專利名稱：手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓變壓器，具體地說是一種手動控制的雙作用葉片式液壓變壓
器，屬機械領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
液壓變壓器是指在液壓傳動中實現(xiàn)壓力轉(zhuǎn)換的一種液壓元件。液壓變壓器可以把 給定壓力下的輸入液壓能高效率地轉(zhuǎn)換為另一種壓力下的輸出液壓能，使用它可以實現(xiàn)多 負載在恒壓網(wǎng)絡(luò)中互不相關(guān)的控制，還會使能量逆向流動，不僅可以無節(jié)流損失地驅(qū)動直 線負載，而且還可以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)負載。 現(xiàn)有的液壓變壓器基本上都是柱塞式結(jié)構(gòu)，其工作壓力高，在20Mpa以上，流量范 圍大，一般用于高壓、大流量液壓系統(tǒng)中，在中、低壓液壓系統(tǒng)中使用，效率很低，而且柱塞 式液壓變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度高，對油污染敏感，濾油精度要求高，價格較昂貴，因此使 得液壓變壓器的應(yīng)用范圍受到了很大的限制。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、流量均勻、噪聲 小、運轉(zhuǎn)精度高且平穩(wěn)，可應(yīng)用于中高壓、中壓、中低壓液壓系統(tǒng)的手動控制的雙作用葉片 式液壓變壓器，以豐富液壓變壓器的種類，擴大液壓變壓器的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案 —種手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器主要由殼體、旋轉(zhuǎn)軸、左端蓋、配流盤、 定子、轉(zhuǎn)子、右端蓋、葉片、下端蓋、變量柱塞、螺桿、套筒、上端蓋、手輪等組成；兩組轉(zhuǎn)子和 定子的中心都是固定且重合的，轉(zhuǎn)子的寬度比定子的寬度稍小，轉(zhuǎn)子安裝在定子內(nèi)，葉片的 一端放入轉(zhuǎn)子的葉片槽內(nèi)，另一端與定子的內(nèi)表面接觸，葉片沿轉(zhuǎn)子徑向安置，轉(zhuǎn)子通過花 鍵與旋轉(zhuǎn)軸的左、右半軸配合聯(lián)接，一個定子的外圈以長半徑圓弧中心為中心150°范圍 內(nèi)作成齒輪型式；變量機構(gòu)主要由下端蓋、變量柱塞、螺桿、導(dǎo)向塊、套筒、上端蓋、螺母、手 輪等構(gòu)成，變量柱塞安裝在變壓器殼體內(nèi)，變量柱塞的一個側(cè)面加工成齒條型式，另一個側(cè) 面加工有凹槽，其上裝有導(dǎo)向塊，變量柱塞的上端部加工有內(nèi)螺紋，螺桿的下端加工為外螺 紋，與變量柱塞構(gòu)成傳動幅，螺桿上裝有套筒，套筒裝在變壓器殼體內(nèi)，套筒的上端面與螺 桿凸肩的下表面配合接觸，螺桿凸肩的上表面與安裝在其上的上端蓋配合接觸，螺桿上端 固定有手輪，螺桿可通過螺母鎖緊在上端蓋上，齒條式變量柱塞與齒輪式定子構(gòu)成齒輪傳 動幅，下端蓋、上端蓋通過螺栓固定在殼體上；配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，并緊壓在定子的左 右兩個側(cè)面上，左端蓋、右端蓋通過螺栓固定在殼體上。 本發(fā)明的手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效 果是 (1)本發(fā)明能以無節(jié)流損失的方式將恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)壓力調(diào)整為負載壓力變化范圍 內(nèi)的任一值。
3
(2)本發(fā)明可應(yīng)用于中高壓、中壓、中低壓液壓系統(tǒng)中，B卩7Mpa以上，20Mpa以下的
液壓系統(tǒng)中，擴大了液壓變壓器的應(yīng)用范圍，豐富了液壓變壓器的品種。 (3)本發(fā)明體積小、重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小，控制方便，控制性能好。
(四)


