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一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤及其配合的缸體.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510487098.2

申請日:

2015.08.11

公開號:

CN104989636A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F04B 53/00申請日:20150811|||公開
IPC分類號: F04B53/00; F04B53/16 主分類號: F04B53/00
申請人: 貴陽海之力液壓有限公司
發明人: 侯剛; 楊毛; 曹明遠; 王佩瑾
地址: 550018貴州省貴陽市烏當區新添寨北衙路金江苑181-503
優先權:
專利代理機構: 貴陽東圣專利商標事務有限公司52002 代理人: 蘭艷文
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510487098.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.01.30|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤,其特征在于:缸體和配流盤的接觸面為球面形狀,球面配流盤的正面球面側配流窗(3)在其背面平面側的投影,與背面平面側配流窗(4)是錯位的,其正面配流窗與背面配流窗之間通過油道連通,背面配流窗的外側直徑(D1)大于正面配流窗的外側直徑(d1),背面配流窗的內側直徑(D2)大于正面配流窗的內側直徑(d2);所述的配流盤為兩體式結構,即配流盤與過渡板(5B)組成所述結構;所述的一種斜盤式柱塞泵的配流盤配合的缸體,其特征在于:缸體上連通球面配流窗與柱塞腔的油道,與缸體軸線形成一個夾角。本發明提高了產品容積效率和機械效率,提高了自吸能力,在同等吸油壓力下泵的允許轉速更高。

權利要求書

權利要求書
1.  一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤,其特征在于:缸體和配流盤的接觸面為球面形狀,球面配流盤的正面球面側配流窗(3)在其背面平面側的投影,與背面平面側配流窗(4)是錯位的,其正面配流窗與背面配流窗之間通過油道連通,背面配流窗的外側直徑(D1)大于正面配流窗的外側直徑(d1),背面配流窗的內側直徑(D2)大于正面配流窗的內側直徑(d2)。

2.  如權利要求1所述的一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤,其特征在于:所述的配流盤為兩體式結構,即配流盤與過渡板(5B)組成所述結構。

3.  如權利要求1或2所述的一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤配合的缸體,其特征在于:缸體上連通球面配流窗與柱塞腔的油道,與缸體軸線形成一個夾角θ1。

