專利名稱:單作用葉片式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,具體地說是一種單作用葉片式液壓變壓器,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。
(三)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對現(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),可應(yīng)用于低壓液壓系統(tǒng)的單作用葉片式液壓變壓器,以豐富液壓變壓器 的種類,擴(kuò)大液壓變壓器的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案
一種單作用葉片式液壓變壓器包括單作用變量部件、單作用定量部件、殼體、右端蓋、 旋轉(zhuǎn)軸、左端蓋等;單作用變量部件與單作用定量部件共用同一根旋轉(zhuǎn)軸,旋轉(zhuǎn)軸左右兩端 通過滑動(dòng)軸承安裝在左、右端蓋上,單作用變量部件的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸的左半軸通過平鍵配合 聯(lián)接,單作用定量部件的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接,單作用變量部件與單作' 用定量部件安裝在同一個(gè)殼體內(nèi),右端蓋、左端蓋通過螺栓固定在殼體上。
所述的單作用葉片式液壓變壓器,單作用變量部件包括轉(zhuǎn)子、定子、葉片、旋轉(zhuǎn)軸、變 量活塞、變量油缸端蓋、上端蓋、上壓板、下壓板、滾柱和配流盤等;轉(zhuǎn)子的中心是固定的, 定子的中心可左右移動(dòng);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;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;.左、右配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上,并緊壓在定子的兩個(gè)側(cè)面上。
所述的單作用葉片式液壓變壓器,單作用定量部件包括楔形板、轉(zhuǎn)子、定子、葉片和配 流盤等;轉(zhuǎn)子的中心與定子的中心都是固定的,轉(zhuǎn)子中心與定子中心不重合,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;左、右配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上,并緊壓在定子的兩個(gè) 側(cè)面上。 '
所述的單作用葉片式液壓變壓器,單作用變量部件的上油口為單作用葉片式液壓變壓器 的進(jìn)油口,進(jìn)油口與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓油路連接,單作用定量部件的上油口為單作用葉片 式液壓變壓器的出油口,出油口與負(fù)載端連接,進(jìn)油口與出油口大小相同,單作用變量部件 的下油口與單作用定量部件的下油口連接在一起,成為單作用葉片式液壓變壓器一個(gè)油口 ,
該油口與油箱連接,該油口大于進(jìn)油口與出油口。
本發(fā)明的一種單作用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) 本發(fā)明能以無節(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) 本發(fā)明可應(yīng)用于低壓液壓系統(tǒng)中,即7Mpa以下的液壓系統(tǒng)中,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) 本發(fā)明體積小、重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,控制性能好。
(4) 本發(fā)明可以向負(fù)載輸出能量,也可以從負(fù)載向蓄能器回收能量。
(四)
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。 圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖 圖2是本發(fā)明的的A-A視圖 圖3是本發(fā)明的的B-B視圖
圖4是本發(fā)明的油口連接形式示意圖 圖5是本發(fā)明的變壓原理示意圖
圖中l(wèi).單作用變量部件,2.單作用定量部件,3.殼體,4.右端蓋,5.旋轉(zhuǎn)軸,6.左端 蓋,7.變量活塞,8.變量油缸端蓋,9、 21.定子,10、 19.轉(zhuǎn)子,11、 20.葉片,12.上端蓋, 13.上壓板,14.滾柱,15.下壓板,16、 17、 22、 23.配流盤,18.楔形板
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作以下詳細(xì)地說明。如圖1、 2、 3所示,本發(fā)明所述的單作用葉片式液壓變壓器主要由單作用變量部件1、 單作用定量部件2、殼體3、右端蓋4、旋轉(zhuǎn)軸5、左端蓋6等組成;單作用變量部件l與單 作用定量部件2共用同一根旋轉(zhuǎn)軸5,旋轉(zhuǎn)軸5左右兩端通過滑動(dòng)軸承安裝在左端蓋6和右 端蓋4上,單作用變量部件1的轉(zhuǎn)子10與旋轉(zhuǎn)軸5的左半軸通過平鍵配合聯(lián)接,單作用定量 部件2的轉(zhuǎn)子19與旋轉(zhuǎn)軸5的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接,單作用變量部件1與單作用定量部 件2安裝在同一個(gè)殼體3內(nèi),右端蓋4、左端蓋6通過螺栓固定在殼體3上。
