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带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵制造技术

技术编号:39978253 阅读:7 留言:0更新日期:2024-01-09 01:19
本发明专利技术公开了一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,预升压/预降压降噪容腔设置在后端盖中间凹槽部位,缸体每转一周,每个锥形/细杆柱塞往复运动一次,完成一次吸油和压油。柱塞腔从吸油过渡到排油的预升压过程中,柱塞腔先与配流盘上的双预升压阻尼孔接触继而运动到排油腰型孔,油液在柱塞腔与预升压容腔内往复动态的流动,实现缓冲升压的作用,降低柱塞泵泵源流量脉动与柱塞腔内压力冲击。预降压过程中,柱塞腔内高压油液流入预降压容腔内,此时,预降压容腔内压力升高,柱塞腔处于预降压阶段。配流盘的配流孔中的一部分油液由固定间隙阻尼槽流入储油槽,加上缸体和配流盘之间的可变间隙配合作用,配流副处形成静压支承。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及柱塞泵,尤其涉及一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵


技术介绍

1、随着社会经济的快速发展,液压技术正朝着节能、制能、智能的方向发展,随着电气传动与控制的不断进步,液压技术正面临着更大的挑战,亟需进一步进化与升级。作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,是液压系统的主要振动噪声源,影响着工作环境与元件寿命,对轴向柱塞泵进行减振降噪尤为重要。

2、针对于柱塞泵降噪方面的研究,国内外很多研究机构和液压元件生产企业都在此领域进行了大量的研究和探索,其主要的解决方法是从激振源和传递路

3、径两方面入手,通过对配流盘上的三角槽结构、减振孔等进行优化设计、壳体中增加加强筋以及优化壳体固有频率等方式来实现柱塞泵的减振降噪。

4、国家双碳战略的实施迫使工程机械朝着电动化方向发展,工程机械原动机将由传统的内燃机替换为电动机,从而使得受到原动机驱动的轴向柱塞泵将需进一步提高其额定工作转速,更高的转速对轴向柱塞泵提出了巨大的挑战,传统固定斜盘式轴向柱塞泵结构难于适应工程机械电动化提出的新技术要求,为此本专利申请人专利技术了浮动斜盘式轴向柱塞泵,并于此专利前期申请了相关系列专利,相较于原传统固定斜盘式轴向柱塞泵中的回程盘与球铰之间的作用力,新结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵中的回转盘与球铰之间将作用有更大的接触力,因此需要在保证旋转组件、球铰中心、斜盘摆动中心以及回转盘球窝中心满足必需的几何约束关系前提下,进一步提升球铰结构强度以及与回转盘的接触面积,以降低球铰与回转盘之间的接触应力。</p>

5、由于新结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵中的回转盘与球铰之间将作用有更大的接触力,以及柱塞作用在回转盘上的力所产生的驱动回转盘旋转的力矩与传动轴的驱动力矩方向相反,因此球铰为了驱动回转盘同步旋转以进一步降低异形柱塞与缸孔之间的侧向接触力,球铰需要提供较大的驱动力矩,因此需要提高球铰与回转盘之间传动结构的结构强度,同时不影响回转盘随着斜盘变排量摆动的运动自由度。

6、工程机械电动化转型同时要求轴向柱塞泵内部摩擦副提高其低速工况下的摩擦润滑性能,现有轴向柱塞泵配流副无静压支承结构设计,导致配流副在低速工况时润滑油膜形成不足,摩擦剧烈,摩擦功率损失大,易于磨损失效。

7、现有配流盘上开设的传统的缓冲槽、减振孔结构在减振降噪效果方面对柱塞泵工况敏感度较高,并不能在全工况下都有较好的减振降噪作用效果。通过在不同工况参数下降噪效果研究分析,本专利技术中提供的降噪方案对柱塞泵运行工况敏感度低,大范围工况下均有良好的减振降噪效果,且高负载、高转速、低排量时减振降噪作用效果越明显。


技术实现思路

1、本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷,提供一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵。

2、本专利技术是通过以下技术方案实现的:

