專利名稱：一種小流量脈動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，尤其涉及一種小流量脈動的液壓變壓器。
技術(shù)背景
在液壓控制系統(tǒng)中，由于傳統(tǒng)節(jié)流控制方式存在較大的壓力差，從而會帶來了較大的能量損失。因此為了將恒壓網(wǎng)絡的能量像電力變壓器那樣以恒功率方式傳送出去，便產(chǎn)生了液壓變壓器。
液壓變壓器一般為泵/馬達同軸聯(lián)接或者旋轉(zhuǎn)三配流口配流盤的形式。對于泵/ 馬達同軸聯(lián)接形式，通過調(diào)節(jié)變量馬達的排量，將油源壓力以一定的壓力傳遞出去，能夠?qū)崿F(xiàn)液壓變壓器的功能，但是這種液壓變壓器的由于是兩個裝置通過機械聯(lián)結(jié)在一起，因而體積、重量都很大，變量馬達的調(diào)節(jié)機構(gòu)所需動力較大，成本高，效率低，影響了它的應用。 而對于旋轉(zhuǎn)三配流口配流盤的形式，傳統(tǒng)的設計采用單回轉(zhuǎn)體的形式，由于每個油口上工作的柱塞數(shù)量少，存在工作過程穩(wěn)定性差且輸出流量脈動較大的缺點。
本發(fā)明中所用的柱塞組件為現(xiàn)有斜盤式軸向柱塞泵的組件，包括缸體、柱塞、滑靴、回程盤、球形鉸、蝶形彈簧和中心彈簧。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種小流量脈動的液壓變壓器，該變壓器采用雙回轉(zhuǎn)體同軸旋轉(zhuǎn)的形式，能夠降低液壓變壓器的流量脈動，提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。
本發(fā)明的小流量脈動液壓變壓器包括主軸、斜盤、左變壓部件和右變壓部件。所述斜盤為錐形柱臺，該錐形柱臺母線的與豎直方向的夾角為11° -20°，斜盤中心加工有橫向通孔，主軸橫向安裝在該通孔內(nèi)。左變壓部件和右變壓部件分別安裝在主軸的左右兩側(cè)， 并沿斜盤的中心軸對稱布置。
右變壓部件包括配流盤、回轉(zhuǎn)體和柱塞組件。主軸的端部安裝有支撐套，配流盤套裝在支撐套上。配流盤上均勻分布有三個腰形槽，分別做為A、B、T三個配流口?；剞D(zhuǎn)體通過花鍵與主軸連接，回轉(zhuǎn)體上均勻分布有η個柱塞孔，η為7或9或11，柱塞孔與配流口間為球面配合。安裝時左變壓部件的回轉(zhuǎn)體和右變壓部件的回轉(zhuǎn)體在關(guān)于斜盤中心軸對稱的基礎上，兩個回轉(zhuǎn)體中的任意一個繞自身中心線旋轉(zhuǎn)180° /η，從而使兩個回轉(zhuǎn)體上的活塞相互錯開，使回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)過程的每個瞬間在每個配流口工作的柱塞數(shù)量實現(xiàn)翻倍，降低了液壓變壓器的流量脈動，提高了變壓器工作的穩(wěn)定性。
左變壓部件中配流盤的配流口 A和右變壓部件中配流盤的配流口 A與同一高壓恒壓油源連通，左變壓部件中配流盤的配流口 B和右變壓部件中配流盤的配流口 B與同一負載口連通，左變壓部件中配流盤的配流口 T和右變壓部件中配流盤的配流口 T與同一低壓油源連通。
本發(fā)明的工作原理為
在初始時刻，斜盤處于初始位置，即斜盤轉(zhuǎn)角為0。斜盤的最高工作點TDC與配流口 A圓弧上的中點對應，配流口 B和配流口 T分布在斜盤的最高工作點TDC和最低工作點 BDC連線的兩側(cè)，同時配流口 A也被斜盤的最高工作點TDC和最低工作點BDC的連線平分， 配流口A與高壓油源相通。在此位置，配流口A內(nèi)各柱塞在液壓力在斜盤的支撐力的作用下正負扭矩抵消，主軸和左右兩個回轉(zhuǎn)體均不轉(zhuǎn)動，變壓器不工作，變壓比為0。
當斜盤由初始位置繞主軸旋轉(zhuǎn)角度δ后，斜盤的TDC和BDC連線將配流口 A分成大小不一的兩部分，從而使左右兩個回轉(zhuǎn)體在斜盤支撐力的作用下轉(zhuǎn)動，同時帶動主軸轉(zhuǎn)動，變壓器開始工作。
