一種能適應高低速工作及低速啟動的葉片泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及液壓葉片泵【技術領域】，具體是一種能適應高低速工作及低速啟動的葉片泵，殼體內(nèi)由左至右分別設有左泵體、吸油配油盤、壓油配油盤及右泵體，軸固定插入殼體中央，殼體內(nèi)部沿軸環(huán)向依次設有轉子和定子，其特征在于有柱銷徑向偏心或徑向通過中心二種結構形式，轉子的徑向或徑向偏心位置設有若干柱銷孔，轉子通過柱銷孔分別與柱銷相連，所述柱銷上設有彈簧孔，柱銷通過所述彈簧孔與彈簧一端相連，所述彈簧另一端與雙刃口或單刃口的葉片底部固定連接。經(jīng)改進后的葉片泵能適應伺服、變頻電機高低速運轉及切換、低速啟動、低速高壓運行要求，工作平穩(wěn)，壽命及性能大大超越老結構產(chǎn)品，而且具有結構簡單，制造容易，易批量生產(chǎn)的特點。
【專利說明】一種能適應高低速工作及低速啟動的葉片泵
[【技術領域】]
[0001]本實用新型涉及液壓葉片泵【技術領域】，具體的說一種能適應高低速工作及低速啟動的葉片泵。
[【背景技術】]
[0002]隨著伺服、變頻電機在液壓系統(tǒng)上的廣泛應用，液壓設備也進入更節(jié)能環(huán)保行列。在液壓裝置中控制系統(tǒng)根據(jù)要求對伺服電機或變頻電機進行各種轉速的驅動，使液壓泵在低速時提供高壓小流量油液，使液壓系統(tǒng)保壓或工進；而在空行程及回程快退時液壓泵高速運轉提供大流量油液；并能在低速高壓狀態(tài)瞬時反轉降壓快速切換到下一工況；這樣周而復始，使電機耗費的功率大幅降低，達到節(jié)能高效的目的。
[0003]常規(guī)的定量液壓葉片泵無法達到上述要求，因為常規(guī)的液壓葉片泵由吸油配油盤、壓油配油盤、轉子、定子、葉片、軸及左、右泵體等組成，10個或12個葉片安裝在轉子的10個或12個槽內(nèi)；如柱銷式葉片泵轉子槽底部的中央有柱銷孔，用來安放可自由活動的柱銷，轉子的內(nèi)孔裝密封套，轉子外套定子；定子的左側是吸油配油盤；右側是壓油配油盤；配油盤與定子間有定位銷定位，有一定間隙轉子、葉片安放在中間，通過二個螺釘把上述零件組成一個組合件安裝在泵體內(nèi)，右泵體上安裝軸承是軸的一個支撐點，軸另一個支撐點在吸油配油盤上的復合軸承上；軸通過外花鍵與轉子的內(nèi)花鍵相連，高壓區(qū)，低壓區(qū)用密封件阻隔。
[0004]根據(jù)卸荷方式葉片泵大致有三種:如圖1aa及圖1ab所示的單葉片結構；如圖1ba及圖1bb所示的母子葉片結構以及如圖1ca及圖1cb所示的柱銷葉片結構。其工作原理基本相同:定子設計成近似橢圓有二段大圓弧R，二段小圓弧r，四段曲線組成；驅動軸通過花鍵與轉子連接；轉子上有徑向分布的十條或十二條葉片槽；葉片槽內(nèi)裝有能徑向自由滑動的葉片；定子的二端通過定位銷與二側的配油盤連接。當軸驅動轉子旋轉時，葉片在自身離心力的作用下，貼緊定子內(nèi)表面，并在轉子槽內(nèi)作往復運動(建壓后高壓腔引入的高壓油直接或間接作用在葉片底部)。旋轉時當葉片由定子小半徑r向大半徑R移動時，二葉片間與轉子外側、定子內(nèi)側及二側配油盤組成的密閉容積逐漸增大，形成局部真空而吸油。當葉片由大半徑R向小半徑r處移動時，二葉片與轉子外側、定子內(nèi)側及二側配油盤組成的密閉容積逐漸變小而排油。因此液壓葉片泵正常工作的必要條件是在離心力足以甩出葉片，使其緊貼定子內(nèi)表面，才能正常運轉和工作。但目前的狀況是:采用伺服電機或變頻電機后轉速小于200r/min以下，上述幾種葉片泵的離心力就不足于保證葉片緊貼定子內(nèi)表面，因此根本無法工作(葉片泵正常工作轉速大于600r/min)。更無法實現(xiàn)低速高壓時的瞬時反轉卸壓。其次，目前的葉片泵產(chǎn)品都是內(nèi)泄式結構。