專利名稱：：一種減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動的方法及裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動的方法及裝置，屬于柱塞泵
技術領域：
。技術背景軸向柱塞泵是液壓系統(tǒng)的重要執(zhí)行元件，其工作原理是在缸體上設有若干柱塞孔，柱塞孔中安裝在彈簧和柱塞，柱塞的一端在彈簧的作用下頂在斜盤上，在斜盤或缸體旋轉時，當柱塞從斜盤的最高點轉向斜盤的最低點時，柱塞在彈簧的作用下柱塞從缸體的柱塞孔中伸出，通過活門將液體從油箱吸入缸體中；當柱塞從斜盤的最低點轉向斜盤的最高點時，柱塞在斜盤的推動下柱塞被壓入缸體的柱塞孔中，將液體從缸體的柱塞孔中擠出；為液壓系統(tǒng)提供液壓流量。目前的斜盤只是一個傾斜放置的圓盤，當斜盤或缸體旋轉時，柱塞在斜盤上的不同位置時，柱塞的位移速率是不同的，柱塞在斜盤的最高點和最低點時，柱塞的位移速率等于零，此時泵的流量也等于零；柱塞在斜盤上升過程的中點柱塞被壓入缸體柱塞孔的速率最大，此時泵的供液流量最大；柱塞在斜盤下降過程的中點柱塞被彈簧頂出缸體柱塞孔的速率最大，此時泵的吸液流量最大；這樣就出現一個問題，軸向柱塞泵存在幾何性流量脈動。該流量脈動將導致液壓系統(tǒng)的壓力脈動，從而弓1起振動和噪聲。傳統(tǒng)教科書中列出了不同柱塞時的流量脈動系數系數表。<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>從上表中可看出流量的脈動還與柱塞的數量有關，一般來說偶數柱塞曰寸的流量脈動系數遠遠大于奇數柱塞時的流量脈動系數，而且隨著柱塞數的增加，流量不均勻系數減小。要減小流量脈動，需要增加柱塞數，但增加柱塞數往往會受到強度限制，或使泵的結構復雜。因此減小流量脈動對于提高液壓系統(tǒng)的性能具有重要意義。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于，提供一種減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動的方法及裝置，減小軸向柱塞泵產生的幾何性流量脈動，為液壓系統(tǒng)提供穩(wěn)定的流量，減少由于流量脈動引起振動和噪聲，以解決現有技術的不足。本發(fā)明是這樣實現的，本發(fā)明的減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動的方法是將軸向柱塞泵上的柱塞與斜盤接觸點的滑行軌跡按旋轉角度的數學函數分布，使缸體在旋轉過程中，控制各柱塞在不同瞬間的位移量，使各柱塞在不同瞬間的總供油流量之和趨于常數，以減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動。上述的減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動的方法中，所述的數學函數根據柱塞數量或柱塞數量的奇偶性確定柱塞與斜盤接觸點不同的滑行軌跡的幾何形狀。根據前述的減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動的方法構建的減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動的裝置，它包括缸體l，缸體1上設有三個或三個以上的柱塞孔2，柱塞孔2中設有彈簧3和可滑動的柱塞4，柱塞4的端部設有斜盤5;其特征在于斜盤5上設有滑道6，滑道6底部的幾何形狀按旋轉角度的數學函數規(guī)律設置。上述的減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動的裝置中，所述的滑道6中設有三個或三個以上的滑靴7，滑靴7的底部和側面設有滾珠8，滾珠8與滑道6滾動連接，滑靴7上部與柱塞4上的球頭9萬向連接。與現有技術相比，本發(fā)明所提供的減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動的方法及裝置，有如下有益效果1、采用本發(fā)明的方法提供的斜盤結構支承柱塞運動，可使軸向柱塞泵的瞬時流量為常數，從而減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動。