專利名稱：電控葉片式液壓變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓變壓器，具體地說是一種電控葉片式液壓變壓器，屬機(jī)
械領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
液壓變壓器是指在液壓傳動(dòng)中實(shí)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(shí)現(xiàn)多 負(fù)載在恒壓網(wǎng)絡(luò)中互不相關(guān)的控制，還會(huì)使能量逆向流動(dòng)，不僅可以無節(jié)流損失地驅(qū)動(dòng)直 線負(fù)載，而且還可以驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)負(fù)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(duì)油污染敏感，濾油精度要求高，價(jià)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。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)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(yùn)轉(zhuǎn)精度高且平穩(wěn)，一端可用于中、高壓液壓系統(tǒng)，另一端可用于低壓液壓系統(tǒng)的 葉片式液壓變壓器，以解決負(fù)載端壓力比供油恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)壓力小得多的問題，提高了液 壓系統(tǒng)的工作效率，從而擴(kuò)大了液壓變壓器的應(yīng)用范圍，豐富了液壓變壓器的種類。 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案 —種電控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、齒輪、葉片、變量活塞及電機(jī)等；一組轉(zhuǎn)子和定子的中心是固定且重合的，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)軸的左半軸配合聯(lián)接，定子外圈以長(zhǎng) 半徑圓弧中心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪形式，定子與齒輪構(gòu)成齒輪傳動(dòng)副，齒輪安裝在 電機(jī)的輸出軸上，電機(jī)安裝在殼體上，配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，并緊壓在定子的左右兩個(gè)側(cè) 面上；另一組轉(zhuǎn)子的中心是固定的，定子的中心可處在轉(zhuǎn)子中心的左側(cè)或右側(cè)，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)子通過平鍵與旋轉(zhuǎn)軸的右半軸配合聯(lián)接，變量活塞的 活塞桿右端頭與定子的外表面固定在一起，變量活塞的殼體是在液壓變壓器的殼體上加工 制成的，變量活塞、變量油缸端蓋和殼體構(gòu)成變量油缸，變量油缸端蓋通過螺栓固定在殼體 上，上端蓋通過螺栓固定在殼體上，上壓板通過螺栓聯(lián)接在上端蓋上，下壓板與定子的外表 面配合接觸，滾柱安裝在上壓板和下壓板之間，滾柱與上壓板的下表面和下壓板的上表面 配合接觸，配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，并緊壓在定子的兩個(gè)側(cè)面上；旋轉(zhuǎn)軸左半軸一段制成花 鍵，旋轉(zhuǎn)軸右半軸一段制成平鍵，旋轉(zhuǎn)軸的左端通過滑動(dòng)軸承安裝在左側(cè)配流盤上，旋轉(zhuǎn)軸 的右端通過滑動(dòng)軸承安裝在右端蓋上，左端蓋、右端蓋通過螺栓固定在殼體上。[0007] 本實(shí)用新型的電控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)本實(shí)用新型能以無節(jié)流損失的方式將恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)壓力調(diào)整為負(fù)載壓力變化 范圍內(nèi)的任一值。
(2)本實(shí)用新型一端可用于中、高壓液壓系統(tǒng)，另一端可用于低壓液壓系統(tǒng)的葉片
式液壓變壓器，解決了負(fù)載端壓力比供油恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)壓力小得多的問題，提高了液壓系
統(tǒng)的工作效率，擴(kuò)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)本實(shí)用新型體積小、重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，控制方便，易于實(shí)現(xiàn)精確控制，控制