即高壓區(qū)的泄漏到轉子花鍵處、軸間的油液通過配油盤上的回油孔流回配油盤處的吸油腔，當轉速低于800r/nim時，由于從油箱內(nèi)吸入的油液減少，內(nèi)泄油液在泵內(nèi)從高壓到低壓反復循環(huán)，使油液很快發(fā)熱致泵壓力脈動、噪聲增大，有的甚至不能工作。而下述的葉片泵很好的解決了上述問題。[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種能適應高低速工作及低速啟動的葉片栗。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，設計一種能適應高低速工作及低速啟動的葉片泵，包括殼體，所述殼體內(nèi)由左至右分別設有左泵體、吸油配油盤、壓油配油盤及右泵體，軸固定插入殼體中央，所述殼體內(nèi)部沿軸環(huán)向設有轉子，轉子外套定子，其中定子有二條小圓弧r，二條大圓弧被組合曲線代替，及四條不對稱曲線，以適應高低速快速切換及瞬時反轉卸壓需要；其特征在于所述轉子的徑向位置設有若干柱銷孔，轉子通過所述若干柱銷孔分別與若干柱銷相連，所述柱銷上設有彈簧孔，柱銷通過所述彈簧孔與彈簧一端相連，所述彈簧另一端與葉片底部固定連接，即構成彈簧柱銷徑向分布通過中心的葉片泵。
[0007]所述轉子上的徑向位置偏心設有若干柱銷孔，偏移量e根據(jù)葉片厚度調整，轉子通過所述若干柱銷孔分別與若干柱銷偏心相連，柱銷通過所述彈簧孔安裝彈簧的一端，所述葉片底部中央有一個相同偏移量e的彈簧孔，用來固定彈簧的另一端，即構成彈簧柱銷徑向偏心分布的葉片泵結構，其與上述產(chǎn)品的差別是轉子上的柱銷孔偏心設置。
[0008]所述葉片采用雙刃口或單刃口結構，按排量大小，數(shù)量選擇10片或12片或14片三種規(guī)格，所述柱銷與彈簧的數(shù)量與葉片數(shù)量相等。
[0009]所述柱銷孔底部設有環(huán)形槽，所述轉子的內(nèi)孔裝有密封套，所述密封套密封住柱銷孔底部的環(huán)形槽，建壓后壓力油從轉子二側六個小孔引入環(huán)形密閉槽推出柱銷或偏心柱銷。
[0010]所述葉片泵取消了常規(guī)的配油盤內(nèi)泄漏通路，因為在葉片泵排油區(qū)，由于負載作用，其壓力一般會很高，而吸油區(qū)及旋轉軸的密封區(qū)域一般是負壓區(qū)或零壓區(qū)(相對于大氣壓)。葉片泵的旋轉件、移動件與固定件之間的密封都采用間隙密封，轉子與配油盤之間有間隙，轉子與葉片之間有間隙，因此排油區(qū)的壓力油會向低壓區(qū)域泄漏，其中很大一部分通過轉子與配油盤的間隙泄漏到旋轉軸間的區(qū)域，內(nèi)泄式泵在配油盤上加開回油孔，把它引到吸油區(qū)而進入下一輪的工況，由于高壓向低壓縫隙流動會產(chǎn)生大量的熱量，壓力越大，發(fā)熱越高，即壓力差與發(fā)熱量成正比。由于已經(jīng)有一定熱量的回油(泄漏油)經(jīng)吸油區(qū)進壓油區(qū)，然后又泄漏到回油區(qū)，周而復始，泵的溫升很高。泵的噪聲，脈動隨之增大。有的甚至出現(xiàn)泄漏油來不及從回油孔回油，軸間處壓力瞬時升高，油液直接從軸封處沖出，造成葉片泵失效。
[0011]所述葉片泵采用全密封外泄式油路，它把原有的回油孔全部封死，在軸上開泄漏油孔，與配油盤上、泵體上增加泄漏油孔相連，把有一定熱量的回油(泄漏油)直接排回油箱，泄漏油可能會與吸油區(qū)相通的地方用密封件阻隔，這樣泵吸入的油液及排出的油液溫度都不是很高，改善了泵的工作條件，使泵更能適應高低速快速切換及低速高壓運行。
