專利名稱：機(jī)械控制的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，具體地說是一種機(jī)械控制的葉片式液壓變壓
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、中壓、中低壓液壓系統(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 —種機(jī)械控制的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、變量桿、螺桿、套筒、上端蓋、手輪、楔形板等組成；一組 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)軸的左半軸配合聯(lián)接，變量機(jī)構(gòu)主要由下端蓋、變量柱塞、變量桿、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(gè)側(cè) 面加工成圓弧形狀或漸開線形狀的凹型槽，與變量桿的球形頭端聯(lián)接，變量桿的另一端固 定在定子的長半徑圓弧中心線處的外表面上，變量柱塞的另一個(gè)側(cè)面也加工有凹槽，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(dòng)副，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，下端蓋、上端蓋通過螺栓固定在殼體上；另一組轉(zhuǎn)子與定子的中心 都是固定的，轉(zhuǎn)子的中心與定子的中心不重合，有一定的偏心距，楔形板左側(cè)面與殼體內(nèi)表 面配合接觸，楔形板右側(cè)面與定子外表面配合接觸，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；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。 本實(shí)用新型的機(jī)械控制的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、中壓、中低壓液壓系統(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，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，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)用新型的油口連接形式示意圖 圖5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、11.配流盤，5、9.定子，6、10.轉(zhuǎn)子， 12.右端蓋，13、24.葉片，14.手輪，15.螺母，16.上端蓋，17.套筒，18.導(dǎo)向塊，19.螺桿， 20.變量桿，21.變量柱塞，22.下端蓋，23.楔形板
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所示，本實(shí)用新型所述的機(jī)械控制的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、楔形板23、下端 蓋22、變量柱塞21、變量桿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、24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(dòng)旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)；由下端蓋22、 變量柱塞21、變量桿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(jī)構(gòu)，變量柱塞21安裝在變壓器殼體1內(nèi)，變量柱塞21的一個(gè)側(cè)面加工成圓弧形狀或漸 開線形狀的凹型槽，與變量桿20的球形頭端聯(lián)接，變量桿20的另一端固定在定子5的長半 徑圓弧中心線處的外表面上，變量柱塞21的另一個(gè)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(dòng)，起導(dǎo)向和防止變量柱塞21轉(zhuǎn)動(dòng)的作用， 變量柱塞21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21構(gòu)成傳 動(dòng)副，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(dòng)而不上下移動(dòng)，螺桿19上端固定有手輪14，順時(shí)針、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪14可通過螺 桿19帶動(dòng)變量柱塞21上、下移動(dòng)，在變量柱塞21的作用下，定子5可繞中心旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)變量， 不變量時(shí)，由螺母15將螺桿19鎖緊在上端蓋16上，下端蓋22、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(gè)側(cè)面上；轉(zhuǎn)子10的中 心與定子9的中心是固定的，轉(zhuǎn)子10的中心與定子9的中心不重合，有一定的偏心距，楔形 板23左側(cè)面與殼體1內(nèi)表面配合接觸，楔形板23右側(cè)面與定子9外表面配合接觸，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24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24沿轉(zhuǎn)子10徑向安置，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(gè)側(cè)面上，由旋轉(zhuǎn)軸2帶動(dòng)轉(zhuǎn)子10旋轉(zhuǎn)，輸出壓力油；旋 轉(zhuǎn)軸2的左端安裝在左側(cè)配流盤4上，旋轉(zhuǎn)軸的右端安裝在右端蓋12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22 、變量柱塞21 、變量桿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25，由旋轉(zhuǎn)軸 2、轉(zhuǎn)子10、定子9、葉片24、楔形板23、配流盤8、 11等可組成定量部件26。