3、一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,其特征在于:包括有泵体以及安装在泵体内的主轴,在泵体内腔的前后端分别安装有前端盖和后端盖,在泵体的内腔中位于前端盖后方依次设置有轴承、底座、斜盘、回转盘、球铰、缸体和配流盘;轴承的外圈前端固定在前端盖上,底座前侧与轴承的外圈后端固定连接,斜盘朝向底座的前侧面安装于底座的后端,所述回转盘与斜盘平行,回转盘的前端面与斜盘的后端面相对,且回转盘外侧面与斜盘内侧面之间存在一定间隙不相互接触;所述主轴通过花键与球铰和缸体键连接,回转盘套装在球铰上,球铰通过同步键或者同步销驱动回转盘,所述的同步键安装在沿着斜盘变量时的摆动方向开设在球铰上的键槽内,对应的在回转盘与球铰接触的内侧球窝的球面上开设了同步键随着斜盘摆动时的运动轨道即滑槽一,所述的同步销则是安装在回转盘与球铰接触的内侧球窝的球面上开设的安装孔内,并对应的在球铰球面上开设了同步销随着斜盘摆动时的运动轨道即滑槽二;在所述回转盘上设有多个球窝,在所述缸体上设有多个缸孔,球窝和缸孔分别绕回转盘和缸体的中心轴呈周向均匀分布,且球窝和缸孔一一对应,在每个缸孔内分别滑动安装有异形柱塞,所述异形柱塞包括锥形柱塞以及细杆柱塞两种结构,多个异形柱塞的端部柱塞球头伸出缸体并相应铰接于多个球窝,异形柱塞的尾部含有一段球面结构,含一个密封环或多个密封环,并直接与缸孔接触;所述的锥形柱塞此种异形柱塞的中间部位为锥面形状,相对于柱塞前端球头和尾部球面直径,其中间部位尺寸为逐渐变化;所述的细杆柱塞此种异形柱塞的中间部位为细杆形状,相对于柱塞前端球头和尾部球面直径,其中间部位尺寸急剧变化过渡至细杆尺寸;所述的配流盘的前后端面分别与缸体和后端盖接触,在所述的配流盘上低压向高压过渡区设有双预升压阻尼孔,在高压向低压过渡区设有预降压阻尼孔,在所述后端盖的后端面中间部位设有预降压容腔、预升压容腔,后端盖中设有预升压流道和预降压流道,所述预降压阻尼孔通过预降压流道与预降压容腔连通,双预升压阻尼孔通过预升压流道与预升压容腔连通,在配流盘上还设有多个配流孔,配流孔与泵体的进出油口连通,在缸体的后端端面对应每个缸孔位置分别设有通油孔口,通油孔口与对应的缸孔连通,通油孔口与配流孔连通;在所述缸体上还设有若干弹簧孔道,在弹簧孔道内设有中心弹簧,所述中心弹簧两端分别作用在缸体和球铰上,中心弹簧的弹簧力作用在球铰与缸体上,在柱塞泵压力建立前,作用在球铰上的弹簧力通过球铰作用于回转盘,并将回转盘压向斜盘面,为回转盘/斜盘面摩擦副提供初始的预压紧力和预密封能力,作用于缸体的弹簧力则使得缸体压向配流盘,为配流副提供初始的预压紧力和预密封能力。

4、在所述的通过同步键驱动回转盘的球铰球面上,沿着斜盘摆动方向上开设了1个或多个键槽,并在回转盘内侧球窝的球面上开设了与其相对应的供同步键摆动和传动用的滑槽。

5、在所述的通过同步销驱动回转盘的球铰球面上,沿着斜盘摆动方向上开设了1个或多个供同步销摆动和传动用的滑槽,并在回转盘内侧球窝的球面上开设了与滑槽位置相对应的同步销安装孔,同步销安装在回程盘内侧球窝的同步销安装孔内。