性能好。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖2是本實(shí)用新型的的A-A視圖 圖3是本實(shí)用新型的的B-B視圖 圖4是本實(shí)用新型的的C-C視圖 圖5是本實(shí)用新型的油口連接形式示意圖 圖6是本實(shí)用新型的變壓原理示意圖 圖中1.殼體，2.旋轉(zhuǎn)軸，3.左端蓋，4、7、8、15.配流盤，5、13.定子，6、14.轉(zhuǎn)子， 9.上端蓋，IO.上壓板，ll.滾柱，12.下壓板，16.右端蓋，17.齒輪，18、21.葉片，19.變量 活塞，20.變量油缸端蓋，22.電機(jī)
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作以下詳細(xì)地說明。 如
圖1、2、3、4所示，本實(shí)用新型所述的電控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、15與定子5、 13和轉(zhuǎn)子6、 14及上端蓋9、上壓板10、滾柱11、 下壓板12、右端蓋16、齒輪17、葉片18、21及變量活塞19、變量油缸端蓋20、電機(jī)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18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 18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(dòng)旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)；定子5外圈以長(zhǎng)半徑圓弧中 心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪形式，定子5與齒輪17構(gòu)成齒輪傳動(dòng)副，在電機(jī)22的帶動(dòng) 下定子5順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)進(jìn)行變量，齒輪17安裝在電機(jī)22的輸出軸上，電機(jī)22安裝 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(gè)側(cè)面上；轉(zhuǎn)子14的 中心是固定的，定子13的中心可左右移動(dòng)，定子13的中心可處在轉(zhuǎn)子14中心的左側(cè)或右 側(cè)，轉(zhuǎn)子14的寬度比定子13的寬度稍小，轉(zhuǎn)子14安裝在定子13內(nèi)，葉片21的一端放入轉(zhuǎn) 子14的葉片槽內(nèi)，另一端與定子13的內(nèi)表面接觸，葉片21沿轉(zhuǎn)子14徑向安置，轉(zhuǎn)子14通 過平鍵與旋轉(zhuǎn)軸2的右半軸配合聯(lián)接；變量活塞19的活塞桿右端頭與定子13的外表面固 定在一起，變量活塞19的殼體是在殼體1上加工制成的，變量活塞19、變量油缸端蓋20和 殼體1構(gòu)成變量油缸，變量油缸端蓋20通過螺栓固定在殼體1上，變量活塞19的活塞桿可推動(dòng)定子13左右移動(dòng)，改變轉(zhuǎn)子14與定子13的偏心距的大小和方向可實(shí)現(xiàn)變量；上端蓋9通過螺栓固定在殼體1上，上壓板10通過螺栓聯(lián)接在上端蓋9上，下壓板12與定子13的外表面配合接觸，滾柱11安裝在上壓板10和下壓板12之間，滾柱11與上壓板10的下表面和下壓板12的上表面配合接觸，下壓板12可隨定子13左右移動(dòng)；配流盤8、 15安裝在旋轉(zhuǎn)軸2上，并緊壓在定子13的左右兩個(gè)側(cè)面上；由旋轉(zhuǎn)軸2帶動(dòng)轉(zhuǎn)子14旋轉(zhuǎn)，輸出壓力油；旋轉(zhuǎn)軸2左半軸一段制成花鍵，旋轉(zhuǎn)軸2右半軸一段制成平鍵，旋轉(zhuǎn)軸2的左端通過滑動(dòng)軸承安裝在配流盤4上，旋轉(zhuǎn)軸2的右端通過滑動(dòng)軸承安裝在右端蓋16上，左端蓋3、右端蓋16通過螺栓固定在殼體1上。 由旋轉(zhuǎn)軸2、轉(zhuǎn)子6、定子5、齒輪17、葉片18、電機(jī)22、配流盤4、7等可組成變量部件23，由旋轉(zhuǎn)軸2、轉(zhuǎn)子14、定子13、變量活塞19、葉片21、配流盤8、15等可組成變量部件24。