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖 圖2是本發(fā)明的的A-A視圖 圖3是本發(fā)明的的B-B視圖 圖4是本發(fā)明的油口連接形式示意圖 圖5是本發(fā)明的變壓原理示意圖 圖中1.殼體，2.旋轉(zhuǎn)軸，3.左端蓋，4、7、8、11.配流盤，5、9.定子，6、10.轉(zhuǎn)子， 12.右端蓋，13、22.葉片，14.手輪，15.螺母，16.上端蓋，17.套筒，18.導(dǎo)向塊，19.螺桿， 20.變量柱塞，21.下端蓋
(五)
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作以下詳細地說明。 如圖1、2、3所示，本發(fā)明所述的手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器主要由殼體 1、旋轉(zhuǎn)軸2、左端蓋3、配流盤4、7、8、11與定子5、9和轉(zhuǎn)子6、 10及右端蓋12、下端蓋21、變 量柱塞20、螺桿19、導(dǎo)向塊18、套筒17、上端蓋16、螺母15、手輪14、葉片13、22等組成；轉(zhuǎn) 子6和定子5的中心是固定且重合的，轉(zhuǎn)子6的寬度比定子5的寬度稍小，轉(zhuǎn)子6安裝在定 子5內(nèi)，葉片13的一端放入轉(zhuǎn)子6的葉片槽內(nèi)，另一端與定子5的內(nèi)表面接觸，葉片13沿 轉(zhuǎn)子6徑向安置(即安放角為零)，轉(zhuǎn)子6通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸2的左半軸配合聯(lián)接，在恒壓 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中高壓油的作用下，轉(zhuǎn)子6可帶動旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)；定子5外圈以長半徑圓弧中心為 中心150°范圍內(nèi)作成齒輪型式；由下端蓋21、變量柱塞20、螺桿19、導(dǎo)向塊18、套筒17、上 端蓋16、螺母15、手輪14等構(gòu)成變量機構(gòu)，變量柱塞20安裝在變壓器殼體1內(nèi)，變量柱塞 20的一個側(cè)面加工成齒條型式，另一個側(cè)面加工有凹槽，其上裝有導(dǎo)向塊18，導(dǎo)向塊18可 在變壓器殼體1加工的導(dǎo)向槽中滑動，起導(dǎo)向和防止變量柱塞20轉(zhuǎn)動的作用，變量柱塞20 的上端部加工有內(nèi)螺紋，螺桿19的下端加工為外螺紋，與變量柱塞20構(gòu)成傳動幅，螺桿19 上裝有套筒17，套筒17裝在變壓器殼體1內(nèi)，套筒17的上端面與螺桿19凸肩的下表面配 合接觸，螺桿19凸肩的上表面與安裝在其上的上端蓋16配合接觸，螺桿19只能轉(zhuǎn)動而不 上下移動，螺桿19上端固定有手輪14，順時針、逆時針旋轉(zhuǎn)手輪14可通過螺桿19帶動變 量柱塞20上、下移動，齒條式變量柱塞20與齒輪式定子5構(gòu)成齒輪傳動幅，定子5在變量 柱塞20的作用下可繞中心旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)變量，不變量時，由螺母15將螺桿19鎖緊在上端蓋16 上，下端蓋21、上端蓋16通過螺栓固定在殼體1上；配流盤4、7安裝在旋轉(zhuǎn)軸2上，并緊壓 在定子5的左右兩個側(cè)面上；轉(zhuǎn)子10和定子9的中心也是固定且重合的，轉(zhuǎn)子10的寬度比 定子9的寬度稍小，轉(zhuǎn)子10安裝在定子9內(nèi)，葉片22的一端放入轉(zhuǎn)子10的葉片槽內(nèi)，另一 端與定子9的內(nèi)表面接觸，葉片22沿轉(zhuǎn)子10徑向安置，轉(zhuǎn)子10通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸2的右 半軸配合聯(lián)接，由旋轉(zhuǎn)軸2帶動轉(zhuǎn)子10旋轉(zhuǎn)，輸出壓力油；配流盤8、11安裝在旋轉(zhuǎn)軸2上，
4并緊壓在定子9的左右兩個側(cè)面上；左端蓋3、右端蓋12通過螺栓固定在殼體1上。
