專利名稱：多作用恒流軸向柱塞液壓泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柱塞泵；尤其是一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有柱塞泵分軸向柱塞泵和徑向柱塞泵兩類，軸向柱塞泵又分為斜盤式和斜軸式兩大類， 斜盤式軸向柱塞泵包括斜盤、柱塞、缸體和配油盤等主要零件，斜盤和配油盤是不動(dòng)的，傳 動(dòng)軸帶動(dòng)缸體，柱塞一起轉(zhuǎn)動(dòng)，柱塞依靠機(jī)械裝置或依靠低壓油作用壓緊在斜盤上。當(dāng)傳動(dòng) 軸按逆時(shí)鐘方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞在其沿斜盤自下而上回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)逐漸向缸體外伸出，使缸體 孔內(nèi)密封工作腔容積不斷增加，產(chǎn)生局部真空，從而將油液經(jīng)配油盤上的配油窗口吸入；柱 塞在其自上而下回轉(zhuǎn)的半周內(nèi)又逐漸向里推入，使密封工作腔容積不斷減小，將油液從另一
配油S:窗口向外排出，缸體每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，每個(gè)柱塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次，完成一次吸油動(dòng)作，改變斜
盤的傾角，則可改變密封工作容積的有效變化量，實(shí)現(xiàn)泵的變量。
因柱塞泵的這種可變化量的特點(diǎn)而成為液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)中的主要能源元件，但不論 何種結(jié)構(gòu)型式的柱塞泵都無(wú)一例外的存在流量脈動(dòng)，即柱塞泵的瞬時(shí)輸出流量呈周期性變化， 流量脈動(dòng)引起壓力脈動(dòng)，這是液壓系統(tǒng)壓力沖擊、振動(dòng)、噪聲、系統(tǒng)誤動(dòng)作甚至整個(gè)液壓系 統(tǒng)損壞的根源，同時(shí)流量脈動(dòng)也限制了高響應(yīng)電液系統(tǒng)性能的提高。目前減小液壓系統(tǒng)流量
脈動(dòng)的方法， 一是在泵的出口設(shè)置蓄能器或在系統(tǒng)適當(dāng)?shù)奈恢猛饧右簤簽V波器；二是采用液 壓主動(dòng)濾波技術(shù)，但該項(xiàng)技術(shù)仍在研究之中。這些技術(shù)只能限量減小而無(wú)法從根本上消除由 泵引起的系統(tǒng)流量和壓力脈動(dòng)。系統(tǒng)流量脈動(dòng)的完全消除不能依靠任何外部技術(shù)與裝置，只 能依靠液壓泵自身。
另外，許多高壓大流量液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)需要大流量泵源，而目前的軸向柱塞泵都是單 作用泵，即主軸旋轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)柱塞只能實(shí)現(xiàn)吸排油一次，這就決定了目前增大系統(tǒng)流量無(wú) 外乎兩種方法， 一是多臺(tái)泵同時(shí)工作，二是增大泵的旋轉(zhuǎn)速度或增大泵的排量以增大泵的輸 出流量，上述第一種方法將使系統(tǒng)變得復(fù)雜且成本高，第二種方法將使泵變得不僅復(fù)雜而且 體積巨大。因此，在不提高液壓泵驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)速的情況下如何有效增大泵的排量而又不使液壓泵 變得復(fù)雜成了研究的重點(diǎn)。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述情況，本實(shí)用新型提供一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵，當(dāng)主軸每旋轉(zhuǎn)一圈， 能使每個(gè)柱塞實(shí)現(xiàn)多次吸油或排油，并能確保任何瞬時(shí)泵的全部柱塞吸油或排油量相同，從 而實(shí)現(xiàn)泵任何瞬時(shí)的排量恒定，主軸轉(zhuǎn)速一定時(shí)泵的輸出流量恒定。