2、采用本發(fā)明的方法提供的斜盤結構支承柱塞運動，可使軸向柱塞泵不需要考慮偶數柱塞、奇數柱塞流量脈動系數的影響。3、采用本發(fā)明的方法提供的斜盤結構支承柱塞運動，可在軸向柱塞泵柱塞數量少的情況下，同樣具有好的流量平穩(wěn)性?？朔獪p小流量脈動，需要增加柱塞數量，造成柱塞數量的增加受到強度限制和使泵的結構復雜的矛盾。4、本發(fā)明的結構中，將斜盤與柱塞的摩擦結構由滑動摩擦改為滾動摩擦，有利于改進斜盤式軸向柱塞泵的接觸性能。5、對于多柱塞軸向柱塞泵，采用同樣的原理，可以確定不同柱塞情況下的斜盤曲線，實現減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動。根據軸向柱塞泵柱塞分布的對稱性，只要解決了k柱塞軸向柱塞泵的幾何性流量脈動，其滑行軌跡的幾何形狀將適應于kn個柱塞的軸向柱塞泵。以12柱塞的軸向柱塞泵為例，可以采用3柱塞滑行軌跡的幾何形狀或者4柱塞滑行軌跡的幾何形狀。6、隨著變頻調速技術在液壓系統(tǒng)中應用的深入研究，變頻變量將有可能廣泛應用。采用本發(fā)明的方法提供的斜盤結構支承柱塞運動，對于變頻變量有可能形成較好的應用。附圖l是本發(fā)明的軸向柱塞泵的結構示意圖；附圖2是附圖1中柱塞與斜盤連接的局部放大圖；附圖3是傳統(tǒng)軸向柱塞泵的工作原理簡圖；附圖中的標記為l-缸體，2-柱塞孔，3-彈簧，4-柱塞，5-斜盤，6-滑道，7-滑靴，8-滾珠，9-球頭。具體實施方式實施例在忽略液體的可壓縮性、忽略泄漏及回充等情況下，首先對傳統(tǒng)軸向柱塞泵的瞬時流量進行分析，經分析可知，軸向柱塞泵的瞬時流量完全決定于軸向柱塞泵機械原理所形成的工作腔幾何空間變化率。分析過程如圖3所示當柱塞由上死點位置A隨缸體轉動到位置B時，柱塞與斜盤接觸點軌跡的坐標為式中X(O)……柱塞與斜盤接觸點軌跡的X坐標D……柱塞分布圖直徑S……斜盤傾角柱塞位移xl=xi。i+Dtan5=2tau3il-cosOiXl……柱塞位移#幽、二i4n化&血AJOD。'工枉墓店動速度v=—=—=--=—wtan3smO當柱塞泵以恒定轉速旋轉時，單個柱塞的瞬時流量(定義排油為負)Q=-^d、=-，d2冬wtaii5siii。'.式中Q、……第i個柱塞的瞬時流量d……柱塞的直徑……泵旋轉角速度<……第i個柱塞的旋轉角度泵的瞬時流量g》=士.g'=-三WItotan3士du<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中Q'B……泵的瞬時流量k……同時處于排油區(qū)的柱塞數目軸向柱塞泵的流量脈動系數與柱塞數緊密相關，脈動系數定義為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中…泵的瞬時流量最大值…泵的瞬時流量最小值'泵的理論流量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中z……泵的柱塞數I1B泵的轉速傳統(tǒng)教科書中列出了不同柱塞時的流量脈動系數系數表。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從上表中可看出流量的脈動還與柱塞的數量有關，一般來說偶數柱塞曰寸的流量脈動系數遠遠大于奇數柱塞時的流量脈動系數，而且隨著柱塞數的增加，流量不均勻系數減爿小流量脈動，需要增加柱塞數，但增加柱塞數往往會受到強度限制，或使泵的結構復雜。通過以上的分析，本發(fā)明對軸向柱塞泵的斜盤進行了改進，具體實施方法是將軸向柱塞泵上的柱塞與斜盤接觸點的滑行軌跡按數學函數分布，使轉子在旋轉過程中，控制各柱塞在不同瞬間的位移量，使各柱塞在不同瞬間的總供油流量之和趨于常數，以減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動。所述的數學函數根據柱塞數量或柱塞數量的奇偶性確定柱塞與斜盤接觸點不同的滑行軌跡的幾何形狀。軸向柱塞泵單個柱塞的瞬時流量為當"不變時，其瞬時流量取決于^，可看出，^是一個結構性變量，即只與柱塞和斜盤接觸點軌跡的x坐標隨O變化的情況關聯(lián)的變量。