單作用變量部件1主要由旋轉(zhuǎn)軸5、轉(zhuǎn)子IO、定子9、葉片ll、變量活塞7、變量油缸 端蓋8、上端蓋12、上壓板13、下壓板15、滾柱14和配流盤16、 17等組成,轉(zhuǎn)子10的中 心是固定的,定子9的中心可左右移動(dòng);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11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' ll沿轉(zhuǎn)子IO徑向安置(即安放角為零),在恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中高壓油的作用下,轉(zhuǎn)子10可帶 動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn);變量活塞7的活塞桿右端頭與定子9的外表面固定在一起,變量活塞7的 殼體是在殼體3上加工制成的,變量活塞7、變量油缸端蓋8和殼體3構(gòu)成變量油缸,變量 油缸端蓋8通過螺栓固定在殼體3上,變量活塞7的活塞桿可推動(dòng)定子9左右移動(dòng),改變轉(zhuǎn) 子10與定子9的偏心距的大小和方向,從而使單作用變量部件1實(shí)現(xiàn)變量;上端蓋12通過 螺栓固定在殼體3上,上壓板13通過螺栓聯(lián)接在上端蓋12上,下壓板15與定子9的外表面 配合接觸,滾柱14安裝在上壓板13和下壓板15之間,滾柱14與上壓板13的下表面和下壓 板15的上表面配合接觸,下壓板15可隨定子9左右移動(dòng);配流盤16、 17安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上, 并緊壓在定子9的左右兩個(gè)側(cè)面上。 -
單作用定量部件2主要由旋轉(zhuǎn)軸5、楔形板18、轉(zhuǎn)子19、定子21、葉片20和配流盤22、 23等組成;轉(zhuǎn)子19的中心與定子21的中心都是固定的,轉(zhuǎn)子19的中心與定子21的中心不 重合,有一定的偏心距;楔形板18左側(cè)面與殼體3內(nèi)表面配合接觸,楔形板18右側(cè)面與定 子21外表面配合接觸;轉(zhuǎn)子19的寬度比定子21的寬度稍小,轉(zhuǎn)子19安裝在定子21內(nèi),葉 片20的一端放入轉(zhuǎn)子19的葉片槽內(nèi),另一端與定子21的內(nèi)表面接觸,葉片20沿轉(zhuǎn)子19徑 向安置;配流盤22、 23安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上,并緊壓在定子21的左右兩個(gè)側(cè)面上;由旋轉(zhuǎn)軸 5帶動(dòng)轉(zhuǎn)子19旋轉(zhuǎn),輸出壓力油。
如圖4所示,所述的單作用葉片式液壓變壓器的單作用變量部件1與單作用葉片式二次 元件(參照ZL 200410035764.0, ZL2007200212833)的結(jié)構(gòu)、功能相似,單作用變量部件1. 可以看作為一個(gè)單作用葉片式二次元件;所述的單作用葉片式液壓變壓器的單作用定量部件 2與定量單作用葉片馬達(dá)的結(jié)構(gòu)、功能相似,單作用定量部件2可以看作為一個(gè)定量單作用 葉片馬達(dá);于是,所述的單作用葉片式液壓變壓器可以看作是由二次元件和定量馬達(dá)同軸剛性聯(lián)接而成的,單作用變量部件1的上油口為單作用葉片式液壓變壓器的進(jìn)油口 M,進(jìn)油口 M 與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓油路連接,單作用定量部件2的上油口為單作用葉片式液壓變壓器的 出油口N,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,單作用變量部件l的下 油口與單作用定量部件2的下油口連接在一起,成為單作用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a的作用下,單作用變量部件l產(chǎn)生的主動(dòng)轉(zhuǎn)矩為
單作用定量部件2產(chǎn)生的阻力轉(zhuǎn)矩為
式中K、 K是單作用變量部件l、單作用定量部件2的排量,a、 a是液壓變壓器進(jìn)、— 出油口處的壓力,a是油箱處的壓力,通常^=0。
忽略單作用變量部件1與單作用定量部件2之間的摩擦阻力矩,當(dāng)71+72 =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
義H (1) a ^
式中入為變壓比。
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a是恒壓網(wǎng)絡(luò)的壓力,它為定值,而壓力a取決定于負(fù)載,因此所述的單作 用葉片式液壓變壓器的變壓實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)排量K/K的值,由于單作用定量部件2的排量L 是一個(gè)固定值,所以工作中是通過調(diào)節(jié)單作用變量部件1的排量K來滿足負(fù)載變化的需要。
所述的單作用葉片式液壓變壓器不工作時(shí),單作用變量部件1與單作用定量部件2的轉(zhuǎn)
子均靜止不動(dòng),單作用變量部件1的定子處在初始位置(零點(diǎn)),此時(shí),轉(zhuǎn)子10的中心與定 子9的中心重合,偏心距為零,單作用變量部件l的排量K為零,由公式(1)可知,變壓比 X等于零。
所述的單作用葉片式液壓變壓器工作時(shí),為適應(yīng)負(fù)載的變化,在變量油缸的作用下,單 作用變量部件1的定子9向左或向右移動(dòng),轉(zhuǎn)子10與定子9的偏心距的大小和方向不斷變化,' 單作用變量部件1的排量K也不斷變化,由公式(1)可知,變壓比入就隨之改變,實(shí)現(xiàn)變壓, 滿足負(fù)載變化的需要。所述的單作用葉片式液壓變壓器的單作用變量部件1的轉(zhuǎn)子10與定子9的偏心距的大小
和方向由變量活塞的位移決定,變量活塞的位移可由電液伺服(比例)閥和位置傳感器控制。 工作中,由位置傳感器檢測變量活塞的位移,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