6、所述配流盘朝向缸体的一端端面与缸体之间间隙配合,所述的配流盘前端面对应每个配流孔的内侧、外侧位置分别设有储油槽,储油槽与所述通油孔口相对应,每个配流孔分别通过阻尼槽与对应的储油槽连通,配流孔内的部分油液通过阻尼槽进入储油槽,进而流入缸体与配流盘之间间隙形成静压支承。

7、所述球铰在其满足三心同位的同时,球铰球面半径d1与所述回转盘球窝的分布圆半径d2的比值处于50%—82%之间,或球铰球面半径d1与所述缸体缸孔的分布圆半径d3的比值处于50%—85%之间,可以实现球铰球面以及壁厚的加大,增大球铰与所述回转盘的接触面积,比值越大,接触面积越大。

8、所述的后端盖与预升压容腔采用分体式设计,便于加工与安装拆卸,在所述后端盖后端面中间部位设有下沉凹槽,在下沉凹槽上加工有安装面并开有螺栓安装孔,下沉凹槽中心与主轴中心线相对应,在预升压容腔上开有与下沉凹槽上相对应的螺栓安装孔,预升压容腔通过螺栓固定在下沉凹槽内;所述的预降本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,其特征在于:包括有泵体以及安装在泵体内的主轴,在泵体内腔的前后端分别安装有前端盖和后端盖,在泵体的内腔中位于前端盖后方依次设置有轴承、底座、斜盘、回转盘、球铰、缸体和配流盘;轴承的外圈前端固定在前端盖上,底座前侧与轴承的外圈后端固定连接,斜盘朝向底座的前侧面安装于底座的后端,所述回转盘与斜盘平行,回转盘的前端面与斜盘的后端面相对,且回转盘外侧面与斜盘内侧面之间存在一定间隙不相互接触;所述主轴通过花键与球铰和缸体键连接,回转盘套装在球铰上,球铰通过同步键或者同步销驱动回转盘,在所述回转盘上设有多个球窝,在所述缸体上设有多个缸孔,球窝和缸孔分别绕回转盘和缸体的中心轴呈周向均匀分布,且球窝和缸孔一一对应,在每个缸孔内分别滑动安装有异形柱塞,多个异形柱塞的端部柱塞球头伸出缸体并相应铰接于多个球窝,异形柱塞的尾部含有一段球面结构,含一个密封环或多个密封环,并直接与缸孔接触;所述的配流盘的前后端面分别与缸体和后端盖接触,在所述的配流盘上低压向高压过渡区设有双预升压阻尼孔,在高压向低压过渡区设有预降压阻尼孔,在所述后端盖的后端面中间部位设有预降压容腔、预升压容腔,后端盖中设有预升压流道和预降压流道,所述预降压阻尼孔通过预降压流道与预降压容腔连通,双预升压阻尼孔通过预升压流道与预升压容腔连通,在配流盘上还设有多个配流孔,配流孔与泵体的进出油口连通,在缸体的后端端面对应每个缸孔位置分别设有通油孔口,通油孔口与对应的缸孔连通,通油孔口与配流孔连通;在所述缸体上还设有若干弹簧孔道,在弹簧孔道内设有中心弹簧,所述中心弹簧两端分别作用在缸体和球铰上。

2.根据权利要求 1所述的一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,其特征在于:所述的球铰通过同步键驱动回转盘时,在所述的球铰球面上,沿着斜盘摆动方向上开设有1个或多个键槽,所述的同步键安装在键槽内,对应的在回转盘与球铰接触的内侧球窝的球面上开设有同步键随着斜盘摆动时的滑槽一。

3.根据权利要求 1所述的一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,其特征在于:所述的球铰通过同步销驱动回转盘时,在所述的球铰球面上,沿着斜盘摆动方向上开设有1个或多个供同步销摆动和传动用的滑槽二,并在回转盘内侧球窝的球面上开设有与滑槽二位置相对应的同步销安装孔,同步销安装在同步销安装孔内。

4.根据权利要求 3所述的一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,其特征在于:所述的同步销结构为圆柱销、方形柱体销、球体形状销中的一种。