當斜盤旋轉(zhuǎn)角度δ為60度時，該變壓器的理論變壓比為1。當斜盤旋轉(zhuǎn)角度δ 接近120度時，該變壓器的理論變壓比為無窮大。
有益效果
本發(fā)明采用雙回轉(zhuǎn)體同軸旋轉(zhuǎn)的形式，能夠增加回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)過程中在每個配流口工作的柱塞數(shù)量，從而降低液壓變壓器的流量脈動，提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。同時通過繞主軸可雙方向自由旋轉(zhuǎn)的斜盤，可以將油源壓力調(diào)節(jié)到任意值，而無能量損失。雙回轉(zhuǎn)體形式與單回轉(zhuǎn)體相比，既增加了排量(主軸旋轉(zhuǎn)一周兩邊各有η個柱塞往復運動一周，其排量相當于單回轉(zhuǎn)體η個柱塞變壓器排量的一倍)，同時也實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的優(yōu)化(單回轉(zhuǎn)體即使有2η 個柱塞也不可能實現(xiàn)相同排量，本發(fā)明的兩個回轉(zhuǎn)體上的柱塞沿主軸軸線方向有重疊)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為兩個回轉(zhuǎn)體上的柱塞沿主軸軸線方向的投影；
圖3為配流盤Α、B、T三個配流口的分布圖4為斜盤的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1-主軸，2-配流盤，3-回轉(zhuǎn)體，4-柱塞，5-斜盤，6-支撐套。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
本發(fā)明提供的小流量脈動液壓變壓器如圖1所示，該變壓器包括主軸1、斜盤5、左變壓部件和右變壓部件。該液壓變壓器在傳統(tǒng)的液壓變壓器上增加了與左變壓部件對稱的右變壓部件，并通過柱塞的合理布置，降低了液壓變壓器的流量脈動，提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。
所述斜盤5為錐形柱臺，如圖4所示，該錐形柱臺母線的與豎直方向的夾角為 15°，斜盤5中心橫向加工有通孔，主軸1橫向安裝在該通孔內(nèi)，左變壓部件和右變壓部件分別安裝主軸1的左右兩側(cè)，并沿斜盤5的中心軸對稱布置。
右變壓部件包括配流盤2、回轉(zhuǎn)體3和柱塞組件。柱塞組件采用現(xiàn)有的斜盤式軸向柱塞泵的組件，包括缸體、柱塞4、滑靴、回程盤、球形鉸、蝶形彈簧和中心彈簧。主軸1的端部安裝有支撐套6，配流盤2套裝在支撐套6上，配流盤2與外圍的后端蓋固接，實現(xiàn)周向定位。配流盤2上均勻分布有三個腰形槽，分別做為A、B、T三個配流口，如圖3所示。在本實施例中A、B、T三個配流口按逆時針排列。回轉(zhuǎn)體3通過花鍵與主軸1連接，回轉(zhuǎn)體3 上均勻分布有9個柱塞孔，柱塞孔與配流口間為球面配合。安裝時左變壓部件的回轉(zhuǎn)體和右變壓部件的回轉(zhuǎn)體3在關(guān)于斜盤5中心軸對稱的基礎上，使兩個回轉(zhuǎn)體中的任意一個繞自身中心線旋轉(zhuǎn)20°，使兩個回轉(zhuǎn)體上的柱塞相互錯開，如圖2所示。從而這就使回轉(zhuǎn)體3 旋轉(zhuǎn)過程的每個瞬間在每個配流口工作的柱塞數(shù)量實現(xiàn)翻倍，降低了液壓變壓器的流量脈動，提高了系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。
左變壓部件中配流盤的配流口 A和右變壓部件中配流盤的配流口 A與同一高壓恒壓油源連通，左變壓部件中配流盤的配流口 B和右變壓部件中配流盤的配流口 B與同一負載口連通，左變壓部件中配流盤的配流口 T和右變壓部件中配流盤的配流口 T與同一低壓油源連通。