為實(shí)現(xiàn)上述目的， 一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵，它主要包括由前泵體、中泵體和后 泵蓋組成的泵體組件，由經(jīng)軸承組安裝于前泵體與定位于后泵蓋的主軸以及設(shè)在主軸后端的 壓塊、壓塊彈簧和設(shè)在主軸前端的平鍵組成的主軸組件，由實(shí)現(xiàn)與中泵體、主軸固聯(lián)且徑向定 位的缸體、熱裝于缸體上的缸體外套、缸體軸承以及設(shè)置于缸體前端的配流盤、設(shè)置于缸體 后端的多作用盤組成的缸體組件和包括設(shè)置在缸體組件中的柱塞組件；所述柱塞組件主要包 括滾輪組件、前柱塞和設(shè)置于缸體數(shù)個(gè)前柱塞孔內(nèi)的柱塞彈簧；所述滾輪組件包括滾輪支架、 輪軸、輪軸螺帽、軸承、軸承端蓋、端蓋螺釘、柱塞滾輪和后柱塞，此柱塞滾輪分別與多作 用盤上的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元配合轉(zhuǎn)動(dòng)，從而當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)一圈，帶動(dòng)其前柱塞和后柱塞依 導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元實(shí)現(xiàn)于缸體內(nèi)的數(shù)次連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
為了實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，其進(jìn)一步的措施是-
配流盤的后端面徑向方向呈放射狀布設(shè)Z個(gè)油孔及相應(yīng)的腰形吸排油后油槽，該吸排油
后油槽與缸體前柱塞孔連通，配流盤的前端面徑向布設(shè)2條環(huán)形吸排油前油槽，i^前油槽分
別與油孔連通且同時(shí)與泵的吸排油口連通。
前油槽的兩個(gè)環(huán)形油槽分別與油孔連通的個(gè)數(shù)為Z/2個(gè)。 多作用盤上的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元數(shù)為4個(gè)及4個(gè)以上。 后柱塞為方形體。 柱塞滾輪為球頭表面。
本實(shí)用新型采用多作用盤使主軸旋轉(zhuǎn)一圈，帶動(dòng)其柱塞于柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元上的數(shù) 次連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多次吸排油的技術(shù)方案，克服了現(xiàn)有柱塞泵的缸體每旋轉(zhuǎn)一 圈，柱塞只往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次并完成一次吸排油動(dòng)作的流量脈動(dòng)而引發(fā)系統(tǒng)壓力與沖擊增大，振 動(dòng)與噪聲增加，系統(tǒng)誤動(dòng)作增多等損壞液壓系統(tǒng)的缺陷。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有
1) 采用多作用盤柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元，使主軸每旋轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)柱塞實(shí)現(xiàn)多次吸油或 排油的系統(tǒng)液壓流量輸出過(guò)程，它與同排量液壓泵相比，可以實(shí)現(xiàn)低轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)，而與同轉(zhuǎn)速 的泵相比，排量卻能夠成倍增長(zhǎng)。
2) 采用多作用盤柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元，確保任何瞬時(shí)泵的全部柱塞吸油或排油的量相 同，即實(shí)現(xiàn)了泵的排量恒定，主軸轉(zhuǎn)速一定時(shí)泵的輸出流量恒定，而使流量脈動(dòng)為零。3) 多作用恒流軸向柱塞液壓泵的工作介質(zhì)可以是礦物油、水、化工流體等流體介質(zhì)。
4) 與現(xiàn)有軸向柱塞泵相比，本實(shí)用新型的多作用恒流軸向柱塞液壓泵的加工制造成本并 沒(méi)有增加多少，但性價(jià)比卻顯著得到提高。
本實(shí)用新型可廣泛用于液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)中的各種柱塞泵。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型多作用恒流軸向柱塞液壓泵的結(jié)構(gòu)主視圖。
圖2為圖1中缸體組件、柱塞組件及泵體組件的結(jié)構(gòu)主視圖。
圖3為圖1中缸體組件與柱塞組件的透視圖。
圖4為本實(shí)用新型缸體結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖5為圖4缸體中后柱塞孔為方形的左側(cè)視圖。
