專利名稱：一種軸向柱塞泵回程機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸向柱塞泵回程機(jī)構(gòu)，屬于液壓傳動(dòng)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
軸向柱塞泵是利用柱塞在缸體的缸體孔內(nèi)平行往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的容積變化進(jìn)行工作的。工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)主軸驅(qū)動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)，在缸體旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，滑動(dòng)于缸體孔內(nèi)的柱塞在斜盤的作用下做一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一次吸油和壓油。柱塞處于壓油行程時(shí)，柱塞腔內(nèi)高壓油將柱塞頂出，使滑靴壓緊斜盤；但當(dāng)柱塞處于吸油行程時(shí)，柱塞腔內(nèi)壓力為負(fù)壓，不足以使柱塞伸出，柱塞不能自動(dòng)回程，導(dǎo)致軸向柱塞泵自吸能力差，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)饛?qiáng)烈的空化氣蝕現(xiàn)象，產(chǎn)生較大的流量、壓力脈動(dòng)、液壓沖擊和噪聲，導(dǎo)致軸向柱塞泵配流副，柱塞副和滑靴副的嚴(yán)重摩擦磨損，大大降低軸向柱塞泵的使用壽命。為解決柱塞的回程問(wèn)題，通常有以下四種方法:(I)輔助泵供油回程。柱塞在輔助泵補(bǔ)油壓力作用下向外伸出，此時(shí)，軸向柱塞泵無(wú)自吸能力，而且需在液壓系統(tǒng)中額外增加補(bǔ)油泵，增加了系統(tǒng)成本。
( 2 )在每個(gè)柱塞腔內(nèi)安裝彈簧，利用彈簧推力將柱塞壓緊在斜盤上。此時(shí)彈簧承受交變應(yīng)力，存在嚴(yán)重的疲勞問(wèn)題，極大地縮短軸向柱塞泵的使用壽命。
(3)采用中心彈簧壓緊回程盤。目前國(guó)內(nèi)定型生產(chǎn)的CY14型和ZB型泵均采用此種結(jié)構(gòu)。由于受到軸向柱塞泵空間的限制，彈簧設(shè)計(jì)困難，只能提供部分柱塞回程力，無(wú)法完全解決柱塞回程問(wèn)題。
(4)滑靴夾在回程盤和斜盤之間并具有一定的間隙，回程盤和斜盤固定連接，即機(jī)械強(qiáng)制回程。這種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，使斜盤尺寸加大，此外，滑靴副需要承受高頻交變拉壓應(yīng)力，滑靴副松動(dòng)、拉脫甚至碎裂的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，拉脫的滑靴碎片會(huì)造成柱塞泵瞬時(shí)失效， 嚴(yán)重影響整個(gè)液壓系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有軸向柱塞泵回程機(jī)構(gòu)的不足，提供一種軸向柱塞泵回程機(jī)構(gòu)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的全部或部分缺陷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)手段是:本發(fā)明的柱塞呈階梯狀；缸體的壁上沿缸體的軸向設(shè)有多個(gè)階梯狀缸孔，且階梯狀缸孔沿缸體的周向間隔分布，所述柱塞置于階梯狀缸孔內(nèi)，柱塞的大直徑段與階梯狀缸孔的大直徑段形成間隙配合，并且柱塞的小直徑段與階梯狀缸孔的小直徑段形成間隙配合；當(dāng)柱塞在階梯狀缸孔內(nèi)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，在柱塞的小直徑段的端面與階梯狀缸孔的小直徑段的底面之間始終形成一個(gè)油腔，并且，在柱塞的小直徑段的外壁面與階梯狀缸孔的大直徑段的內(nèi)壁面之間始終形成一個(gè)環(huán)形區(qū)域， 每個(gè)所述油腔一一對(duì)應(yīng)地與缸體的一個(gè)腰形槽連通；在所述缸體的壁上還間隔地開設(shè)有第一油道，每個(gè)所述油腔一一對(duì)應(yīng)地通過(guò)一個(gè)所述第一油 與一個(gè)環(huán)形區(qū)域連通，每個(gè)第一油道內(nèi)設(shè)有液阻；各所述環(huán)形區(qū)域之間相互連通。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述柱塞的大直徑段的頭部呈球形，所述柱塞的小直徑段的端面為平面，所述柱塞開設(shè)有軸向通孔，所述軸向通孔的一端與對(duì)應(yīng)的油腔連通、另一端與滑靴的中心通孔連通。