所述的電控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可以看作為一個(gè)雙作用葉片式二次元件；所述的電控葉片式液壓變壓器的變量部件24與單作用葉片式二次元件的結(jié)構(gòu)、功能相似，變量部件24可以看作為一個(gè)單作用葉片式二次元件，于是，所述的電控葉片式液壓變壓器可以看作是由兩個(gè)二次元件同軸剛性聯(lián)接而成的，如圖5所示，變量部件23的左上油口 M為電控葉片式液壓變壓器的進(jìn)油口，進(jìn)油口 M與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓端連接，變量部件24的右上油口 N為電控葉片式液壓變壓器的出油口，出油口 N與負(fù)載端連接，進(jìn)油口 M大于出油口 N，變量部件23的下油口與變量部件24的下油口連接在一起，成為電控葉片式液壓變壓器一個(gè)油口 0，油口 0與油箱連接，油口 0 —方面向液壓變壓器補(bǔ)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(jìn)油口 M。 如圖6所示，在恒壓網(wǎng)絡(luò)壓力Pl的作用下，變量部件23產(chǎn)生的主動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 7;=^"(A-; o) 變量部件24產(chǎn)生的阻力轉(zhuǎn)矩為 K =-,(/ 2 -A) 式中K、、是變量部件23、變量部件24的排量，Pl、p2是液壓變壓器進(jìn)、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與變量部件24之間的摩擦阻力矩，當(dāng)1\+T2 = 0時(shí)，液壓變壓器
處于平衡狀態(tài)，此時(shí)液壓變壓器進(jìn)、出油口之間的壓力比為[0028]
義n 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(jìn)、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(fù)載，因此所述的
電控雙作用葉片式液壓變壓器的變壓實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)排量V乂、的值，工作中可分別或同時(shí)
調(diào)節(jié)變量部件23的排量K或變量部件24的排量V2來滿足負(fù)載變化的需要。 所述的電控葉片式液壓變壓器不工作時(shí)，變量部件23與變量部件24的轉(zhuǎn)子均靜
止不動(dòng)，變量部件23的定子5處在初始旋轉(zhuǎn)位置(零點(diǎn))，變量部件24的定子13可處在除零點(diǎn)外的任一位置，此時(shí)變量部件23的排量^為零，變量部件24的排量、不為零，由公式(1)可知，變壓比A等于零。 所述的電控葉片式液壓變壓器工作時(shí)，為適應(yīng)負(fù)載的變化，在電機(jī)的作用下，變量部件23的定子順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，隨著定子旋轉(zhuǎn)角度的變化，變量部件23的排量^也不斷變化；在變量活塞的作用下，變量部件24的定子13向左或向右移動(dòng)，轉(zhuǎn)子14與定子13的偏心距的大小和方向不斷變化，隨著偏心距的大小和方向不斷變化，變量部件24的排量、也不斷變化，由公式(1)可知，變壓比A就隨之改變，實(shí)現(xiàn)變壓，滿足負(fù)載變化的需要。[0033] 所述的電控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電機(jī)(伺服電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī))輸出軸的轉(zhuǎn)角決定，工作中，由角位移傳感器檢測(cè)伺服電動(dòng)機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)角，反饋給控制器，由控制器發(fā)出指令給伺服電動(dòng)機(jī)，來控制定子5的旋轉(zhuǎn)角度(大小和方向)，或由控制器控制發(fā)送給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的脈沖數(shù)，來控制定子5的旋轉(zhuǎn)角度(大小和方向)；變量部件24的轉(zhuǎn)子14與定子13的偏心距的大小和方向由變量活塞19的位移決定，變量活塞19的位移可由電液伺服(比例)閥和位置傳感器控制，工作中，由位置傳感器檢測(cè)變量活塞19的位移，反饋給控制器，由控制器發(fā)出指令給電液伺服(比例)閥，調(diào)節(jié)變量活塞的位移(大小和方向)。
權(quán)利要求一種電控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、15)、定子(5、13)、轉(zhuǎn)子(6、14)、上端蓋(9)、上壓板(10)、滾柱(11)、下壓板(12)、右端蓋(16)、齒輪(17)、葉片(18、21)、變量活塞(19)、變量油缸端蓋(20)、電機(jī)(22)；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(18)的一端放入轉(zhuǎn)子(6)的葉片槽內(nèi)，葉片(18)的另一端與定子(5)的內(nèi)表面接觸，葉片(18)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(zhǎng)半徑圓弧中