圖6為多作用盤柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元的展開圖。
圖7為多作用盤柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元的主視圖。
圖8為圖7的左側(cè)剖視圖。
圖9為圖8的左側(cè)主視圖。
圖10為滾輪組件的主視圖。
圖ll為配流盤的主視圖。
圖12為圖11的左側(cè)剖視圖。
圖13為圖12的左側(cè)主視圖。
圖中1、泵體組件，11、前泵體，12、中泵體，13、后泵蓋，14、長(zhǎng)螺栓，15、短螺栓， 16、密封圈，17、前端蓋，2、主軸組件，21、主軸，22、壓塊，23、壓塊彈簧，24、平鍵， 25、軸承組，3、缸體組件，31、缸體，32、缸體外套，33、缸體軸承，3A、前柱塞孔，3B、 后柱塞孔，4、柱塞組件，41、前柱塞，42、滾輪組件，421、滾輪支架，422、輪軸，423、 輪軸螺帽，424、軸承，425、軸承端蓋，426、端蓋螺釘，427、柱塞滾輪，428、后柱塞，43、 柱塞彈簧，5、配流盤，5A、油孔，5B、后油槽，5C、前油槽，6、多作用盤，6A、柱塞導(dǎo)軌 連續(xù)曲面單元，6B、凸臺(tái)，6C、定位孔，7、定位銷。
具體實(shí)施方式

參照?qǐng)Dl、圖2， 一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵，它主要包括由前泵體11用長(zhǎng)螺栓14 緊固于中泵體12前面，由后泵蓋13用短螺栓15緊固于中泵體12后面構(gòu)成泵體組件1及內(nèi) 腔，內(nèi)腔的各連接處采用密封圈16及前端蓋17進(jìn)行密封；主軸組件2、缸體組件3、柱塞組件4安裝于泵體組件1的內(nèi)腔。
結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9，主軸組件2包括安裝在主 軸21的前端實(shí)現(xiàn)與主軸21和前泵體11的徑向與軸向定位的軸承組25，與動(dòng)力裝置的輸出 軸套連接傳遞動(dòng)力的主軸前端平鍵24，實(shí)現(xiàn)與多作用盤6中心的凸臺(tái)6B常接觸定位的設(shè)在 主軸21后端軸孔內(nèi)的壓塊22及壓塊彈簧23，多作用盤6經(jīng)定位孔6C、定位銷7軸向固定于 后泵蓋13，多作用盤6的端面設(shè)4個(gè)及4個(gè)以上柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元6A。
由圖2、圖1、圖3、圖4、圖5、圖6所示，缸體組件3包括缸體31、熱裝于缸體31上 的缸體外套32，并通過(guò)缸體軸承33與中泵體12、主軸21實(shí)現(xiàn)固聯(lián)和徑向定位；缸體31前 端設(shè)置配流盤5，缸體31后端設(shè)置多作用盤6。
結(jié)合圖10及圖2、圖3，柱塞組件4安裝在缸體組件3中，它包括柱塞41、滾輪組件 42和安裝在缸體31的8個(gè)前柱塞孔3A內(nèi)的柱塞彈簧43、作用于柱塞彈簧43上的前柱塞41 和連接于滾輪組件42的后柱塞428;滾輪組件42包括連接于后柱塞428的滾輪支架421，在 滾輪支架421上經(jīng)輪軸422、軸承424、軸承端蓋425、端蓋螺釘426、輪軸螺帽423將柱塞 滾輪427固定，為了確保柱塞滾輪427與多作用盤6為線接觸而不至于影響滾輪組件42的運(yùn) 動(dòng)參數(shù)，柱塞滾輪427設(shè)為球頭表面。為了保持柱塞滾輪427與柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元6A轉(zhuǎn) 動(dòng)的可靠性和柱塞滾輪427在柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元6A上的定位，后柱塞428的柱塞體加工 成方形體，缸體31上設(shè)置8個(gè)后柱塞孔3B，將此后柱塞孔3B加工成方形孔，以便后柱塞428 的定向安裝。
結(jié)合圖ll、圖12、圖13及圖2、圖3，配流盤5的后端面徑向方向呈放射狀布設(shè)Z個(gè)油 孔5A及相應(yīng)的腰形吸排油后油槽5B，該吸排油后油槽5B與缸體31前柱塞孔3A連通，配流 盤5的前端面徑向布設(shè)2條環(huán)形吸排油前油槽5C，前油槽5C分別與油孔5A連通且同時(shí)與泵 的吸排油口連通；每條前油槽5C分別與油孔5A連通的個(gè)數(shù)為Z/2個(gè)，本實(shí)施方式的油孔5A 個(gè)數(shù)Z為8，即每條前油槽5C分別與油孔5A連通的油孔5A數(shù)為4 (8/2)個(gè)，達(dá)到實(shí)現(xiàn)主軸 21旋轉(zhuǎn)一圈，其前柱塞41和后柱塞428可往復(fù)運(yùn)動(dòng)數(shù)次。