進(jìn)一步地，本發(fā)明所述第一油道由第一分油道、第二分油道和第三分油道組成，第一分油道通過(guò)第三分油道與第二分油道連通，其中，第一分油道與對(duì)應(yīng)的環(huán)形區(qū)域連通，第二分油道與對(duì)應(yīng)的油腔連通，所述液阻置于第三分油道內(nèi)。
進(jìn)一步地，本發(fā)明的每相鄰的兩個(gè)環(huán)形區(qū)域之間通過(guò)一個(gè)第四油道連通。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是:(I)當(dāng)柱塞位于吸油行程時(shí)，作用于柱塞的階梯面上的液壓油壓力約為該軸向柱塞泵的排油壓力的一半，對(duì)柱塞產(chǎn)生向外伸出的推力，強(qiáng)制柱塞回程，提高了軸向柱塞泵的自吸能力，避免空化氣蝕現(xiàn)象，延長(zhǎng)軸向柱塞泵的使用壽命。
(2)本發(fā)明回程機(jī)構(gòu)中的柱塞滑靴球面副僅承受壓應(yīng)力，避免了機(jī)械強(qiáng)制回程機(jī)構(gòu)中的柱塞滑靴球面副承受高頻拉壓應(yīng)力的現(xiàn)象，消除了柱塞滑靴球面副松動(dòng)、拉脫甚至碎裂的現(xiàn)象；此外，本發(fā)明回程機(jī)構(gòu)不需彈簧的輔助，避免了因彈簧承受高頻交變應(yīng)力而使軸向柱塞泵壽命下降的現(xiàn)象。


圖1為本發(fā)明的柱塞的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的缸體的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明軸向柱塞泵回程機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖。
圖4為圖3中F部的放大圖。
圖5為圖3沿A-A方向的剖視圖。
圖6為圖5中G部的放大圖。
圖中:1.柱塞，2.柱塞的大直徑段的頭部，3.柱塞的大直徑段，4.柱塞的小直徑段，5.柱塞的階梯面，6.軸向通孔，7.柱塞的小直徑段的端面，8.柱塞的小直徑段的外壁面，11.缸體，12.階梯狀缸孔，13.階梯狀缸孔的大直徑段，14.階梯狀缸孔的小直徑段，15.階梯狀缸孔的階梯面，16.階梯狀缸孔的小直徑段的底面，17.環(huán)形區(qū)域，18.油腔， 19.腰形槽,20.第一分油道,21.第二分油道,22.第三分油道,23.內(nèi)螺紋，24.第一油道, 25.第四油道，26.階梯狀缸孔的大直徑段的內(nèi)壁面，27.階梯狀缸孔的小直徑段的內(nèi)壁面， 28.缸體配流面，31.滑靴，32.斜盤，33.配流盤，34.液阻，35.堵頭。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述:如圖1所示，本發(fā)明的柱塞I呈階梯狀，柱塞的大直徑段的頭部2呈球形，柱塞的小直徑段的端面7為平面，柱塞I開設(shè)有軸向通孔6。
如圖2所示，本發(fā)明的缸體11的壁上沿缸體11的軸向設(shè)有多個(gè)階梯狀缸孔12，各階梯狀缸孔12沿缸體11的周向間隔分布。
如圖3、圖4所示，柱塞I置于缸體11的階梯狀缸孔12內(nèi)，柱塞的大直徑段3與階梯狀缸孔的大直徑段13形成間隙配合，并且柱塞的小直徑段4與階梯狀缸孔的小直徑段14形成間隙配合。當(dāng)柱塞I在階梯狀缸孔12內(nèi)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，柱塞的小直徑段的端面7與階梯狀缸孔的小直徑段的底面16之間始終存在間隙，因此在柱塞的小直徑段的端面7、階梯狀缸孔的小直徑段的底面16、階梯狀缸孔的小直徑段的內(nèi)壁面27之間始終形成一個(gè)油腔18 ； 柱塞的階梯面5與階梯狀缸孔的階梯面15之間始終存在間隙，因此在柱塞的階梯面5、階梯狀缸孔的階梯面15、階梯狀缸孔的大直徑段的內(nèi)壁面26、柱塞的小直徑段的外壁面8之間始終形成一個(gè)環(huán)形區(qū)域17。每個(gè)油腔18與缸體11的一個(gè)腰形槽19連通，油腔18與腰形槽19之間形成對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