心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪形式，定子(5)與齒輪(17)構(gòu)成齒輪傳動(dòng)副，齒輪(17)安裝在電機(jī)(22)的輸出軸上，電機(jī)(22)安裝在殼體(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(gè)側(cè)面上；轉(zhuǎn)子(14)的中心是固定的，定子(13)的中心可處在轉(zhuǎn)子(14)中心的左側(cè)或右側(cè)，轉(zhuǎn)子(14)的寬度比定子(13)的寬度稍小，轉(zhuǎn)子(14)安裝在定子(13)內(nèi)，葉片(21)的一端放入轉(zhuǎn)子(14)的葉片槽內(nèi)，葉片(21)的另一端與定子(13)的內(nèi)表面接觸，葉片(21)沿轉(zhuǎn)子(14)徑向安置，轉(zhuǎn)子(14)通過平鍵與旋轉(zhuǎn)軸(2)的右半軸配合聯(lián)接；變量活塞(19)的活塞桿右端頭與定子(13)的外表面固定在一起，變量活塞(19)的殼體是在殼體(1)上加工制成的，變量活塞(19)、變量油缸端蓋(20)和殼體(1)構(gòu)成變量油缸，變量油缸端蓋(20)通過螺栓固定在殼體(1)上；上端蓋(9)通過螺栓固定在殼體(1)上，上壓板(10)通過螺栓聯(lián)接在上端蓋(9)上，下壓板(12)與定子(13)的外表面配合接觸，滾柱(11)安裝在上壓板(10)和下壓板(12)之間，滾柱(11)與上壓板(10)的下表面和下壓板(12)的上表面配合接觸，配流盤(8、15)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(2)上，并緊壓在定子(13)的左右兩個(gè)側(cè)面上；旋轉(zhuǎn)軸(2)左半軸一段制成花鍵，旋轉(zhuǎn)軸(2)右半軸一段制成平鍵，旋轉(zhuǎn)軸(2)的左端通過滑動(dòng)軸承安裝在配流盤(4)上，旋轉(zhuǎn)軸(2)的右端通過滑動(dòng)軸承安裝在右端蓋(16)上，左端蓋(3)、右端蓋(16)通過螺栓固定在殼體(1)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電控葉片式液壓變壓器，其特征在于，電機(jī)(22)是伺服電動(dòng) 機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電控葉片式液壓變壓器，其特征在于，左上油口 (M)為電控葉 片式液壓變壓器的進(jìn)油口，進(jìn)油口 (M)與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓端連接，右上油口 (N)為電控 葉片式液壓變壓器的出油口，出油口 (N)與負(fù)載端連接，下油口 (0)為電控葉片式液壓變壓 器的一個(gè)油口，油口 (0)與油箱連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電控雙作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，進(jìn)油口 (M)大于 出油口 (N)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電控雙作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，油口 (0)大于進(jìn) 油口 (M)。
專利摘要一種電控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、齒輪、葉片、變量活塞及電機(jī)等；其特征在于，一組轉(zhuǎn)子和定子的中心是固定且重合的，另一組轉(zhuǎn)子的中心是固定的，定子的中心可左右移動(dòng)，葉片沿轉(zhuǎn)子徑向安置；一個(gè)轉(zhuǎn)子通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸的左半軸配合聯(lián)接，另一個(gè)轉(zhuǎn)子通過平鍵與旋轉(zhuǎn)軸的右半軸配合聯(lián)接；一個(gè)定子外圈以長(zhǎng)半徑圓弧中心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪形式，與齒輪構(gòu)成齒輪傳動(dòng)副，另一個(gè)定子的外表面與變量活塞的活塞桿右端頭固定在一起，配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，并緊壓在定子的左右兩個(gè)側(cè)面上，旋轉(zhuǎn)軸的左端安裝在左側(cè)配流盤上，旋轉(zhuǎn)軸的右端安裝在右端蓋上，左端蓋、右端蓋通過螺栓固定在殼體上。
文檔編號(hào)F15B3/00GK201526530SQ200920226278
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者張玉波, 戴汝泉, 梁杰, 臧發(fā)業(yè) 申請(qǐng)人:山東交通學(xué)院