由旋轉(zhuǎn)軸2 、轉(zhuǎn)子6 、定子5 、下端蓋21 、變量柱塞20 、螺桿19 、導(dǎo)向塊18 、套筒17 、上 端蓋16、螺母15、手輪14、葉片13、配流盤4、7等可組成變量部件23，由旋轉(zhuǎn)軸2、轉(zhuǎn)子10、 定子9、葉片22、配流盤8、11等可組成定量部件24。所述的手動控制的雙作用葉片式液壓 變壓器的變量部件23與雙作用葉片式二次元件的結(jié)構(gòu)、功能相似，變量部件23可以看作雙 作用葉片式二次元件；所述的手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器的定量部件24與定量 雙作用葉片馬達的結(jié)構(gòu)、功能相似，定量部件24可以看作為一個定量雙作用葉片馬達；于 是，所述的手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器可以看作是由二次元件與定量馬達同軸剛 性聯(lián)接而成的，如圖4所示，變量部件23的左上油口 M為手動控制的雙作用葉片式液壓變 壓器的進油口，進油口 M與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓油路連接，定量部件24的右上油口 N為手 動控制的雙作用葉片式液壓變壓器的出油口 ，出油口 N與負載端連接，進油口M與出油口N 大小相同，變量部件23的下油口與定量部件24的下油口連接在一起，成為手動控制的雙作 用葉片式液壓變壓器一個油口 0，油口 0與油箱連接，油口 O—方面向液壓變壓器補充油液， 另一方面將多余的油液和液壓變壓器內(nèi)泄漏產(chǎn)生的油液流回油箱，油口 0大于進油口 M與 出油口 N。 如圖5所示，在恒壓網(wǎng)絡(luò)壓力p工的作用下，變量部件23產(chǎn)生的主動轉(zhuǎn)矩為
7;=^(A-p。) 定量部件24產(chǎn)生的阻力轉(zhuǎn)矩為
K =-— (/72 - A) 式中Vp、是變量部件23、定量部件24的排量，p^^是液壓變壓器進、出油口處 的壓力，P。是油箱處的壓力，通常P。 = 0。 忽略變量部件23與定量部件24之間的摩擦阻力矩，當(dāng)1\+T2 = 0時，液壓變壓器
處于平衡狀態(tài)，此時液壓變壓器進、出油口之間的壓力比為
義丄丄 (1)
式中A為變壓比。 由以上推導(dǎo)可以看出，變壓比是液壓變壓器進、出口壓力的比值，它也等于相應(yīng)排 量的反比。這里壓力Pl是恒壓網(wǎng)絡(luò)的壓力，它為定值，而壓力P2取決定于負載，因此所述的 手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器的變壓實質(zhì)上是調(diào)節(jié)排量V乂^的值，由于定量部件 24的排量V2是一個固定值，所以工作中是通過調(diào)節(jié)變量部件23的排量K來滿足負載變化 的需要。 所述的手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器不工作時，變量部件23與定量部件 24的轉(zhuǎn)子均靜止不動，變量部件23的定子處在初始旋轉(zhuǎn)位置(零點)，變量部件23的排量 ^為零，由公式(1)可知，變壓比A等于零。 所述的手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器工作時，為適應(yīng)負載的變化，旋轉(zhuǎn)手 輪14，變量部件23的定子順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)，隨著定子旋轉(zhuǎn)角度的變化，變量部件23的 排量V工不斷變化，由公式(1)可知，變壓比A就隨之改變，實現(xiàn)變壓，滿足負載變化的需要。
所述的手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器的變量部件23的定子5旋轉(zhuǎn)角度的 大小和方向由變量柱塞20的位移決定，變量柱塞20的位移由手輪14的轉(zhuǎn)角控制，通過旋 轉(zhuǎn)手輪14可調(diào)節(jié)變量柱塞20的位移(大小和方向)。
權(quán)利要求
一種手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器包括殼體(1)、旋轉(zhuǎn)軸(2)、左端蓋(3)、配流盤(4、7、8、11)、定子(5、9)、轉(zhuǎn)子(6、10)、右端蓋(12)、葉片(13、22)、手輪(14)、螺母(15)、上端蓋(16)、套筒(17)、導(dǎo)向塊(18)、螺桿(19)、變量柱塞(20)、下端蓋(21)；其特征在于，轉(zhuǎn)子(6)和定子(5)的中心是固定且重合的，轉(zhuǎn)子(6)的寬度比定子(5)的寬度稍小，轉(zhuǎn)子(6)安裝在定子(5)內(nèi)，葉片(13)的一端放入轉(zhuǎn)子(6)的葉片槽內(nèi)，葉片(13)的另一端與定子(5)的內(nèi)表面接觸，葉片(13)沿轉(zhuǎn