5.根据权利要求 1所述的一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,其特征在于:所述异形柱塞为锥形柱塞或者细杆柱塞,所述的锥形柱塞的中间部位为锥面形状,相对于柱塞前端球头和尾部球面直径,其中间部位尺寸为逐渐变化;所述的细杆柱塞的中间部位为细杆形状,相对于柱塞前端球头和尾部球面直径,其中间部位尺寸急剧变化过渡至细杆尺寸。

6.根据权利要求 1所述的一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,其特征在于:所述的后端盖与预升压容腔采用分体式设计,在所述后端盖后端面中间部位设有下沉凹槽,在下沉凹槽上加工有安装面并开有螺栓安装孔,下沉凹槽中心与主轴中心线相对应,在预升压容腔上开有与下沉凹槽上相对应的螺栓安装孔,预升压容腔通过螺栓固定在下沉凹槽内;所述的预降压容腔与后端盖为一体化设计。

7.根据权利要求1所述的一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,其特征在于:所述的配流盘前端面对应每个配流孔的内侧、外侧位置分别设有储油槽,储油槽与所述通油孔口相对应,每个配流孔分别通过阻尼槽与对应的储油槽连通。

8.根据权利要求1所述的一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,其特征在于:所述的球铰球面半径与所述回转盘后端面球窝的分布圆半径的比值处于50%—82%之间,或球铰球面半径与所述缸体缸孔的分布圆半径的比值处于50%—85%之间,球铰球面和回转盘内侧球窝保持球面接触。

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【技术特征摘要】

1.一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,其特征在于:包括有泵体以及安装在泵体内的主轴,在泵体内腔的前后端分别安装有前端盖和后端盖,在泵体的内腔中位于前端盖后方依次设置有轴承、底座、斜盘、回转盘、球铰、缸体和配流盘;轴承的外圈前端固定在前端盖上,底座前侧与轴承的外圈后端固定连接,斜盘朝向底座的前侧面安装于底座的后端,所述回转盘与斜盘平行,回转盘的前端面与斜盘的后端面相对,且回转盘外侧面与斜盘内侧面之间存在一定间隙不相互接触;所述主轴通过花键与球铰和缸体键连接,回转盘套装在球铰上,球铰通过同步键或者同步销驱动回转盘,在所述回转盘上设有多个球窝,在所述缸体上设有多个缸孔,球窝和缸孔分别绕回转盘和缸体的中心轴呈周向均匀分布,且球窝和缸孔一一对应,在每个缸孔内分别滑动安装有异形柱塞,多个异形柱塞的端部柱塞球头伸出缸体并相应铰接于多个球窝,异形柱塞的尾部含有一段球面结构,含一个密封环或多个密封环,并直接与缸孔接触;所述的配流盘的前后端面分别与缸体和后端盖接触,在所述的配流盘上低压向高压过渡区设有双预升压阻尼孔,在高压向低压过渡区设有预降压阻尼孔,在所述后端盖的后端面中间部位设有预降压容腔、预升压容腔,后端盖中设有预升压流道和预降压流道,所述预降压阻尼孔通过预降压流道与预降压容腔连通,双预升压阻尼孔通过预升压流道与预升压容腔连通,在配流盘上还设有多个配流孔,配流孔与泵体的进出油口连通,在缸体的后端端面对应每个缸孔位置分别设有通油孔口,通油孔口与对应的缸孔连通,通油孔口与配流孔连通;在所述缸体上还设有若干弹簧孔道,在弹簧孔道内设有中心弹簧,所述中心弹簧两端分别作用在缸体和球铰上。

2.根据权利要求 1所述的一种带预升压/预降压降噪容腔结构的浮动斜盘式轴向柱塞泵,其特征在于:所述的球铰通过同步键驱动回转盘时,在所述的球铰球面上,沿着斜盘摆动方向上开设有1个或多个键槽,所述的同步键安装在键槽内,对应的在回转盘与球铰接触的内侧球窝的球面上开设有同步键随着斜盘摆动时的滑槽一。

3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡敏张杰曾亿山
申请(专利权)人:合肥工业大学
类型:发明
国别省市:

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