專利名稱:徑向力平衡式單作用定量葉片泵的制作方法
本發(fā)明為一種單作用定量葉片泵，特別是一種徑向力可平衡的單作用定量葉片泵。
目前在液壓系統(tǒng)中廣泛使用的葉片泵，主要有單作用式和雙作用式兩大類。單作用葉片泵，定子內(nèi)曲面為正園曲面，加工容易。在整個(gè)工作過程中，葉片的運(yùn)動(dòng)平滑，所受液壓力基本平衡，與定子的磨損較小。但由于軸承必須承受很大的徑向液壓力，使得其壽命縮短、噪音增加、機(jī)械效率下降，影響進(jìn)一步提高其工作壓力。而雙作用葉片泵的徑向液壓力雖然是平衡的，但又因定子曲線加工復(fù)雜、葉片受力不平衡且壓力角變化大，使得葉片與定子的磨損情況嚴(yán)重。尤其是在定子內(nèi)曲面加工精度不高時(shí)，葉片更易在異形曲面交接處產(chǎn)生“沖擊”或“脫空”現(xiàn)象，從而引起磨損加劇、噪音增大等問題。
本發(fā)明的目的旨在產(chǎn)生一種既能夠充分發(fā)揮現(xiàn)有單作用葉片泵的長(zhǎng)處又能完全解決軸承所受不平衡徑向液壓力問題這樣一種單作用定量葉片泵。
發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的將一根傳動(dòng)軸、三組厚薄不同的轉(zhuǎn)子、葉片、定子和四塊配流盤、兩塊側(cè)板〔13〕、〔13′〕兩個(gè)配流盤座等零件安置于一個(gè)泵體內(nèi)?；蛘哒f，將幾何尺寸為一大兩小的三個(gè)單作用定量葉片泵的主要零件放置于一個(gè)泵體內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)形式的同軸三聯(lián)定量葉片泵。徑向液壓力完全平衡的關(guān)鍵在于兩個(gè)小泵〔B2〕、〔B2′〕所受的徑向液壓力〔F2〕、〔F2′〕相等且其矢量和與大泵〔B1〕所受的徑向液壓力〔F1〕等值反向;兩個(gè)小泵的主要零件對(duì)稱安置于大泵的兩側(cè);兩個(gè)小泵的定子內(nèi)園中心相對(duì)于軸線的偏心方向與大泵定子內(nèi)園中心相對(duì)于軸線的偏心方向反向一百八十度。這樣，當(dāng)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)三個(gè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)小泵的高壓排油區(qū)與低壓吸油區(qū)位置恰好與大泵的反向一百八十度，亦即由兩個(gè)小泵排油區(qū)產(chǎn)生的徑向液壓力正好同大泵排油區(qū)產(chǎn)生的徑向液壓力大小相等、方向相反，從而實(shí)現(xiàn)了軸承所受徑向液壓力的完全平衡。由于三個(gè)泵的高壓排油口和低壓吸油口始終分別相通，所以不管系統(tǒng)壓力如何變化，都可保證軸承所受徑向液壓力為零。
徑向液壓力的平衡原理如圖一所示。
本發(fā)明的特點(diǎn)是將幾何尺寸為一大兩小的三個(gè)單作用定量葉片泵的主要零件及附件按一定的配置方式安裝于一個(gè)泵體內(nèi)，利用四塊配流盤及兩個(gè)配流盤座來完成三個(gè)泵的配流并實(shí)現(xiàn)三個(gè)泵之間的高、低壓油的油路導(dǎo)通。為保證泵的吸油性能，大泵采用兩塊配流盤，為雙面配流方式，兩個(gè)小泵分別有一塊配流盤和一塊側(cè)板，為單面配流方式。
在每個(gè)配流盤背面與配流盤座之間設(shè)置了密封式偏心壓力腔，配流盤可相對(duì)于配流盤座作足夠的軸向位移，以平衡由排油區(qū)產(chǎn)生的、作用于配流盤端面的偏心軸向液壓推力和補(bǔ)償軸向間隙。
因?yàn)橐粔K配流盤座的兩面分別與大泵的一塊配流盤和小泵的配流盤一起構(gòu)成兩個(gè)密封式偏心壓力腔，而大泵和小泵的吸、排油區(qū)均反向一百八十度，所以配流盤座兩面的兩個(gè)偏心壓力區(qū)域的重心位置是分別位于軸線兩側(cè)的。
為溝通大泵和小泵之間的高、低壓油，在配流盤座上分別設(shè)有兩條高壓腰形油槽、兩條低壓腰形油槽、一個(gè)高壓油軸向通孔和一個(gè)低壓油軸向通孔。為增加過流面積，在配流盤的一面(非配流端面)的相應(yīng)位置上也開設(shè)了腰形油槽。