柱塞的大直徑段的頭部2與滑靴31配合形成球鉸，該球鉸位于缸體11的階梯狀缸孔12的外部，柱塞I的軸向通孔6的一端與對(duì)應(yīng)的油腔18連通，軸向通孔6的另一端與滑靴31的中心通孔連通，因此油腔18中的油液依次通過(guò)柱塞I的軸向通孔6、滑靴31的中心通孔進(jìn)入滑靴31底部的支承面，提供靜液壓支承。
在缸體11的壁上間隔地開設(shè)有第一油道24，每個(gè)油腔18 —一對(duì)應(yīng)地通過(guò)一個(gè)第一油道24與一個(gè)環(huán)形區(qū)域17連通。作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，如圖2和圖4所示，第一油道24可由第一分油道20、第二分油道21和第三分油道22構(gòu)成。第一分油道20在缸體 11的壁上沿缸體的徑向開設(shè)，每個(gè)第一分油道20與對(duì)應(yīng)的環(huán)形區(qū)域17相通，各第一油道 20在靠近缸體11的壁面處與堵頭35密封聯(lián)接，以防止油液泄露。第二分油道21在缸體11 的壁上沿缸體11的徑向開設(shè)，每個(gè)第二分油道21與對(duì)應(yīng)的油腔18相通，各第二分油道21 在靠近缸體11的壁面處與堵頭35密封聯(lián)接，以防止油液泄露。第一分油道20與對(duì)應(yīng)的第二分油道21之間通過(guò)第三油道22連通，第三油道22在缸體11的配流面28沿缸體11的軸線方向開設(shè)。各第三油道22在靠近對(duì)應(yīng)的第二油道21處設(shè)有內(nèi)螺紋23，在第三油道22 內(nèi)于內(nèi)螺紋23處聯(lián)接有液阻34，以限制油液流量；各第三油道22在靠近缸體11的配流面 28處與堵頭35密封聯(lián)接，以防止油液泄露。
如圖5、圖6所示，在缸體11的壁面上開設(shè)有若干個(gè)第四油道25，每相鄰的兩個(gè)環(huán)形區(qū)域17之間通過(guò)一個(gè)第四油道25連通，因此所有環(huán)形區(qū)域17互相連通，第四油道25在靠近缸體11的壁面處與堵頭35密封聯(lián)接，以防止油液泄露。
本發(fā)明工作時(shí)，軸向柱塞泵的柱塞I隨缸體11 一起旋轉(zhuǎn)并在階梯狀缸孔12中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在缸體11旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，柱塞I在斜盤32的作用下做一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一次吸油和壓油，油液經(jīng)配流盤33流出，實(shí)現(xiàn)軸向柱塞泵的功能；在缸體旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，缸體11 中有約一半的柱塞I位于排油行程，對(duì)應(yīng)的油腔18中的壓力為軸向柱塞泵的出口壓力；其余柱塞I位于吸油行程，對(duì)應(yīng)的油腔18中的壓力為軸向柱塞泵的吸油壓力。由于液阻網(wǎng)絡(luò)分壓，環(huán)形區(qū)域17中的壓力約為軸向柱塞泵的出口壓力的一半，環(huán)形區(qū)域17中的壓力作用于柱塞的階梯面5上，對(duì)柱塞I產(chǎn)生向外伸出的推力。當(dāng)柱塞I位于吸油行程時(shí)，對(duì)應(yīng)的油腔18壓力為負(fù)壓，此處的液壓推力不足以使柱塞I向外伸出，但由于柱塞的階梯面5上作用的較高液壓力，使柱塞I獲得足夠的回程推力，強(qiáng)制使 柱塞I迅速回程，提高軸向柱塞泵的自吸性能。
權(quán)利要求
