[发明专利]一种可平衡差动缸流量差的非对称配流轴向柱塞变量泵

说明书

本申请公开一种可平衡差动缸流量差的非对称配流轴向柱塞变量泵，本发明的轴向柱塞变量泵由壳体、前盖、泵后盖、主轴、斜盘摇架、回程盘、缸体、配流盘、柱塞、滑靴、轴承、排量控制机构等元件组成。该泵的缸体柱塞孔与柱塞相适配，位于同一分度圆上；缸体配流端面与配流盘组成摩擦副，缸体柱塞孔内的柱塞其滑靴部分与斜盘摇架组成摩擦副；泵后盖上平面配流面与配流盘对应端面为静连接；配流盘上的腰形槽与缸体上的油槽口分度圆直径一致；泵后盖上的腰形槽角度范围与配流盘上的腰形槽角度范围不一致；泵后盖具有三个油口，各自独立工作，三个工作油口的组合应用可以实现单泵直接闭环控制差动油缸回路。该轴向柱塞变量泵工艺简单，压力可达300bar以上，结构稳定性好、噪音低、寿命长，具有较高的稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及柱塞变量泵技术领域，具体为一种可平衡差动缸流量差的非对称配流轴向柱塞变量泵。

背景技术

采用单台轴向柱塞变量泵直接闭环控制差动油缸运动，必须在差动油缸工作时平衡掉多余的流量。差动油缸两腔存在容积差，连接油缸无杆腔的流量多出连接有杆腔的部分。目前，直接泵控技术虽已取得非常大的进展，研发成功了高动态响应伺服和比例轴向柱塞变量泵，引入了变转速控制技术，这些技术用在泵控对称油缸上取得了很好的效果，但应用在液压系统广泛使用的差动油缸上，效果都不够理想，原因是这些泵只能输出对称流量，如果直接连接在差动油缸上，需要采用许多辅助的方法。如采用液压变压器平衡泵至差动油缸间的不对称流量，采用低压液压泵配合液控单向阀补油。美国Vickers公司申请了用交流伺服电动机驱动定量液压泵、用液控单向阀平衡差动油缸不对称流量、闭环控制差动油缸的专利。上述成果尽管取得了一定的进展，但仍存在回路复杂或需要借助其它液压阀，其推广应用受到制约。对于轴向柱塞变量泵直接控制差动油缸的应用而言，存在成本高、技术复杂，只适用于某些特定负载工况，需要从技术方面实现突破；重点是要实现，只采用一台液压泵就可以自动平衡差动油缸不对称流量，控制其在回路中运动自如。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的不足，本发明旨在设计并制造一种可平衡差动油缸流量差的非对称配流轴向柱塞变量泵。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种可平衡差动缸流量差的非对称配流轴向柱塞变量泵，包括壳体、前盖、泵后盖、主轴、斜盘摇架、回程盘、缸体、配流盘、柱塞、滑靴、轴承、排量控制机构；泵的缸体柱塞孔与柱塞相适配，位于同一分度圆上；缸体中心设有花键孔，主轴穿过缸体与花键孔配合；缸体上的柱塞孔轴线与主轴轴线平行；泵后盖上的配流面为平面，泵后盖配流面与配流盘之间为平面静配合；配流盘为三窗口串联配流：以配流盘上下死点轴为基准，一侧为配流窗口C，另一侧为两个串联布置的配流窗口A、B，三个配流窗口位于同一分度圆上；配流盘上的配流窗口与缸体上的油槽口分度圆直径一致；泵后盖具有三个油口，油口间相互独立分布；泵后盖的三个油口分别与开在泵后盖配流面上的三组油流窗口相连通；配流盘的三组配流窗口与泵后盖上的三组油流窗口相对应匹配。

本发明的轴向柱塞变量泵主要创新点是：根据新型配流原理，通过非对称配流方式，对传统标准轴向柱塞变量泵的对称配流结构做出改造，为满足单泵直接控制差动油缸运动需要，将传统标准轴向柱塞变量泵的对称配流结构重新设计，泵出油口由两个油口增加为三个，改变泵配流窗口区域角度范围和通流量，成为非对称配流油口；泵后盖上的其中一个油流窗口重新设计成相互串联的两个油口，通过数字仿真计算和仿真结果分析，确定泵的最合理结构参数；其中，两个油口输出不对称流量，第三个油口主要是用于液压油冷热交换和补油；同时，实现新型轴向柱塞变量泵两个油口间的流量差完全等于对应差动油缸两腔容积差。目前，已经研制出的非对称配流轴向柱塞变量泵样机，经过试验台几年测验，样机泵各项参数，包括：困油噪声、压力和流量脉动状况、容积效率等，已达到传统标准对称配流轴向柱塞变量泵一样的参数标准。

进一步的，配流盘上每个配流窗口的两端均设有困油减震槽。

本发明新型轴向柱塞变量泵实现了仅用一台泵就可以完全控制差动油缸运动。传统标准轴向柱塞变量泵的对称配流方式及控制回路原理，如图1所示：