說明書

說明書一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤及其配合的缸體
技術領域
本發明屬于液壓領域,具體地涉及一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤及其配合的缸體。
背景技術
斜盤式柱塞泵、馬達中的缸體和配流盤配流面(缸體和配流盤的接觸面),有平面和球面兩種結構。因球面配流對缸體具有自定心作用,在使用壓力和使用轉速相對較高的柱塞泵中采用較多。
現有技術的球面配流盤,其球面側(與缸體球面接觸)配流窗在其背面(平面側)的投影,與其背面的配流窗是包容關系。如圖1a-1c所示,球面側配流窗1在其背面的投影,包容了背面的配流窗2。
現有技術的球面缸體,連通球面配流窗和柱塞腔的油道,與缸體軸線平行或形成一個角度很小的夾角。如圖1d所示,θ很小甚至為零。
球面配流盤主要結構參數的設計依據,是缸體的受力分析。現有技術的球面配流盤,其結構參數的確定,不僅受制于缸體的受力分析數據,具體設計時還受制于軸承的外徑Db。
圖1d所示是缸體1A、配流盤2A、端蓋3A和軸承4A的相互安裝位置示意圖,缸體1A球面與配流盤2A球面貼合,缸體1A球面上的配流窗口與配流盤2A球面上的配流窗口對齊,配流盤2A平面安裝在端蓋3A上,端蓋3A上安裝有軸承4A。為保證端蓋3A上的油道壁具有足夠的強度和剛度,壁厚t不能太小。受限于軸承4A的外徑尺寸Db,故配流盤2A的配流窗分布圓直徑Df需要設計得足夠大。
由于配流盤的各主要結構參數,如球面半徑R、球面配流窗寬度B、配流窗分布圓直徑Df、內外密封帶直徑Dx和Dy等,對缸體的作用力和作用力矩影響都很大。為使缸體的整體受力符合設計需求,配流盤主要結構參數之間,還受制于一個多元的復雜關系式,各結構參數互相影響。其中任意一個參數的變動,會影響到其他多個結構參數的改變。
因此,當配流窗分布圓直徑Df設計得比較大時,其他結構參數的設計也受到影響,比如需要加大球面半徑R及內、外密封帶直徑Dx和Dy。
現有技術的球面缸體和配流盤,因球面側配流窗分布圓直徑較大,制約了產品傳動效率和自吸性能的提升。當應用于常規用途的、中等或較大排量的柱塞泵、馬達時,其不利影響相對較小;但當應用于一些特殊用途(如航空、航天、小型機器人等)的微型柱塞泵、馬達時,其缺陷就很明顯。具體如下:
1、如圖1d所示,受軸承4A外徑Db的制約,配流盤2A的配流窗分布圓直徑Df較大,故設計時配流盤2A的球面半徑R也較大,缸體上的球面就會更加“平坦”(球面半徑越大,缸體端面形狀越接近于平面),對缸體1A的自定心效果變差。尤其對于使用在轉速很高且同時處于高壓的工況,其缺陷更加明顯,性能上的直觀反映是配流面內泄量的增加,導致容積效率下降。這種內泄量的增加對于中等排量到大排量的泵、馬達而言,所占比例較小;但對于排量本來就很小的微型泵、馬達,其影響會被放大。
2、由于配流盤2A的配流窗分布圓直徑Df較大,相應地,內外密封帶直徑Dx和Dy也較大,因此,缸體和配流盤之間發生內泄的環帶長度更長,導致內泄量的增加。這對于排量本來就很小的微型泵、馬達,是不容忽視的。
3、缸體球面與配流盤球面貼合并相對旋轉,會產生滑動摩擦功耗, Dx和Dy越大,缸體和配流盤相對滑動的平均線速度越大,則滑動摩擦功耗越大,產品機械效率越低。
4、如圖1d所示,缸體1A的柱塞孔分布圓直徑DF比配流盤2A的配流窗分布圓直徑Df大,缸體1A上的配流窗分布圓相對于柱塞孔分布圓,是向內收縮的,這對提升泵的自吸性能有利,設計時可使缸體上連通柱塞腔與配流窗的油道與軸線形成的一個夾角θ。當缸體高速旋轉時,此油道內的油液在離心力的作用下,可為吸油區柱塞腔增壓,這對柱塞泵而言,實際上提升了泵的自吸能力,在同等吸油壓力下允許的轉速更高。油道傾斜角度θ越大,泵的自吸能力越強。
但按現有技術設計的產品,缸體1A的柱塞孔分布圓直徑DF和配流盤2A的配流窗分布圓直徑Df相差較小,不利于傾斜油道的設計,只能采用與軸線夾角很小或平行于軸線的油道(備注:為避免吸油過程中柱塞腔內的M點所在區域發生氣蝕,此油道與柱塞腔的連通點N不能太靠近柱塞腔的外側。換言之,不能隨意將N點外移來增大油道傾斜角度θ,否則易導致局部氣蝕的發生)。因油道傾斜角度θ很小,對于自吸能力的提升效果也就不明顯,在同等吸油壓力下泵允許的轉速受到制約。這對于特殊用途的、特別是需要工作于很高轉速的微型柱塞泵而言,是一個重大的缺陷。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤及其配合的缸體,主要針對某些特殊用途(如航空、航天、小型機器人等)的微型柱塞泵、馬達,讓球面側配流窗分布圓直徑的設計擺脫軸承外徑的制約,因而可大幅減小配流盤球面配流窗的分布圓直徑,相應地,減小配流盤球面半徑和內、外密封帶直徑,同時大幅增大缸體配流窗油道的傾斜角,達到提高容積效率、機械效率和自吸能力的目的。
本發明的目的及解決其主要技術問題是采用以下技術方案來實現的:一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤,其特征在于:缸體和配流盤的接觸面為球面形狀,球面配流盤的正面球面側配流窗3在其背面平面側的投影,與背面平面側配流窗4是錯位的,其正面配流窗與背面配流窗之間通過油道連通,背面配流窗的外側直徑D1大于正面配流窗的外側直徑d1,背面配流窗的內側直徑D2大于正面配流窗的內側直徑d2。
所述的配流盤可設計為兩體式結構,即配流盤與過渡板5B組成所述結構。
