一种新型斜盘式轴向柱塞泵机械式变量机构及其控制方法技术

本发明专利技术专利属于柱塞泵技术领域，具体涉及一种新型斜盘式轴向柱塞泵机械式变量机构及其控制方法。包括斜盘式轴向柱塞泵及机械式变量机构两大组成机构；机械式变量机构包括传动轴、减速齿轮、盘类凸轮、凸轮推杆、滑块、斜盘，平键；斜盘式轴向柱塞泵包括斜盘、柱塞、缸体、配油盘、滑靴、传动轴等组成；机械式变量机构通过传动轴带动盘类凸轮，然后盘类凸轮通过推杆将所需达到的角度传递给斜盘，从而改变斜盘的倾角达到变量的目的，进而达到控制流量的目的。斜盘式轴向柱塞泵通过机械式变量机构对斜盘的控制，进而输出不同的流量；本发明专利技术专利设计出一种直接可以通过控制电机的角度来控制斜盘倾角的机械式变量机构，即角度直接到角度，其具有结构简单，工作平稳等优点。工作平稳等优点。工作平稳等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种新型斜盘式轴向柱塞泵机械式变量机构及其控制方法


[0001]本专利技术属于柱塞泵
，具体涉及一种新型斜盘式轴向柱塞泵机械式变量机构及其控制方法，尤其是对机械式变量机构设计，以达到精确控制目的。

技术介绍

[0002]目前柱塞泵最常用的变量机构为手动变量机构和伺服变量机构，都是利用设备输入相应的位移量，之后通过一定的结构，传递到斜盘使之倾角发生变化，从而达到控制柱塞泵流量可调的目的。但这些变量机构，大多数都是利用三角函数变换，实现位移到角度的转化，因此会有近似，即不能够通过输入量对斜盘倾角进行精确控制，导致输出的实际流量与期望值存在一定的误差。
[0003]为了克服上述结构中存在的问题，本专利技术的目的在于设计出一种直接可以通过控制电机的角度来控制斜盘倾角的机械式变量机构，即通过盘类凸轮将控制电机输入的角度转化成位移，然后将位移转化成斜盘的倾角，实现斜盘倾角的精确控制，其具有结构简单，工作平稳等优点。