)子(6)徑向安置，轉(zhuǎn)子(6)通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸(2)的左半軸配合聯(lián)接，定子(5)外圈以長半徑圓弧中心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪型式，變量柱塞(20)安裝在變壓器殼體(1)內(nèi)，變量柱塞(20)的一個側(cè)面加工成齒條型式，變量柱塞(20)與齒輪式定子(5)構(gòu)成齒輪傳動幅，變量柱塞(20)的另一個側(cè)面加工有凹槽，變量柱塞(20)的凹槽上裝有導(dǎo)向塊(18)，變量柱塞(20)的上端部加工為內(nèi)螺紋，螺桿(19)的下端加工為外螺紋，螺桿(19)與變量柱塞(20)構(gòu)成傳動幅，螺桿(19)上裝有套筒(17)，套筒(17)安裝在變壓器殼體(1)內(nèi)，套筒(17)的上端面與螺桿(19)凸肩的下表面配合接觸，螺桿(19)凸肩的上表面與安裝在螺桿(19)上的上端蓋(16)配合接觸，螺桿(19)上端固定有手輪(14)，螺桿(19)可通過螺母(15)鎖緊在上端蓋(16)上，下端蓋(21)、上端蓋(16)通過螺栓固定在殼體(1)上，配流盤(4、7)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(2)上，并緊壓在定子(5)的左右兩個側(cè)面上；轉(zhuǎn)子(10)和定子(9)的中心是固定且重合的，轉(zhuǎn)子(10)的寬度比定子(9)的寬度稍小，轉(zhuǎn)子(10)安裝在定子(9)內(nèi)，葉片(22)的一端放入轉(zhuǎn)子(10)的葉片槽內(nèi)，葉片(22)的另一端與定子(9)的內(nèi)表面接觸，葉片(22)沿轉(zhuǎn)子(10)徑向安置，轉(zhuǎn)子(10)通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸(2)的右半軸配合聯(lián)接，配流盤(8、11)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(2)上，并緊壓在定子(9)的左右兩個側(cè)面上，左端蓋(3)、右端蓋(12)通過螺栓固定在殼體(1)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，左上油 口 (M)為手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器的進油口，進油口 (M)與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高 壓油路連接，右上油口 (N)為手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器的出油口，出油口 (N)與 負載端連接，進油口 (M)與出油口 (N)大小相同，下油口為手動控制的雙作用葉片式液壓變 壓器一個油口 (O)，油口 (0)與油箱連接，油口 (0)大于進油口 (M)與出油口 (N)。
全文摘要
一種手動控制的雙作用葉片式液壓變壓器包括殼體、旋轉(zhuǎn)軸、左端蓋、配流盤、定子、轉(zhuǎn)子、右端蓋、葉片、下端蓋、變量柱塞、螺桿、套筒、上端蓋、手輪等；其特征在于，兩組轉(zhuǎn)子和定子的中心都是固定且重合的，轉(zhuǎn)子的寬度比定子的寬度稍小，轉(zhuǎn)子安裝在定子內(nèi)，葉片的一端放入轉(zhuǎn)子的葉片槽內(nèi)，另一端與定子的內(nèi)表面接觸，葉片沿轉(zhuǎn)子徑向安置，轉(zhuǎn)子通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸的左、右半軸配合聯(lián)接，定子的外圈以長半徑圓弧中心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪型式；變量柱塞的一個側(cè)面加工成齒條型式，與齒輪式定子構(gòu)成齒輪傳動副，變量柱塞的另一個側(cè)面加工有凹槽，變量柱塞與螺桿構(gòu)成傳動副；配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，并緊壓在定子的左右兩個側(cè)面上。
文檔編號F15B3/00GK101696702SQ20091001924
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)明者張玉波, 臧發(fā)業(yè) 申請人:山東交通學(xué)院;