由圖3、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10及圖1、圖2、圖4、圖5所示，為了提高柱塞的 做功效率，多作用盤6的端面設(shè)有4個(gè)及4個(gè)以上的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元6A，柱塞滾輪427 在柱塞彈簧43的作用下運(yùn)行于多作用盤6端面的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元6A上，實(shí)現(xiàn)8個(gè)前 柱塞41和后柱塞428與8個(gè)油孔5A連續(xù)恒定的四次吸排油工作。
本實(shí)用新型的工作原理
當(dāng)柱塞滾輪427分別與多作用盤6上的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元6A配合轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其多作用盤6、缸體31、配流盤5三者存在嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，缸體31由主軸21驅(qū)動(dòng)，多作用盤 6、配流盤5相對(duì)于缸體31靜止。主軸21外伸端與動(dòng)力源聯(lián)接，通過(guò)平鍵24實(shí)現(xiàn)主軸21的 動(dòng)力輸入，主軸21帶動(dòng)缸體31同步旋轉(zhuǎn)，柱塞組件4中的滾輪組件42隨缸體31旋轉(zhuǎn)，在 壓塊彈簧23的作用下，柱塞滾輪427緊貼多作用盤6的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元6A，并繞自 身軸線在多作用盤6的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元6A上滾動(dòng)，由于多作用盤6的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲 面單元6A的限制和柱塞彈簧43力的作用，安裝于缸體31中的前柱塞41和后柱塞428在甜 柱塞孔3A和后柱塞孔3B中作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并使前柱塞41和后柱塞428與缸體31構(gòu)成的 密封容腔呈周期性大小變化，完成吸排油過(guò)程；當(dāng)密封容積增大時(shí)，密封容積中產(chǎn)生負(fù)壓， 通過(guò)與前柱塞孔3A連通的配流盤5的油孔5A及后油槽5B、前油槽5C經(jīng)前泵體11油道從油 箱吸油；當(dāng)密封容積減小時(shí)，密封容積中產(chǎn)生高壓，通過(guò)與缸體31前柱塞孔3A連通的配流 盤5上的油孔5A及后油槽5B、前油槽5C經(jīng)前泵體11油道向系統(tǒng)排油。由于多作用恒流軸
向柱塞泵的柱塞數(shù)z和作用次數(shù)x均為偶數(shù)，且^ =附>2，同時(shí)吸油或排油的柱塞數(shù)均為^，
x 2
每一瞬時(shí)同時(shí)吸排液壓油的量的大小取決于多作用盤6柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元6A的設(shè)置，當(dāng) 曲面曲線設(shè)為一定值時(shí)，每一瞬時(shí)同時(shí)吸排液壓油的油量均相等，當(dāng)主軸21旋轉(zhuǎn)一圈帶動(dòng)其 前柱塞41和后柱塞428依導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元6A實(shí)現(xiàn)于缸體31內(nèi)的數(shù)次連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)， 即實(shí)現(xiàn)任何瞬時(shí)泵的輸出流量恒定而沒(méi)有流量脈動(dòng)。
以上僅僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，根據(jù)本實(shí)用新型的上述構(gòu)思，本領(lǐng)域的熟練人 員還可對(duì)此作出各種修改和變換。例如，多作用盤的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元與配流盤油孔及 相應(yīng)的工藝和結(jié)構(gòu)變換與修改等。然而，類似的這種變換和修改均屬于本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)。