技术实现思路

[0004]为解决上述
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出一种新型斜盘式轴向柱塞泵机械式变量机构及其控制方法，其解决的技术问题是现有的斜盘式轴向柱塞泵机械式变量机构无法精确控制斜盘角度，导致不能够通过输入量对斜盘倾角进行精确控制，导致输出的实际流量与期望值存在一定的误差。
[0005]为了解决上述存在的技术问题，本专利技术采用了以下方案：
[0006]一种新型斜盘式轴向柱塞泵机械式变量机构及其控制方法，包括传动轴、减速齿轮、盘类凸轮、凸轮推杆、、斜盘，平键；进一步，减速齿轮其可连接电机输出端或其他动力装置，用以传递原动机所带来的转速。
[0007]进一步，所述传动轴两侧均设有键槽用以和减速齿轮和盘类凸轮进行键连接；
[0008]进一步，所述减速齿轮、传动轴上均设有键槽，减速齿轮通过普通平键固定在传动轴一侧上，用来实现减速齿轮与传动轴之间的周向固定以传递转矩；
[0009]所述传动轴通过基座上方预留的光滑导孔穿过到另一侧，在这一侧传动轴和盘类凸轮也均设有键槽，二者通过平键相连接，用以传递周向固定以传递传动轴给予的转矩。
[0010]进一步，推杆，如图4所示，其特征在于外形是由半球体，圆柱体以及下方突出的一段光滑圆柱体所组成，与盘类凸轮与推杆相接触。
[0011]进一步，盘类凸轮，其作用是把凸轮运动传递给紧靠其的斜盘，用以达到角度控制角度的目的。
[0012]进一步，基座上有一段光滑的导轨，其作用是让推杆位移保持固定的线路即在滑道上往复运动传递转角。
[0013]进一步，其上方与推杆拉伸连接，下方与斜盘连接其目的是将推杆与斜盘固定。
[0014]进一步，斜盘，斜盘与柱塞上滑靴相接触，用以传递倾角。
[0015]进一步，平键，其键的两侧面为工作面，键的表面与传动轴，齿轮以及凸轮预留的键槽接触面间则留有间隙，平键同所述键槽侧面的挤压传递转矩。
[0016]进一步，盘类凸轮为了避免冲击，需要在凸轮的曲线的相交处加入过渡曲线，利用高斯曲线进行拟合，使传动尽量平稳。
[0017]一种新型斜盘式轴向柱塞泵机械式变量机构及其控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0018]步骤一，斜盘式轴向柱塞式液压泵是利用柱塞在缸体柱塞孔内作往复运动时,使密封工作容积的变化来实现吸油和排油进行工作的。
[0019]步骤二，在工作现场中根据实际需求改变柱塞泵流量，首先对机械式变量机构进行控制，电动机带动减速齿轮以传递转速，然后通过平键连接的传动轴将转矩传递给盘类凸轮，盘类凸轮将转矩转化为自身的圆周沿展开线，通过展开线的周长将将角度传递给推杆，最后推杆将角度传递给斜盘，以达到改变柱塞泵改变流量的目的；
[0020]步骤三，柱塞和缸体上的柱塞孔沿缸体轴向圆周均匀分布，以一个柱塞为例，随着输入轴的旋转，其带动缸体，缸体带动柱塞进行旋转；
[0021]步骤四，吸油工作时，即随着柱塞在缸体内自下而上回转的半周内(0～π)旋转，当柱塞旋转到配油盘的吸油区时，由于斜盘存在倾角，柱塞会在斜盘的作用下，柱塞会逐渐的伸出，使缸体柱塞孔的密封工作腔体积不断增加,产生局部真空,油液经配油盘上的腰形吸油窗口吸入，进行吸油；
[0022]步骤五，同理，排油工作时，即当柱塞旋转到配油盘的另外半周时，即排油区，柱塞自上而下回转的半周内(π～2π)逐渐缩回缸内,使密封工作腔的体积不断减小,即将油液从配油盘上的腰形排油窗口向外压出。将腔内的油排出，至此柱塞泵完成一个工作周期。当柱塞在其缸体每转一周,每个柱塞往复运动一次,完成一次吸油和压油。缸体在传动轴带动下连续回转,则柱塞不断地吸油和压油,将压力油连续不断地提供给液压系统；
[0023]步骤六，注意，当柱塞处于配油盘的吸油区与排油区的分界线之间时，要柱塞此刻既不吸油也不排油，否则会导致排油区的油流回吸油区内。
[0024]该一种新型斜盘式轴向柱塞泵机械式变量机构及其控制方法具有以下有益效果：
[0025]斜盘式轴向柱塞泵的变量控制形式，其本质都是实现对排量的控制，而排量的变化主要取决于缸体中心线与斜盘中心线之间的夹角。因此，轴向柱塞泵的变量控制主要取决于对夹角的进行精确控制。将轴向柱塞泵的输入转角通过一定的机械控制机构，进行精确的传动，反馈至斜盘的转动倾角，实现输入转角与斜盘倾角之间的转化，进而达到输入角度与斜盘倾角之间的控制，进而对斜盘倾角进行精确控制，这种机械控制系统的优点在于传动件简单，传动过程平稳，不需要使用各种控制阀就能达到流量的精确控制。
[0026]通过对斜盘式轴向柱塞泵的机械式变量机构进行设计，即通过盘类凸轮将控制电机输入的角度转化成位移，然后将位移转化成斜盘的倾角，实现斜盘倾角的精确控制。使斜盘式轴向柱塞泵的使用性能得到提升，为后续斜盘式轴向柱塞泵的设计提供一定的参考价值。
附图说明
[0027]附图示出了本专利技术的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本专利技术的原理，其中包括了这些附图以提供对本专利技术的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0028]图1为盘类凸轮展开图；
[0029]图2为高斯曲线拟合后的盘类凸轮立体图；
[0030]图3为机械式变量机构立体图；
[0031]图4为机械式变量机构正视图；
[0032]图5为机械式变量机构左视图；
[0033]图6为凸轮推杆立体图；
[0034]图7为盘类凸轮立体图；
[0035]图8为斜盘式轴向柱塞泵立体图；
[0036]图9为斜盘式轴向柱塞泵俯视图；
[0037]图10为斜盘式轴向柱塞泵正视图；
[0038]图11为斜盘式轴向柱塞泵左视图；
[0039]图12为斜盘式轴向柱塞泵的装配图；
[0040]图13为机械式变量机构的装配图。
[0041]附图标记说明：
[0042]传动轴；2
‑
减速齿轮；3
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型斜盘式轴向柱塞泵机械式变量机构及其控制方法,其特征是，通过机械控制机构将轴向柱塞泵的输入转角进行精确的传动，反馈至斜盘的转动倾角，实现输入转角与斜盘倾角之间的转化，进而对斜盘倾角进行精确控制，包括传动轴(1)、减速齿轮(2)、盘类凸轮(3)、凸轮推杆(5)、滑块(8)、斜盘(6)、平键(4、9)。2.所述减速齿轮其可连接电机输出端或其他动力装置，用以传递原动机所带来的转速。即减速齿轮(2)、传动轴(1)上均设有键槽，减速齿轮(2)通过普通平键(9)固定在传动轴一侧上，用来实现减速齿轮(2)与传动轴(1)之间的周向固定以传递转矩。3.所述传动轴(1)两侧均设有键槽用以和减速齿轮(2)、盘类凸轮(3)进行键连接；且传动轴(1)通过基座(7)上方预留的光滑导孔穿过到另一侧，在这一侧传动轴(1)和盘类凸轮(3)也均设有键槽，二者通过平键(4)相连接，用以传递周向固定以传递传动轴给予的转矩。4.所述凸轮推杆(5)，如图4所示，其特征在于外形是由半球体，圆柱体以及下方突出的一段光滑凸起圆柱体所组成，与盘类凸轮(3)和斜盘(6)相接触。5.所述盘类凸轮(3)，其作用是把凸轮运动传递给紧靠其的斜盘，用以达到角度控制角度的目的。6.所述基座(7)上有一段光滑的导轨，其作用是让推杆(5)保持固定的线路即在基座滑道上往复运动根本目的在于传递转角。7.所述滑块(8)，其内侧与推杆下方...

【专利技术属性】
技术研发人员：关红艳，杜喜哲，岳越强，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：发明
国别省市：