所述的機(jī)械控制 的葉片式液壓變壓器的變量部件25與雙作用葉片式二次元件的結(jié)構(gòu)、功能相似，變量部件 25可以看作雙作用葉片式二次元件；所述的機(jī)械控制的葉片式液壓變壓器的定量部件26 與單作用定量葉片馬達(dá)的結(jié)構(gòu)、功能相似，定量部件26可以看作為一個(gè)單作用定量葉片馬 達(dá)；于是，所述的機(jī)械控制的葉片式液壓變壓器可以看作是由二次元件與定量馬達(dá)同軸剛 性聯(lián)接而成的，如圖4所示，變量部件25的左上油口 M為機(jī)械控制的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)的高壓油路連接，定量部件26的右上油口 N為機(jī)械控制 的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與出油口N大小相同，變 量部件25的下油口與定量部件26的下油口連接在一起，成為機(jī)械控制的葉片式液壓變壓 器一個(gè)油口 0，油口 0與油箱連接，油口 O—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25產(chǎn)生的主動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 K 4(;7'i。) 定量部件26產(chǎn)生的阻力轉(zhuǎn)矩為 r2=—/7。) 式中Vp、是變量部件25、定量部件26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25與定量部件26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 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Pi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
機(jī)械控制的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，由于定量部件26的排 量^是一個(gè)固定值，所以工作中是通過調(diào)節(jié)變量部件25的排量^來滿足負(fù)載變化的需要。 所述的機(jī)械控制的葉片式液壓變壓器不工作時(shí)，變量部件25與定量部件26的轉(zhuǎn) 子均靜止不動(dòng)，變量部件25的定子處在初始旋轉(zhuǎn)位置(零點(diǎn))，變量部件25的排量V工為零， 由公式(1)可知，變壓比A等于零。 所述的機(jī)械控制的葉片式液壓變壓器工作時(shí)，為適應(yīng)負(fù)載的變化，旋轉(zhuǎn)手輪14，變 量部件25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25的排量^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。 所述的機(jī)械控制的葉片式液壓變壓器的變量部件25的定子5旋轉(zhuǎn)角度的大小和 方向由變量柱塞21的位移決定，變量柱塞21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21的位移(大小和方向)。
權(quán)利要求一種機(jī)械控制的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、24)、手輪(14)、螺母(15)、上端蓋(16)、套筒(17)、導(dǎo)向塊(18)、螺桿(19)、變量桿(20)、變量柱塞(21)、下端蓋(22)、楔形板(23)；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，變量柱塞(21)安裝在變壓器殼體(1)內(nèi)，變量柱塞(21)的一個(gè)側(cè)面加工成圓弧形狀或漸開線形狀的凹型槽，變量柱塞(21)的凹型槽與變量桿(20)的球形頭端聯(lián)接，變量桿(20)的另一端固定在定子(5)的長半徑圓弧中心線處的外表面上，變量柱塞(21)的另一個(gè)側(cè)面加工有凹槽，變量柱塞(21)的凹槽上裝有導(dǎo)向塊(18)，變量柱塞(21)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(21)構(gòu)成傳動(dòng)副，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(22)、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(gè)側(cè)面上；轉(zhuǎn)子(10)和定子(9)的中心是固定的，轉(zhuǎn)子(10)的中心與定子(9)的中心不重合，有一定的偏心距，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(24)的一端放入轉(zhuǎn)子(10)的葉片槽內(nèi)，葉片(24)的另一端與定子(9)的內(nèi)表面接觸，葉片(24)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，楔形板(23)左側(cè)面與殼體(1)內(nèi)表面配合接觸，楔形板(23)右側(cè)面與定子(9)外表面配合接觸，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(gè)側(cè)面上，旋轉(zhuǎn)軸(2)的左端安裝在左側(cè)配流盤(4)上，旋轉(zhuǎn)軸(2)的右端安裝在右端蓋(12)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l所述的機(jī)械控制的葉片式液壓變壓器，其特征在于，左上油口 (M) 為機(jī)械控制的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)的高壓油路連接， 右上油口 (N)為機(jī)械控制的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)與出油口 (N)大小相同，下油口為機(jī)械控制的葉片式液壓變壓器一個(gè)油口 (O)，油口 (0) 與油箱連接，油口 (0)大于進(jìn)油口 (M)與出油口 (N)。
專利摘要一種機(jī)械控制的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、變量柱塞、變量桿、螺桿、手輪、楔形板等；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)子與定子的中心是固定的但不重合；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)定子的長半徑圓弧中心線處的外表面上與變量桿聯(lián)接，另一個(gè)定子的外表面與楔形板右側(cè)面配合接觸；變量柱塞的一個(gè)側(cè)面加工成凹型槽，與變量桿的球形頭端聯(lián)接；配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，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)F15B3/00GK201531474SQ200920239469
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)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, 戴汝泉, 臧發(fā)業(yè) 申請(qǐng)人:山東交通學(xué)院