既然，是一個只與柱塞和斜盤接觸點軌跡的x坐標隨o變化的情況關聯(lián)的變量D本發(fā)明針對不同柱塞數量的泵，確定不同的柱塞和斜盤接觸點軌跡的i坐標隨。變化的曲線方程。對于三柱塞軸向柱塞泵<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>對于四柱塞軸向柱塞泵:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>對于五柱塞軸向柱塞泵:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>對于六柱塞軸向柱塞泵:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>對于七柱塞軸向柱塞泵<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>對于八柱塞軸向柱塞泵:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>或者nO口對于九柱塞軸向柱塞泵<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>對于十柱塞軸向柱塞泵:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>或者=<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>對于十一柱塞軸向柱塞泵:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>隨①變化，如果柱塞和斜盤接觸點軌跡的i坐標按上式規(guī)律變化，可以從原理上消除軸向柱塞泵的幾何性流量脈動。以上僅僅是05^^;r之間的曲線方程，對于7^。S2;r之間的曲線按對稱性可以簡單確定。本發(fā)明的軸向柱塞泵幾何性流量脈動的結構如圖1所示，它包括缸體l，缸體1上設有三個或三個以上的柱塞孔2，柱塞孔2中設有彈簧3和可滑動的柱塞4，柱塞4的端部設有斜盤5;斜盤5上設有滑道6，滑道6底部的幾何形狀按旋轉角度的數學函數規(guī)律設置D所述的滑道6中設有三個或三個以上的滑靴7，滑靴7的底部和側面設有德珠S，德珠S與滑道6德動連接，滑靴7上部與柱塞4上的球頭9萬向連接。由于傳統(tǒng)的軸向柱塞泵中的斜盤曲線是柱塞球頭直接與斜盤形成點接觸，不利于斜盤和柱塞球頭工作。為改進柱塞球頭與斜盤接觸性能，本發(fā)明提出柱塞球頭與斜盤的耦合結構如圖2所示。該結構將柱塞球頭滑靴與斜盤滑道之間的滑動摩檫改為瀠動摩檫，可以改進接觸的性能?；ド系牡轮樵谛北P上的滑道中滑動，滑道底部的曲面按本發(fā)明所提出的曲線設計D本發(fā)明所提出的斜盤經滑靴與柱塞的連接結構不但適用于本發(fā)明提出的斜盤式軸向柱塞泵的曲線結構，同樣也適用于傳統(tǒng)斜盤式軸向柱塞泵。權利要求1.一種減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動的方法，其特征在于該方法是將軸向柱塞泵上的柱塞與斜盤接觸點的滑行軌跡按數學函數分布，使缸體在旋轉過程中，控制各柱塞在不同瞬間的位移量，使各柱塞在不同瞬間的總供油流量之和趨于常數，以減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動。全文摘要本發(fā)明公開了一種減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動的方法及裝置；該方法是將軸向柱塞泵上的柱塞與斜盤接觸點的滑行軌跡按數學函數分布，使缸體在旋轉過程中，控制各柱塞在不同瞬間的位移量，使各柱塞在不同瞬間的總供油流量之和趨于常數，以減小軸向柱塞泵幾何性流量脈動；本發(fā)明可減小軸向柱塞泵產生的幾何性流量脈動，為液壓系統(tǒng)提供穩(wěn)定的流量，減少由于流量脈動引起振動和噪聲。文檔編號F04B3/00GK101240794SQ20081030057公開日2008年8月13日申請日期2008年3月14日優(yōu)先權日2008年3月14日發(fā)明者仇宏程,張大斌,明蘇,陳倫軍申請人:貴州大學