本發(fā)明中斜盤5可繞主軸1可雙方向(順時針或逆時針)自由旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)雙向變壓，下面僅以斜盤逆時針旋轉(zhuǎn)為例，說明本發(fā)明的工作原理。
在初始時刻，斜盤5轉(zhuǎn)角為0，此時斜盤5的最高工作點TDC與配流口 A圓弧上的中點對應，配流口 B和配流口 T分布在斜盤最高工作點TDC和最低工作點BDC連線的兩側(cè)， 同時配流口 A也被斜盤5的最高工作點TDC和最低工作點BDC連線平分，配流口 A與高壓油源相通。在此位置，配流口 A內(nèi)各柱塞在液壓力及斜盤5的支撐力的作用下正負扭矩抵消，主軸和左右兩個回轉(zhuǎn)體均不轉(zhuǎn)動，變壓器不工作，變壓比為0。
當斜盤5由初始位置繞主軸1逆時針旋轉(zhuǎn)角度δ后，斜盤5的最高工作點TDC和最低工作點BDC連線將配流口 A分成大小不一的兩部分，使回轉(zhuǎn)體3受到斜盤5支撐力的作用下，從而使左右兩個回轉(zhuǎn)體受到順時針合力矩的作用，驅(qū)動左右兩個回轉(zhuǎn)體和主軸1順時針轉(zhuǎn)動。此時配流口 B輸出壓力油、配流口 T吸入低壓油，此時變壓器工作在降壓工況。 當δ持續(xù)增大到60度時，該變壓器的理論變壓比為1。當δ接近120度時，該變壓器的理論變壓比為無窮大。
綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種小流量脈動的液壓變壓器，包括主軸(1)、斜盤(5)、左變壓部件，其特征在于， 還包括右變壓部件；斜盤(5)為錐形柱臺，斜盤(5)中心加工有橫向通孔，主軸(1)橫向安裝在該通孔內(nèi)；左變壓部件和右變壓部件分別安裝在主軸(1)的左右兩側(cè)，并沿斜盤(5)的中心軸對稱布置；右變壓部件包括配流盤O)、回轉(zhuǎn)體C3)和柱塞組件；主軸(1)的端部安裝有支撐套 (6)，配流盤( 套裝在支撐套(6)上；配流盤( 上均勻分布有三個腰形槽，分別作為A、 B、T三個配流口 ；回轉(zhuǎn)體C3)通過花鍵與主軸(1)連接，回轉(zhuǎn)體C3)上均勻分布有兩個以上柱塞孔，柱塞孔與配流口間為球面配合；安裝時左變壓部件的回轉(zhuǎn)體和右變壓部件的回轉(zhuǎn)體在關(guān)于斜盤(5)中心軸對稱的基礎上，使兩個回轉(zhuǎn)體中的任意一個繞自身中心線旋轉(zhuǎn) 180° /n ；左變壓部件中配流盤的配流口 A和右變壓部件中配流盤的配流口 A與同一高壓恒壓油源連通，左變壓部件中配流盤的配流口 B和右變壓部件中配流盤的配流口 B與同一負載口連通，左變壓部件中配流盤的配流口 T和右變壓部件中配流盤的配流口 T與同一低壓油源連通。
2.如權(quán)利要求1所述的一種小流量脈動的液壓變壓器，其特征在于，所述斜盤(5)母線與豎直方向的夾角為11° -20°。
3.如權(quán)利要求1所述的一種小流量脈動的液壓變壓器，其特征在于，所述回轉(zhuǎn)體(3)上柱塞孔的個數(shù)為7或9或11。
全文摘要
本發(fā)明提供一種小流量脈動液壓變壓器，該變壓器包括主軸、斜盤、左變壓部件和右變壓部件。所述斜盤為錐形柱臺，斜盤中心加工有橫向通孔，主軸橫向安裝在該通孔內(nèi)。左變壓部件和右變壓部件分別安裝在主軸的左右兩端，且沿斜盤中心軸對稱布置。該變壓器采用雙回轉(zhuǎn)體同軸旋轉(zhuǎn)的形式，使回轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)過程的每個瞬間，在每個配流口工作的柱塞數(shù)量翻倍，從而能夠降低液壓變壓器的流量脈動，提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。同時通過繞主軸可雙方向自由旋轉(zhuǎn)的斜盤，可以將油源壓力調(diào)節(jié)到任意值，而無能量損失。
文檔編號F15B3/00GK102562690SQ20121002597
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者呂先法, 吳維, 胡紀濱, 苑士華, 荊崇波 申請人:北京理工大學