1.一種軸向柱塞泵回程機(jī)構(gòu)，其特征在于它的柱塞(I)呈階梯狀，它的缸體(11)的壁上沿缸體(11)的軸向設(shè)有階梯狀缸孔(12)，且階梯狀缸孔(12)沿缸體(11)的周向間隔分布，所述柱塞(I)置于階梯狀缸孔(12)內(nèi)，柱塞的大直徑段(3)與階梯狀缸孔的大直徑段(13)形成間隙配合，并且柱塞的小直徑段(4)與階梯狀缸孔的小直徑段(14)形成間隙配合；當(dāng)柱塞(I)在階梯狀缸孔(12)內(nèi)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，在柱塞的小直徑段的端面(7)與階梯狀缸孔的小直徑段的底面(16)之間始終形成一個(gè)油腔(18)，并且，在柱塞的小直徑段的外壁面(8)與階梯狀缸孔的大直徑段的內(nèi)壁面(26)之間始終形成一個(gè)環(huán)形區(qū)域(17)，每個(gè)所述油腔(18)—一對(duì)應(yīng)地與缸體(11)的一個(gè)腰形槽(19)連通；在所述缸體(11)的壁上還間隔地開設(shè)有第一油道(24)，每個(gè)所述油腔(18)—一對(duì)應(yīng)地通過(guò)一個(gè)所述第一油道(24)與一個(gè)環(huán)形區(qū)域(17)連通，每個(gè)第一油道(24)內(nèi)設(shè)有液阻(34);各所述環(huán)形區(qū)域(17)之間相互連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸向柱塞泵回程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述柱塞(I)的大直徑段(3)的頭部呈球形，所述柱塞的小直徑段的端面(7)為平面，所述柱塞(I)開設(shè)有軸向通孔(6)，所述軸向通孔(6)的一端與對(duì)應(yīng)的油腔(18)連通、另一端與滑靴(31)的中心通孔連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的軸向柱塞泵回程機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第一油道(24) 由第一分油道(20)、第二分油道(21)和第三分油道(22)組成,第一分油道(20)通過(guò)第三分油道(22)與第二分油道(21)連通，其中，第一分油道(20)與對(duì)應(yīng)的環(huán)形區(qū)域(17)連通，第二分油道(21)與對(duì)應(yīng)的油腔(18)連通，所述液阻(34)置于第三分油道(22)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的軸向柱塞泵回程機(jī)構(gòu)，其特征在于每相鄰的兩個(gè)環(huán)形區(qū)域(17)之間通過(guò)一個(gè)第四油道(25)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸向柱塞泵回程機(jī)構(gòu)，其特征在于每相鄰的兩個(gè)環(huán)形區(qū)域(17)之間通過(guò)一個(gè)第四油道(25)連通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軸向柱塞泵回程機(jī)構(gòu)，其柱塞呈階梯狀，缸體的壁上沿缸體軸向設(shè)有階梯狀缸孔，該階梯狀缸孔沿缸體的周向間隔分布，柱塞置于階梯狀缸孔內(nèi)，柱塞的大直徑段與階梯狀缸孔的大直徑段間隙配合，柱塞的小直徑段與階梯狀缸孔的小直徑段間隙配合；柱塞在階梯狀缸孔內(nèi)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，柱塞的小直徑段的端面與階梯狀缸孔的小直徑段的底面之間始終形成一個(gè)油腔，柱塞的小直徑段的外壁面與階梯狀缸孔的大直徑段的內(nèi)壁面之間始終形成一個(gè)環(huán)形區(qū)域，每個(gè)所述油腔一一對(duì)應(yīng)地與缸體的一個(gè)腰形槽連通；缸體的壁上間隔地開設(shè)有第一油道，每個(gè)所述油腔一一對(duì)應(yīng)地通過(guò)一個(gè)第一油道與一個(gè)環(huán)形區(qū)域連通，每個(gè)第一油道內(nèi)設(shè)有液阻；各環(huán)形區(qū)域相互連通。
文檔編號(hào)F04B53/00GK103256217SQ20131017120
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者魏建華, 國(guó)凱, 張成龍 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)