处理方式可以有效调整马达调速或油泵变量的级间差距。不难看出本专利技术的多级与无级变量泵或调速马达的主要区别在于使斜盘15的r角是否可调。如图4所示，斜盘r角的调节由双作用油缸完成。图中，图中双作用油缸包括指示杆16、活塞17和双作用油缸体18、其中斜盘15通过销子19与活塞17浮动连接，r角的改变即是靠活塞17带动销子19后完成的。本专利技术的有级或无级调速液压马达与有级或无级变量液压泵在结构上是可逆的，即上述结构可以直接用作泵。本专利技术的工作原理叙述如下如图1、图4所示，当配油盘7上的高压进油腰形窗孔A由外接油路提供高压工作油时，与之相对应的柱塞缸体8上的部分柱塞10在液压油的压力作用下外伸压向斜盘15，由于斜盘15具有一定的倾角r，所以，根据力学原理，斜盘15给柱塞10的反作用力必将产生一个沿柱塞缸体8的圆周方向的切向分力。由于斜盘15无法转动，该切向分力必然迫使柱塞10带动柱塞缸体8按切向分力所指的方向旋转(按图3的投影方向看应为顺时针旋转)，于是，力矩与转速通过花键传动轴5等输出。与此同时，由于柱塞缸体8的旋转，与配油盘的低压回油腰形窗孔B相对应的另一部分柱塞在斜盘的作用下向柱塞缸体内运动(收缩)，使柱塞腔的容积减小，腔内原来由高压进油腰形窗孔A注入的液压油便被挤出柱塞腔并通过低压回油腰形窗孔B及外接油路排回油箱。综上所述，只要不断地输入液压油，上述进油并导致旋转；旋转又导致排油的过程就会周而复始地循环下去，恒定的扭矩与转速便可通过花键传动轴等源源不断地向外输出了。当需要本液压马达有级变速时，只需要有选择地关闭I、II、III等三组供、回油腰形窗孔的油路并通过Y型控制阀连通相应的进、回油腔即可(参见附图5、6)。其具体的变速原理及动作过程如下如图1￣6中，假定系统供油的流量是不变的，并且本马达的初始工作状态为所有柱塞全部参与工作，这时马达输出的转速最低而扭矩最大，在此状态下，如果希望提高本马达的转速，可以通过外接控制油路将输入配油盘7中某组如D1圆周上腰形进油窗孔的工作液压油关闭，同时，仍通过外接控制油路将配油盘7中D1圆周上的腰形进油窗孔与回油油路连通(连通的目的在于当柱塞被压盘强制拉出时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向多组柱塞式液压变量泵或马达，包括壳体（６）、斜盘（１５）、转动柱塞缸体（８）、端盖（１６）或双作用油缸、由柱塞缸体带动旋转的花键传动轴（５），其特征在于：在柱塞缸体的不同同心圆周上设置若干组柱塞孔及其柱塞（１０），每组柱塞直径相同且均布在圆周上，并且不同圆周上柱塞之间错位布置；每个柱塞具有顶底连通的油道，其顶部具有球铰与滑靴（１４）铰接，滑靴上套有压盘（１３）；所述斜盘固定在端盖上，以固定的ｒ角倾斜，或通过其顶部浮动连接在双作用油缸的活塞上，以可变动的ｒ角倾斜；在柱塞缸体底部有配油盘（７）固定在壳体上，配油盘上具有与柱塞组数相同并分别与之对应连通的高压进油腰形窗孔（Ａ）和低压回油腰形窗孔（Ｂ），每组柱塞所对应的高压进油腰形窗孔和低压回油腰形窗孔通过Ｙ型阀控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李世六，吴立楷，
申请(专利权)人：李世六，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]