專利名稱：多作用恒流軸向柱塞液壓泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種柱塞泵；尤其是一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵。
背景技術：
現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的，傳 動軸帶動缸體，柱塞一起轉動，柱塞依靠機械裝置或依靠低壓油作用壓緊在斜盤上。當傳動 軸按逆時鐘方向旋轉時，柱塞在其沿斜盤自下而上回轉的半周內逐漸向缸體外伸出，使缸體 孔內密封工作腔容積不斷增加，產生局部真空，從而將油液經配油盤上的配油窗口吸入；柱 塞在其自上而下回轉的半周內又逐漸向里推入，使密封工作腔容積不斷減小，將油液從另一 配油盤窗口向外排出，缸體每轉一轉，每個柱塞往復運動一次，完成一次吸油動作，改變斜 盤的傾角，則可改變密封工作容積的有效變化量，實現泵的變量。
因柱塞泵的這種可變化量的特點而成為液壓傳動與控制系統中的主要能源元件，但不論 何種結構型式的柱塞泵都無一例外的存在流量脈動，即柱塞泵的瞬時輸出流量呈周期性變化， 流量脈動引起壓力脈動，這是液壓系統壓力沖擊、振動、噪聲、系統誤動作甚至整個液壓系 統損壞的根源，同時流量脈動也限制了高響應電液系統性能的提高。目前減小液壓系統流量 脈動的方法， 一是在泵的出口設置蓄能器或在系統適當的位置外加液壓濾波器；二是采用液 壓主動濾波技術，但該項技術仍在研究之中。這些技術只能限量減小而無法從根本上消除由 泵引起的系統流量和壓力脈動。系統流量脈動的完全消除不能依靠任何外部技術與裝置，只 能依靠液壓泵自身。
另外,許多高壓大流量液壓傳動與控制系統需要大流量泵源，而目前的軸向柱塞泵都是單 作用泵，即主軸旋轉一圈，每個柱塞只能實現吸排油一次，這就決定了目前增大系統流量無 外乎兩種方法， 一是多臺泵同時工作，二是增大泵的旋轉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變得復雜且成本高，第二種方法將使泵變得不僅復雜而且 體積巨大。因此，在不提高液壓泵驅動轉速的情況下如何有效增大泵的排量而又不使液壓泵 變得復雜成了研究的重點。
發明內容
針對上述情況，本發明提供一種多作用恒流軸向柱塞液壓泵，當主軸每旋轉一圈，能使 每個柱塞實現多次吸油或排油，并能確保任何瞬時泵的全部柱塞吸油或排油量相同，從而實 現泵任何瞬時的排量恒定，主軸轉速一定時泵的輸出流量恒定。
為實現上述目的， 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，由經軸承組安裝于前泵體與定位于后泵蓋的主軸以及設在主軸后端的 壓塊、壓塊彈簧和設在主軸前端的平鍵組成的主軸組件，由實現與中泵體、主軸固聯且徑向定 位的缸體、熱裝于缸體上的缸體外套、缸體軸承以及設置于缸體前端的配流盤、設置于缸體 后端的多作用盤組成的缸體組件和包括設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、前柱塞和設置于缸體數個前柱塞孔內的柱塞彈簧；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 用盤上的柱塞導軌連續曲面單元配合轉動，從而當主軸旋轉一圈，帶動其前柱塞和后柱塞依 導軌連續曲面單元實現于缸體內的數次連續往復運動。
為了實現結構優化，其進一步的措施是
配流盤的后端面徑向方向呈放射狀布設Z個油孔及相應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2條環形吸排油前油槽，該前油槽分 別與油孔連通且同時與泵的吸排油口連通。
前油槽的兩個環形油槽分別與油孔連通的個數為Z/2個。
多作用盤上的柱塞導軌連續曲面單元數為4個及4個以上。
后柱塞為方形體。
柱塞滾輪為球頭表面。
本發明采用多作用盤使主軸旋轉一圈，帶動其柱塞于柱塞導軌連續曲面單元上的數次連 續往復運動，從而實現系統多次吸排油的技術方案，克服了現有柱塞泵的缸體每旋轉一圈， 柱塞只往復運動一次并完成一次吸排油動作的流量脈動而引發系統壓力與沖擊增大，振動與 噪聲增加，系統誤動作增多等損壞液壓系統的缺陷。
本發明相比現有技術具有
1) 采用多作用盤柱塞導軌連續曲面單元，使主軸每旋轉一圈，每個柱塞實現多次吸油或 排油的系統液壓流量輸出過程，它與同排量液壓泵相比，可以實現低轉速驅動，而與同轉速 的泵相比，排量卻能夠成倍增長。
2) 采用多作用盤柱塞導軌連續曲面單元，確保任何瞬時泵的全部柱塞吸油或排油的量相 同，即實現了泵的排量恒定，主軸轉速一定時泵的輸出流量恒定，而使流量脈動為零。