[0012]工作過程中，軸通過花鍵連接帶動轉子旋轉，由于葉片底部的啟動彈簧作用，不管是低轉速(甚至每分鐘二十幾轉)或高轉速，葉片始終緊貼定子，當葉片在定子內(nèi)表面滑動時，在吸油區(qū)，二葉片與轉子外側、定子內(nèi)側及二側配油盤組成的密閉體積逐漸增大產(chǎn)生真空把油液吸入。在壓油區(qū)，二葉片與轉子外側、定子內(nèi)側及二側配油盤組成的密閉體積逐漸變小，把油液排出。當負載增大，即建立壓力后，壓力油通過配油盤的配流窗口引入到轉子二側的六個小孔直達轉子的環(huán)形密封槽，環(huán)形密封槽內(nèi)壓力升高，在壓力油的作用下把徑向分布或徑向偏心分布的柱銷推出，柱銷壓縮彈簧頂向葉片，當壓力P與柱銷端面面積的乘積大于彈簧力，柱銷與葉片底部接觸，彈簧就隱藏在柱銷與葉片組成的圓柱空間內(nèi)，彈簧就不參加工作；當P乘以柱銷端面面積的乘積小于彈簧力(即在低轉速，低壓力情況下)啟動彈簧又開始工作。該結構有效解決了低速啟動、高低速運轉切換、并能在低速高壓狀態(tài)瞬時反轉降壓快速切換到下一工況。
[0013]上述經(jīng)改進后的二種結構的葉片泵產(chǎn)品能適應伺服、變頻電機高低速運轉及切換、低速啟動、低速高壓運行要求，工作平穩(wěn)，壽命及性能大大超越老結構產(chǎn)品，而且具有結構簡單，制造容易，易批量生產(chǎn)的特點，應大力推廣使用。尤其是由葉片、彈簧及柱銷組成隱形彈簧機構值得一提。彈簧僅在啟動及沒有壓力時參加工作，建立壓力后，則隱蔽在葉片組件中待命，不會產(chǎn)生彈簧直接裝在葉片底部要承受幾千萬次到上億次往復運動而造成的損壞(因雙作用葉片泵每轉一周，每個葉片在葉片槽中往復移動二次，如高速狀態(tài)泵轉速在2200r/min，按一年運行360天3班極限算，則彈簧往復運行2.8億次！)。由于液壓系統(tǒng)的設計一般都考慮設置有一定的背壓，當彈簧力小于背壓時，彈簧僅僅在啟動時工作，其他任何狀況:高速還是低速，高壓還是低壓，對彈簧都不產(chǎn)生作用。由于彈簧的工作頻率大幅降低，對彈簧的材質，熱處理要求也歸于一般，而泵的適應能力及性能卻大幅提高。
[【專利附圖】

【附圖說明】]
[0014]圖1aa為單葉片泵結構主剖視圖；
[0015]圖1ab為單葉片泵結構側剖視圖；
[0016]圖中，11.左泵體12.吸油配油盤13.定子14.轉子15.葉片16.壓油配油盤17.右泵體18.軸
[0017]圖1ba為母子葉片泵結構主剖視圖；
[0018]圖1bb為母子葉片泵結構側剖視圖；
[0019]圖中，21.左泵體22.吸油配油盤23.定子24.轉子25-1.子葉片25-2.母葉片26.壓油配油盤27.右泵體28.軸
[0020]圖1ca柱銷式葉片泵結構主剖視圖；
[0021]圖1cb柱銷式葉片泵結構側剖視圖；
[0022]圖中，31左泵體32.吸油配油盤33.定子34.轉子35_1柱銷35_2葉片36.壓油配油盤37.右泵體38.軸39.密封套
[0023]圖2aa為新型的彈簧柱銷徑向分布通過中心葉片泵結構
[0024]圖2ab為新型的彈簧柱銷徑向分布通過中心葉片泵結構
[0025]圖2ac為新型的彈簧柱銷徑向分布通過中心葉片泵結構
[0026]圖中，41左泵體42.吸油配油盤43.定子44.轉子45_1柱銷45_2葉片45_3彈簧46.壓油配油盤47.右泵體48.軸49.密封套
[0027]圖2ba為新型的彈簧柱銷徑向偏心分布葉片泵結構
[0028]圖2bb為新型的彈簧柱銷徑向偏心分布葉片泵結構
[0029]圖2bc為新型的彈簧柱銷徑向偏心分布葉片泵結構
[0030]圖中，51左泵體52.吸油配油盤53.定子54.轉子55_1柱銷55_2葉片55_3彈簧56.壓油配油盤57.右泵體58.軸59.密封套。[【具體實施方式】]
[0031]現(xiàn)結合附圖及具體實施例對本實用新型的技術方案作進一步闡述，相信本套泵的結構對本領域技術人員來說是清楚的。
[0032]實施例一
[0033]彈簧柱銷徑向分布通過中心的葉片泵如圖2aa圖2ab及圖2ac所示，包括殼體，殼體內(nèi)由左至右分別設有左泵體41、吸油配油盤42、壓油配油盤46及右泵體47，軸48固定插入殼體中央，所述殼體內(nèi)部沿軸48環(huán)向設有轉子44，轉子44外套定子43，其中定子43有二條小圓弧r，二條大圓弧被組合曲線代替，及四條不對稱曲線，以適應高低速快速切換及瞬時反轉卸壓需要；