配流盤座和配流盤之間的密封式偏心壓力腔是這樣形成的即在配流盤座的兩面各有一凸出的偏心壓力區(qū)域〔X〕、〔X′〕，(兩個(gè)偏心壓力區(qū)域的重心位置是位于軸線兩側(cè)的)，將其裝入兩邊配流盤相應(yīng)位置上凹下的偏心區(qū)域〔Y〕、〔Y′〕，在兩者的配合處裝入O型密封圈〔14〕、〔15〕。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于既充分保持了單作用葉片泵定子內(nèi)曲面加工容易、葉片受力平衡這一優(yōu)點(diǎn)，又完全解決了其徑向液壓力不平衡這一關(guān)鍵問題。據(jù)此，可大大延長(zhǎng)泵的壽命，降低機(jī)械噪音，提高機(jī)械效率及工作壓力。又因本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，故還可增大單位功率重量比，節(jié)約原材料和安裝空間。此外，如采用三個(gè)泵之間有一定相位差的配置方式，還可大大減小其流量脈動(dòng)率。
發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖二、附圖三給出。
附圖二為根據(jù)本發(fā)明提出的徑向力平衡式單作用定量葉片泵結(jié)構(gòu)的主剖視圖。
下面結(jié)合圖二、圖三詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的泵結(jié)構(gòu)及工作原理。
當(dāng)傳動(dòng)軸〔1〕驅(qū)動(dòng)一大兩小三個(gè)轉(zhuǎn)子〔5〕、〔2〕、〔2′〕及葉片〔11〕、〔12〕、〔12′〕一起按一定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，低壓油通過設(shè)在泵體〔7〕上的吸油口〔0〕、兩個(gè)配流盤座〔9〕、〔9′〕、四塊配流盤〔8〕、〔8′〕、〔10〕、〔10′〕上的相應(yīng)孔道分別進(jìn)入三個(gè)泵的吸油區(qū)。從三個(gè)泵排油區(qū)排出的高壓油，仍然通過上述四塊配流盤、兩個(gè)配流盤座上的孔〔B〕、〔B′〕流至泵體上的排油口〔P〕。
現(xiàn)在結(jié)合圖三具體說明油的通道和軸向液壓力的平衡情況。考慮到兩邊結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，僅以圖二中右半部份說明之。
圖三中的(a)、(b)、(c)三個(gè)分圖分別表示配流盤〔10′〕、配流盤座〔9′〕、配流盤〔8′〕的剖視圖和左、右視圖。
先說明低壓油的導(dǎo)通情況當(dāng)泵工作時(shí)，低壓油從吸油口〔0〕進(jìn)入配流盤座〔9′〕上的〔A〕孔，一部份通過配流盤〔10′〕上的〔A〕孔進(jìn)入大泵吸油區(qū)及葉片根部油槽，一部份經(jīng)由腰形槽〔
A〕流至設(shè)在配流盤座〔9′〕上的低壓油軸向通孔〔C〕及腰形槽〔
C〕，再經(jīng)由設(shè)在配流盤〔8′〕上的通孔〔D〕進(jìn)入小泵吸油區(qū)及葉片根部油槽，從而保證了大、小油泵的同時(shí)吸油。
大泵排出的高壓油，直接經(jīng)由孔〔B〕至排油口〔P〕。而小泵排出的高壓油，先通過配流盤〔8′〕上的孔〔B′〕，開設(shè)在密封式偏心壓力區(qū)內(nèi)的腰形槽〔
D〕以及設(shè)在配流盤座〔9′〕上的高壓油軸向通孔〔E〕，最后通過腰形槽〔
E〕及孔〔B〕流至排油口〔P〕。
四塊配流盤〔8〕、〔8′〕、〔10〕、〔10′〕與兩個(gè)配流盤座〔9〕、〔9′〕組成的，可作相對(duì)軸向位移的四個(gè)密封式偏心壓力腔，可以使配流盤配流端面所承受的偏心軸向液壓反推力中心與壓力腔產(chǎn)生的壓緊力中心接近重合。調(diào)整偏心壓力腔的面積和方位，可使偏心軸向液壓反推力對(duì)配流盤產(chǎn)生的傾翻力矩大大減小直至為零。同時(shí)，因配流盤受背壓而產(chǎn)生的彈性變形可保證配流盤配流端面與轉(zhuǎn)子端面間的適當(dāng)間隙并可補(bǔ)償軸向間隙。