權(quán)利要求1、一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵，其特征在于它主要包括由前泵體(11)、中泵體(12)和后泵蓋(13)組成的泵體組件(1)，由經(jīng)軸承組(25)安裝于前泵體(11)與定位于后泵蓋(13)的主軸(21)以及設(shè)在主軸(21)后端的壓塊(22)、壓塊彈簧(23)和設(shè)在主軸(21)前端的平鍵(24)組成的主軸組件(2)，由實(shí)現(xiàn)與中泵體(12)、主軸(21)固聯(lián)且徑向定位的缸體(31)、熱裝于缸體(31)上的缸體外套(32)、缸體軸承(33)以及設(shè)置于缸體(31)前端的配流盤(5)、設(shè)置于缸體(31)后端的多作用盤(6)組成的缸體組件(3)和包括設(shè)置在缸體組件(3)中的柱塞組件(4)；所述柱塞組件(4)主要包括滾輪組件(42)、前柱塞(41)和設(shè)置于缸體(31)數(shù)個(gè)前柱塞孔(3A)內(nèi)的柱塞彈簧(43)；所述滾輪組件(42)包括滾輪支架(421)、輪軸(422)、輪軸螺帽(423)、軸承(424)、軸承端蓋(425)、端蓋螺釘(426)、柱塞滾輪(427)和后柱塞(428)，此柱塞滾輪(427)分別與多作用盤(6)上的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元(6A)配合轉(zhuǎn)動(dòng)，從而當(dāng)主軸(21)旋轉(zhuǎn)一圈，帶動(dòng)其前柱塞(41)和后柱塞(428)依導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元(6A)實(shí)現(xiàn)于缸體(31)內(nèi)的數(shù)次連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵，其特征在于配流盤(5)的 后端面徑向方向呈放射狀布設(shè)Z個(gè)油孔(5A)及相應(yīng)的腰形吸排油后油槽(5B)，該吸排油后 油槽(5B)與缸體(31)前柱塞孔(3A)連通，配流盤(5)的前端面徑向布設(shè)2條環(huán)形吸排 油前油槽(5C)，該前油槽(5C)分別與油孔(5A)連通且同時(shí)與泵的吸排油口連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵，其特征在于前油槽(5C)的 兩個(gè)環(huán)形油槽分別與油孔(5A)連通的個(gè)數(shù)為Z/2個(gè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵，其特征在于多作用盤(6) 上的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元(6A)數(shù)為4個(gè)及4個(gè)以上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵，其特征在于后柱塞(428)為 方形體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵，其特征在于柱塞滾輪(427) 為球頭表面。
專利摘要一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵，它包括泵體、主軸、缸體和柱塞等組件，缸體組件的缸體前端設(shè)配流盤，后端設(shè)多作用盤，柱塞組件包括前柱塞、柱塞彈簧和滾輪組件，滾輪組件包括后柱塞和柱塞滾輪，柱塞滾輪分別與多作用盤上的柱塞導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元配合轉(zhuǎn)動(dòng)；它采用多作用盤使主軸旋轉(zhuǎn)一圈，帶動(dòng)其前柱塞和后柱塞依導(dǎo)軌連續(xù)曲面單元實(shí)現(xiàn)于缸體內(nèi)的數(shù)次連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多次吸排油的技術(shù)方案，克服了現(xiàn)有柱塞泵的缸體每旋轉(zhuǎn)一圈，柱塞只往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次并完成一次吸排油動(dòng)作的流量脈動(dòng)而引發(fā)系統(tǒng)壓力與沖擊增大，振動(dòng)與噪聲增加，系統(tǒng)誤動(dòng)作增多等損壞液壓系統(tǒng)的缺陷。本實(shí)用新型可廣泛用于液壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)中的各種柱塞泵。
文檔編號(hào)F04B1/22GK201144770SQ200720065488
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18日
發(fā)明者佳 姚, 彭佑多, 胡燕平, 郭迎福, 良 顏, 高光輝 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)