1、一種單作用葉片式液壓變壓器包括單作用變量部件(1)、單作用定量部件(2)、殼體(3)、右端蓋(4)、旋轉(zhuǎn)軸(5)、左端蓋(6);其特征在于,單作用變量部件(1)與單作用定量部件(2)共用同一根旋轉(zhuǎn)軸(5),旋轉(zhuǎn)軸(5)左右兩端通過滑動(dòng)軸承安裝在左端蓋(6)和右端蓋(4)上,單作用變量部件(1)的轉(zhuǎn)子(10)與旋轉(zhuǎn)軸(5)的左半軸通過平鍵配合聯(lián)接,單作用定量部件(2)的轉(zhuǎn)子(19)與旋轉(zhuǎn)軸(5)的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接,單作用變量部件(1)與單作用定量部件(2)安裝在同一個(gè)殼體(3)內(nèi),右端蓋(4)、左端蓋(6)通過螺栓固定在殼體(3)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的單作用葉片式液壓變壓器,其特征在于,單作用變量部件(1) 包括旋轉(zhuǎn)軸(5)、轉(zhuǎn)子(10)、定子(9)、葉片(11)、變量活塞(7)、變量油缸端蓋(8)、 上端蓋(12)、上壓板(13)、下壓板(15)、滾柱(14)和配流盤(16、 17);轉(zhuǎn)子(10)的 中心是固定的,定子(9)的中心可左右移動(dòng),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(11)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,變量活塞(7)的活塞桿右端頭與定子(9)的外表面固定在一起,變 量活塞(7)的殼體是在殼體(3)上加工制成的,變量油缸端蓋(8)通過螺栓固定在殼體(3) 上,上端蓋(12)通過螺栓固定在殼體(3)上,上壓板(13)通過螺栓聯(lián)接在上端蓋(12) 上,下壓板(15)與定子(9)的外表面配合接觸,滾柱(14)安裝在上壓板(13)和下壓板(15)之間,滾柱(14)與上壓板(13)的下表面和下壓板(15)的上表面配合接觸,配流 盤(16、 17)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(5)上,并緊壓在定子(9)的左右兩個(gè)側(cè)面上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的單作用葉片式液壓變壓器,其特征在于,單作用定量部件(2) 包括旋轉(zhuǎn)軸(5)、楔形板(18)、轉(zhuǎn)子(19)、定子(21)、葉片(20)和配流盤(22、 23); 轉(zhuǎn)子(19)的中心與定子(21)的中心都是固定的,轉(zhuǎn)子(19)的中心與定子(21)的中心 不重合,有一定的偏心距,楔形板(18)左側(cè)面與殼體(3)內(nèi)表面配合接觸,楔形板(18) 右側(cè)面與定子(21)外表面配合接觸,轉(zhuǎn)子(19)的寬度也比定子(21)的寬度稍小,轉(zhuǎn)子.(19)安裝在定子(21)內(nèi),葉片(20)的-一端放入轉(zhuǎn)子(19)的葉片槽內(nèi),另一端與定子 (21)的內(nèi)表面接觸,配流盤(22、 23)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(5)上,并緊壓在定子(21)的左右 兩個(gè)側(cè)面上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的單作用葉片式液壓變壓器,其特征在于,單作用變量部件(1) 的上油口為單作用葉片式液壓變壓器的進(jìn)油口 (M),進(jìn)油口 (M)與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓油路連接,單作用定量部件(2)的上油口為單作用葉片式液壓變壓器的出油口 (N),出油口 (N) 與負(fù)載端連接,單作用變量部件(1)的下油口與單作用定量部件(2)的下油口連接在一起, 成為單作用葉片式液壓變壓器一個(gè)油口 (0),油口 (0)與油箱連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的單作用葉片式液壓變壓器,其特征在于,葉片(11)沿轉(zhuǎn)子(10) 徑向安置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的單作用葉片式液壓變壓器,其特征在于,葉片(20)沿轉(zhuǎn)子(19) 徑向安置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的單作用葉片式液壓變壓器,其特征在于,進(jìn)油口 (M)與出油 口 (N)大小相同。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的單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)與出油口 (N)。
全文摘要
一種單作用葉片式液壓變壓器包括單作用變量部件、單作用定量部件、殼體、右端蓋、旋轉(zhuǎn)軸、左端蓋等;其特征在于,單作用變量部件與單作用定量部件共用同一根旋轉(zhuǎn)軸,旋轉(zhuǎn)軸左右兩端通過滑動(dòng)軸承安裝在左、右端蓋上,單作用變量部件的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸的左半軸通過平鍵配合聯(lián)接,單作用定量部件的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接,單作用變量部件與單作用定量部件安裝在同一個(gè)殼體內(nèi),右端蓋、左端蓋通過螺栓固定在殼體上。本發(fā)明的有益效果是能以無節(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,可應(yīng)用于低壓液壓系統(tǒng)中,以擴(kuò)大液壓變壓器的應(yīng)用范圍,豐富液壓變壓器的品種,體積小、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,控制性能好。
文檔編號F15B3/00GK101598141SQ200910016300
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者孔祥臻, 戴汝泉, 臧發(fā)業(yè), 澈 鄭 申請人:山東交通學(xué)院