所述的一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤配合的缸體,其特征在于,缸體上連通球面配流窗與柱塞腔的油道,與缸體軸線形成一個夾角θ1。
用所述的一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤及其配合的缸體制造的斜盤式柱塞泵、馬達同時由本申請人另案申請《一種新型微型斜盤式柱塞泵、馬達》。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知,本發明中的配流盤,其球面側配流窗口的設計擺脫了軸承外徑的制約,其球面側的配流窗分布圓直徑可以設計得更小,相關聯地,缸體和配流盤的球面半徑也因此可以設計得更小,配流盤球面側內外密封帶直徑也更小。由此獲得的有益效果包括:
高速運轉時缸體自定心效果更好,缸體球面和配流盤球面貼合更好,因而容積效率更高;
球面上內外密封帶直徑的減小,使產生內泄的環帶長度減小,也促使容積效率更高;
缸體球面和配流盤球面相對高速旋轉時平均滑動線速度更低,因而滑動摩擦功耗更小,機械效率更高;
球面配流窗分布圓直徑的減小,使缸體球面配流窗連通柱塞腔的油道,與缸體軸線的夾角更大,在離心力的作用下起到的增壓效果更好,應用于柱塞泵時,提高了泵的自吸能力,在同等吸油壓力下泵的允許轉速更高;
作為一種附加的有益效果,缸體和配流盤球面配流窗直徑的減小,有利于產品的減重,這對于特殊用途(如航空、航天、小型機器人等)的微型泵而言也極具實用意義。
上述有益效果對常規用途的、中等或較大排量的柱塞泵、馬達也是適用的,但當應用于微型斜盤式柱塞泵、馬達時,其有益效果更加明顯。
附圖說明
圖1a是現有技術球面配流盤的平面側正視圖,
圖1b是現有技術球面配流盤的剖視圖,
圖1c是現有技術球面配流盤的球面側正視圖,
圖1d是現有技術的缸體、配流盤、軸承和端蓋的裝配關系示意圖,
圖2a 是本發明的球面配流盤的平面側正視圖,
圖2b是本發明的球面配流盤的剖視圖,
圖2c是本發明的球面配流盤的球面側正視圖,
圖2d是本發明的缸體、配流盤、軸承和端蓋的裝配關系示意圖,
圖3a是本發明的配流盤為一體式結構,
圖3b是本發明的配流盤為兩體式結構。
圖中標記:
1A、缸體,2A、配流盤,3A、端蓋,4A、軸承,
1B、缸體,2B、配流盤,3B、端蓋,4B、軸承,5B、過渡板,
1、現有技術配流盤的球面側配流窗,
2、現有技術配流盤的平面側配流窗,
dz為缸體柱塞孔直徑,
Db為軸承外徑,
DF為缸體柱塞孔分布圓直徑,
Df為現有技術配流盤球面配流窗的分布圓直徑,
Dx為現有技術配流盤球面側的內密封帶直徑,
Dy為現有技術配流盤球面側的外密封帶直徑,
B為現有技術的配流盤的配流窗寬度,
t為現有技術的端蓋上的油道與軸承孔之間的壁厚,
θ為現有技術的缸體上連通配流窗與柱塞腔的油道與缸體軸線的夾角,
R為現有技術的缸體、配流盤的球面半徑,
M為柱塞腔底部靠近內側孔壁的區域中的點
N為缸體上連通配流窗與缸體柱塞腔的油道中心線與柱塞底部平面的交點
3、本發明的配流盤的球面側配流窗,
4、本發明的配流盤的平面側配流窗,
d1為本發明的配流盤球面側配流窗外側直徑
d2為本發明的配流盤球面側配流窗內側直徑
D1為本發明的配流盤平面側配流窗外側直徑
D2為本發明的配流盤平面側配流窗內側直徑
Df1為本發明配流盤球面配流窗的分布圓直徑,
θ1為本發明中的缸體上連通配流窗與柱塞腔的油道與缸體軸線的夾角,
R1為本發明中的缸體、配流盤的球面半徑,
α為本發明的配流盤球面側配流窗的包角,
β為本發明的配流盤平面側配流窗的包角,
W為本發明的配流盤背面所開泄油槽的寬度。
具體實施方式
以下結合附圖和較佳實施例,對依據本發明提出的一種斜盤式柱塞泵、馬達的配流盤及其配合的缸體具體實施方式、特征及其功效,詳細說明如后。
如圖2a-2d所示,配流盤與缸體采用球面配流。配流盤正面(球面側)配流窗3在其背面(平面側)的投影,與背面的配流窗4是錯位的,背面配流窗的外側直徑D1大于正面配流窗的外側直徑d1,背面配流窗的內側直徑D2大于正面配流窗的內側直徑d2。
為保證配流盤平面側緊貼在端蓋平面,不會被其平面側所受的液壓分離力推開,需要合理設計配流盤平面側的有關參數,如減小背面配流窗包角。作為優選,配流盤球面側配流窗的包角α大于背面配流窗的包角β;作為優選,在配流盤背面配流窗的兩側,開有寬度為W的泄油槽。
寬度為W的泄油槽,也可以開在與配流盤接觸的端蓋平面上。
當配流盤正面配流窗與背面配流窗錯位量較大,連通兩者之間的油道難于加工時,也可以將配流盤設計成兩體式結構。將圖3a的配流盤分解成圖3b的配流盤和過渡板5B,配流盤和過渡板5B組合安裝后獲得與前述配流盤基本相同的使用效果。
缸體上連通球面配流窗口與柱塞腔的油道,與柱塞軸線形成一個較大的夾角θ1,充分利用離心力的作用為吸油區的柱塞腔增壓。應用于泵的工況時,提高了泵的自吸能力,在同等吸油壓力下,則提高了泵的最高工作轉速。
以上所述,僅是本發明的較佳實施例而已,并非對本發明作任何形式上的限制,任何未脫離本發明技術方案內容,依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發明技術方案的范圍內。

關 鍵 詞:
一種 斜盤式 柱塞 馬達 配流盤 及其 配合 缸體
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