3) 多作用恒流軸向柱塞液壓泵的工作介質可以是礦物油、水、化工流體等流體介質。
4) 與現有軸向柱塞泵相比，本發明的多作用恒流軸向柱塞液壓泵的加工制造成本并沒有 增加多少，但性價比卻顯著得到提高。
本發明可廣泛用于液壓傳動與控制系統中的各種柱塞泵。 下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明。
圖1為本發明多作用恒流軸向柱塞液壓泵的結構主視圖。
圖2為圖1中缸體組件、柱塞組件及泵體組件的結構主視圖。
圖3為圖1中缸體組件與柱塞組件的透視圖。
圖4為本發明缸體結構剖視圖。
圖5為圖4缸體中后柱塞孔為方形的左側視圖。
圖6為多作用盤柱塞導軌連續曲面單元的展開圖。
圖7為多作用盤柱塞導軌連續曲面單元的主視圖。
圖8為圖7的左側剖視圖。
圖9為圖8的左側主視圖。
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的左側剖視圖。
圖13為圖12的左側主視圖。
圖中1、泵體組件，11、前泵體，12、中泵體，13、后泵蓋，14、長螺栓，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、柱塞導軌 連續曲面單元，6B、凸臺，6C、定位孔，7、定位銷。
具體實施例方式
參照圖l、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后面構成泵體組件1及內腔，內腔的各連接處采用密封圈16及前端蓋17進行密封；主軸組件2、缸體組件3、柱塞組件4安裝于泵體組件1的內腔。
結合圖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的前端實現與主軸21和前泵體11的徑向與軸向定位的軸承組25，與動力裝置的輸出 軸套連接傳遞動力的主軸前端平鍵24，實現與多作用盤6中心的凸臺6B常接觸定位的設在 主軸21后端軸孔內的壓塊22及壓塊彈簧23，多作用盤6經定位孔6C、定位銷7軸向固定于 后泵蓋13，多作用盤6的端面設4個及4個以上柱塞導軌連續曲面單元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，并通過缸體軸承33與中泵體12、主軸21實現固聯和徑向定位；缸體31前 端設置配流盤5，缸體31后端設置多作用盤6。
結合圖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個前柱塞孔3A內的柱塞彈簧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 動參數，柱塞滾輪427設為球頭表面。為了保持柱塞滾輪427與柱塞導軌連續曲面單元6A轉 動的可靠性和柱塞滾輪427在柱塞導軌連續曲面單元6A上的定位，后柱塞428的柱塞體加工 成方形體，缸體31上設置8個后柱塞孔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Z個油 孔5A及相應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2條環形吸排油前油槽5C，前油槽5C分別與油孔5A連通且同時與泵 的吸排油口連通；每條前油槽5C分別與油孔5A連通的個數為Z/2個，本實施方式的油孔5A 個數Z為8，即每條前油槽5C分別與油孔5A連通的油孔5A數為4(8/2)個，達到實現主軸 21旋轉一圈，其前柱塞41和后柱塞428可往復運動數次。
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的端面設有4個及4個以上的柱塞導軌連續曲面單元6A，柱塞滾輪427 在柱塞彈簧43的作用下運行于多作用盤6端面的柱塞導軌連續曲面單元6A上，實現8個前 柱塞41和后柱塞428與8個油孔5A連續恒定的四次吸排油工作。
本發明的工作原理
當柱塞滾輪427分別與多作用盤6上的柱塞導軌連續曲面單元6A配合轉動時，其多作用盤6、缸體31、配流盤5三者存在嚴格的相對運動關系，缸體31由主軸21驅動，多作用盤 6、配流盤5相對于缸體31靜止。主軸21外伸端與動力源聯接，通過平鍵24實現主軸21的 動力輸入，主軸21帶動缸體31同步旋轉，柱塞組件4中的滾輪組件42隨缸體31旋轉，在 壓塊彈簧23的作用下，柱塞滾輪427緊貼多作用盤6的柱塞導軌連續曲面單元6A，并繞自 身軸線在多作用盤6的柱塞導軌連續曲面單元6A上滾動，由于多作用盤6的柱塞導軌連續曲 面單元6A的限制和柱塞彈簧43力的作用，安裝丁缸體31中的前柱塞41和后柱塞428在前 柱塞孔3A和后柱塞孔3B中作軸向往復運動，并使前柱塞41和后柱塞428與缸體31構成的 密封容腔呈周期性大小變化，完成吸排油過程；當密封容積增大時，密封容積中產生負壓， 通過與前柱塞孔3A連通的配流盤5的油孔5A及后油槽5B、前油槽5C經前泵體11油道從油 箱吸油；當密封容積減小時，密封容積中產生高壓，通過與缸體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經前泵體11油道向系統排油。由于多作用恒流軸
向柱塞泵的柱塞數z和作用次數x均為偶數，且<formula>see original document page 7</formula>，同時吸油或排油的柱塞數均為z/2每一瞬時同時吸排液壓油的量的大小取決于多作用盤6柱塞導軌連續曲面單元6A的設置，當 曲面曲線設為一定值時，每一瞬時同時吸排液壓油的油量均相等，當主軸21旋轉一圈帶動其 前柱塞41和后柱塞428依導軌連續曲面單元6A實現于缸體31內的數次連續往復運動時， 即實現任何瞬時泵的輸出流量恒定而沒有流量脈動。
以上僅僅是本發明的較佳實施方式，根據本發明的上述構思，本領域的熟練人員還可對 此作出各種修改和變換。例如，多作用盤的柱塞導軌連續曲面單元與配流盤油孔及相應的工 藝和結構變換與修改等。然而，類似的這種變換和修改均屬于本發明的實質。
權利要求
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)以及設在主軸(21)后端的壓塊(22)、壓塊彈簧(23)和設在主軸(21)前端的平鍵(24)組成的主軸組件(2)，由實現與中泵體(12)、主軸(21)固聯且徑向定位的缸體(31)、熱裝于缸體(31)上的缸體外套(32)、缸體軸承(33)以及設置于缸體(31)前端的配流盤(5)、設置于缸體(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)和設置于缸體(31)數個前柱塞孔(3A)內的柱塞彈簧(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)上的柱塞導軌連續曲面單元(6A)配合轉動，從而當主軸(21)旋轉一圈，帶動其前柱塞(41)和后柱塞(428)依導軌連續曲面單元(6A)實現于缸體(31)內的數次連續往復運動。
2、 根據權利要求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Z個油孔(5A)及相應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2條環形吸排 油前油槽(5C)，該前油槽(5C)分別與油孔(5A)連通且同時與泵的吸排油口連通。
3、 根據權利要求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 兩個環形油槽分別與油孔(5A)連通的個數為Z/2個。
4、 根據權利要求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) 上的柱塞導軌連續曲面單元(6A)數為4個及4個以上。
5、 根據權利要求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、 根據權利要求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。
全文摘要
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配流盤，后端設多作用盤，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軌連續曲面單元配合轉動；它采用多作用盤使主軸旋轉一圈，帶動其前柱塞和后柱塞依導軌連續曲面單元實現于缸體內的數次連續往復運動，從而實現系統多次吸排油的技術方案，克服了現有柱塞泵的缸體每旋轉一圈，柱塞只往復運動一次并完成一次吸排油動作的流量脈動而引發系統壓力與沖擊增大，振動與噪聲增加，系統誤動作增多等損壞液壓系統的缺陷。本發明可廣泛用于液壓傳動與控制系統中的各種柱塞泵。
文檔編號F04B1/22GK101205876SQ200710192650
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月18日 優先權日2007年12月18日
發明者佳 姚, 彭佑多, 胡燕平, 郭迎福, 良 顏, 高光輝 申請人:湖南科技大學