[0034]在轉子44的徑向位置設有若干柱銷孔，轉子44通過所述若干柱銷孔分別與若干柱銷45-1相連，所述柱銷45-1上設有彈簧孔，柱銷45-1通過所述彈簧孔與彈簧45-3 —端相連，所述彈簧45-3另一端與葉片45-2底部固定連接，即構成彈簧柱銷徑向分布通過中心的葉片泵，其中葉片采用雙刃口或單刃口結構，數(shù)量選擇10片或12片或14片三種規(guī)格，所述柱銷與彈簧的數(shù)量與葉片數(shù)量相等。
[0035]柱銷孔的底部設有環(huán)形槽，在轉子的內(nèi)孔裝有密封套49，所述密封套密封住柱銷孔底部的環(huán)形槽，建壓后壓力油從轉子二側六個小孔引入環(huán)形密閉槽推出柱銷或偏心柱銷。
[0036]關于獨立的全密封外泄式油路，它把原有的回油孔全部封死，在軸上開泄漏油孔，與配油盤上、泵體上增加泄漏油孔相連，把有一定熱量的回油直接排回油箱，泄漏油可能會與吸油區(qū)相通的地方用密封件阻隔，這樣泵吸入的油液及排出的油液溫度都不是很高，改善了泵的工作條件，使泵更能適應高低速快速切換及低速高壓運行。
[0037]實施例二
[0038]彈簧柱銷徑向偏心分布葉片泵結構如圖2ba、圖2bb及圖2bc所示，它同樣是由吸油配油盤52、壓油配油盤56、轉子54、定子53、葉片55_2、柱銷55_1、彈簧55_3、密封套59、軸58及殼體等組成。其與實施例一產(chǎn)品的差別是轉子54上的柱銷孔偏心設置，即轉子上的徑向位置偏心設有若干柱銷孔，偏移量e根據(jù)葉片厚度調整，轉子54通過所述若干柱銷孔分別與若干柱銷55-1偏心相連,柱銷55-1通過所述彈簧孔安裝彈簧55-3的一端,所述葉片底部中央有一個相同偏移量e的彈簧孔，用來固定彈簧的另一端，即構成彈簧柱銷徑向偏心分布的葉片泵結構，其與上述產(chǎn)品的差別是轉子上的柱銷孔偏心設置。其工作過程與上述實施例一完全相同，這里不再敖述。
【權利要求】
1.一種能適應高低速工作及低速啟動的葉片泵，包括殼體，所述殼體內(nèi)由左至右分別設有左泵體、吸油配油盤、壓油配油盤及右泵體，軸固定插入殼體中央，所述殼體內(nèi)部沿軸環(huán)向設有轉子，轉子外套定子，其特征在于所述轉子的徑向位置設有若干柱銷孔，轉子通過所述若干柱銷孔分別與若干柱銷相連，所述柱銷上設有彈簧孔，柱銷通過所述彈簧孔與彈簧一端相連，所述彈簧另一端與葉片底部固定連接。
2.如權利要求1所述的一種能適應高低速工作及低速啟動的葉片泵，其特征在于所述轉子上的徑向位置偏心設有若干柱銷孔，偏移量e根據(jù)葉片厚度調整，轉子通過所述若干柱銷孔分別與若干柱銷偏心相連，柱銷通過所述彈簧孔安裝彈簧的一端，所述葉片底部中央有一個相同偏移量e的彈簧孔，用來固定彈簧的另一端，即構成彈簧柱銷徑向偏心分布的葉片泵結構。
3.如權利要求1或2所述的一種能適應高低速工作及低速啟動的葉片泵，其特征在于所述葉片采用雙刃口或單刃口結構，數(shù)量選擇10片或12片或14片三種規(guī)格，所述柱銷與彈簧的數(shù)量與葉片數(shù)量相等。
4.如權利要求1或2所述的一種能適應高低速工作及低速啟動的葉片泵，其特征在于所述柱銷孔底部設有環(huán)形槽，所述轉子的內(nèi)孔裝有密封套，所述密封套密封住柱銷孔底部的環(huán)形槽，建壓后壓力油從轉子二側六個小孔引入環(huán)形密閉槽推出柱銷或偏心柱銷。
5.如權利要求1或2所述的一種能適應高低速工作及低速啟動的葉片泵，其特征在于所述泵采用獨立的全密封外泄式油路，在軸上開泄漏油孔，與配油盤上、泵體上增加泄漏油孔相連，將回油直接排回油箱，在與吸油區(qū)相通處設有密封件阻隔。
【文檔編號】F04C2/344GK203516089SQ201320647315
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權日:2013年10月18日
【發(fā)明者】樊計天 申請人:樊計天