O型圈〔4〕、〔4′〕的主要作用之一是產(chǎn)生軸向預(yù)壓緊力，以消除配流盤與定子之間的初始軸向間隙，保證泵在剛起動(dòng)時(shí)各配流盤端面與定子間的可靠接觸。
O型圈〔14〕、〔15〕的作用是保證由配流盤與配流盤座形成的偏心壓力腔同低壓油之間的密封。
權(quán)利要求
1.單作用定量葉片泵，特別是徑向液壓力可平衡的單作用定量葉片泵，該泵由泵體[7]、傳動(dòng)軸[1]，三個(gè)轉(zhuǎn)子[2]、[2’]、[5]，三個(gè)偏心的定子[3]、[3’]、[6]，四塊配流盤[8]、[8’]、[10]、[10’]，兩塊側(cè)板[13]、[13’]，兩個(gè)配流盤座[9]、[9’]，三組葉片[12]、[12’]、[11]等零件組成，其特征在于a、三個(gè)幾何尺寸為一大兩小的定量葉片泵的主要零件，按一定的方式安裝于一個(gè)泵體內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)只有一個(gè)吸油口和一個(gè)排油口的三聯(lián)定量葉片泵。b、兩個(gè)小泵[B2]、[B2’]所受的徑向液壓力[F2]、[F2’]相等，且其矢量和與大泵[B1]所受的徑向液壓力[F1]等值反向。c、大泵的定子內(nèi)園中心相對(duì)于軸線的偏心方向與兩個(gè)小泵的定子內(nèi)園中心相對(duì)于軸線的偏心方向反向一百八十度。兩個(gè)小泵的主要零件對(duì)稱地分布于大泵的兩側(cè)，三個(gè)泵的吸、排油口始終分別相通。從而保證在任何情況下，由三個(gè)泵產(chǎn)生的徑向液壓力大小相等，方向相反。對(duì)軸承的合力及合力矩均為零。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的泵，其特征在于由四塊配流盤和兩個(gè)配流盤座組成的四個(gè)密封式偏心背壓腔，可平衡作用于各個(gè)配流盤端面的偏心軸向液壓反推力和補(bǔ)償軸向間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的泵，其特征在于使吸油口和排油口方向相反的一大兩小的三個(gè)泵之間的高壓油和低壓油分別連通的油道，設(shè)置在兩個(gè)配流盤座和四塊配流盤上。在配流盤座的兩面，分別設(shè)有腰形高壓油槽〔
D〕、〔
E〕，腰形低壓油槽〔
A〕、〔
C〕和高壓油軸向通孔〔E〕、低壓油軸向通孔〔C〕。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的泵，其特征在于一大兩小三個(gè)泵共用一個(gè)吸油口和一個(gè)排油口，而三個(gè)泵的吸、排油最終是通過兩個(gè)配流盤座而分別連接至泵體的吸、排油口的。
專利摘要
由于本發(fā)明所特有的同軸三聯(lián)泵的結(jié)構(gòu)形式，故可保證軸承所受徑向液壓載荷完全平衡。此外，由四塊配流盤和兩個(gè)配流盤座來完成三個(gè)泵之間的高、低壓油的正常導(dǎo)通，并形成四個(gè)密封式偏心壓力腔，可使配流盤所受軸向液壓反推力和壓緊力作用中心基本重合，并能自動(dòng)補(bǔ)償配流盤端面與轉(zhuǎn)子間的軸向間隙。這種泵具有加工容易、壽命長(zhǎng)、單位功率重量比大、脈動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，可用作定量泵液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件。
文檔編號(hào)F04C18/30GK86101590SQ86101590
公開日1987年9月23日 申請(qǐng)日期1986年3月10日
發(fā)明者杜長(zhǎng)春 申請(qǐng)人:杜長(zhǎng)春導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan