專利名稱：液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種液壓變壓器，具體地說是一種液壓缸控制的單作用葉片式液
壓變壓器，屬機械領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
液壓變壓器是指在液壓傳動中實現(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，不僅可以無節(jié)流損失地驅(qū)動直 線負(fù)載，而且還可以驅(qū)動旋轉(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。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的技術(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、運轉(zhuǎn)精度高且平穩(wěn)，可應(yīng)用于低壓液壓系統(tǒng)的液壓缸控制的單作用葉片式液壓變 壓器，以豐富液壓變壓器的種類，擴大液壓變壓器的應(yīng)用范圍。 本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案 —種液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器包括兩個單作用變量部件、殼體、右 端蓋、旋轉(zhuǎn)軸、左端蓋、上端蓋等；兩個單作用變量部件共用同一根旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸左右兩端 通過滑動軸承安裝在左、右端蓋上，一個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，另一單作用變量部件的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接，兩個單作 用變量部件安裝在同一個殼體內(nèi)，右端蓋、左端蓋、上端蓋通過螺栓固定在殼體上。 所述的液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器，一個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；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側(cè)面上。 所述的液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器，另一個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；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側(cè)面上。 所述的液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器，一個單作用變量部件的上油口為 液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器的進油口，進油口與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓油路連 接，另一個單作用變量部件的上油口為液壓缸控制的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，進油口與出油口大小相同，一個單作用變量部件的下油口與另一個 單作用變量部件的下油口連接在一起，成為液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器一個油 口，該油口與油箱連接，該油口大于進油口與出油口。 本實用新型的一種液壓缸控制的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)本實用新型能以無節(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)本實用新型可應(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)本實用新型體積小、重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小，動態(tài)響應(yīng)快，控制性能好。
(4)本實用新型可以向負(fù)載輸出能量，也可以從負(fù)載向蓄能器回收能量。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)簡圖 圖2是本實用新型的的A-A視圖 圖3是本實用新型的的B-B視圖 圖4是本實用新型的油口連接形式示意圖 圖5是本實用新型的變壓原理示意圖 圖中1.第一單作用變量部件，2.第二單作用變量部件，3.殼體，4.右端蓋，5.旋 轉(zhuǎn)軸，6.左端蓋，7.上端蓋，8、18.變量活塞，9、19.變量油缸端蓋，10、20.定子，11、21.轉(zhuǎn) 子，12、22.葉片，13、23.上壓板，14、24.滾柱，15、25.下壓板，16、 17、26、27.配流盤
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作以下詳細(xì)地說明。 如
圖1、2、3所示，本實用新型所述的液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器主要 由第一單作用變量部件1、第二單作用變量部件2、殼體3、右端蓋4、旋轉(zhuǎn)軸5、左端蓋6、上 端蓋7等組成；第一單作用變量部件1與第二單作用變量部件2共用同一根旋轉(zhuǎn)軸5，旋轉(zhuǎn) 軸5左右兩端通過滑動軸承安裝在左端蓋6、右端蓋4上，第一單作用變量部件1的轉(zhuǎn)子11 與旋轉(zhuǎn)軸5的左半軸通過平鍵配合聯(lián)接，第二單作用變量部件2的轉(zhuǎn)子21與旋轉(zhuǎn)軸5的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接，第一單作用變量部件1與第二單作用變量部件2安裝在同一個殼 體3內(nèi)，右端蓋4、左端蓋6、上端蓋7通過螺栓固定在殼體3上。 第一單作用變量部件1主要由旋轉(zhuǎn)軸5、轉(zhuǎn)子11、定子10、葉片12、變量活塞8、變 量油缸端蓋9、上壓板13、下壓板15、滾柱14和配流盤16、 17等組成，轉(zhuǎn)子11的中心是固定 的，定子10的中心可左右移動；轉(zhuǎn)子11的寬度比定子10的寬度稍小，轉(zhuǎn)子11安裝在定子 10內(nèi)，葉片12的一端放入轉(zhuǎn)子11的葉片槽內(nèi)，另一端與定子10的內(nèi)表面接觸，葉片12沿 轉(zhuǎn)子11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11可帶動旋 轉(zhuǎn)軸5旋轉(zhuǎn)；變量活塞8的活塞桿右端頭與定子10的外表面固定在一起，變量活塞8的殼 體是在殼體3上加工制成的，變量活塞8、變量油缸端蓋9和殼體3構(gòu)成變量油缸，變量活 塞8的活塞桿可推動定子10左右移動，改變轉(zhuǎn)子11與定子10的偏心距的大小和方向，從 而使第一單作用變量部件1實現(xiàn)變量；上壓板13通過螺栓聯(lián)接在上端蓋7上，下壓板15與 定子10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10左右移動；配流盤16、 17安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上，并緊壓在定子10的左右兩個側(cè)面上。 第二單作用變量部件2主要由旋轉(zhuǎn)軸5、轉(zhuǎn)子21、定子20、葉片22、變量活塞18、變 量油缸端蓋19、上端蓋7、上壓板23、下壓板25、滾柱24和配流盤26、27等組成，轉(zhuǎn)子21的 中心是固定的，定子20的中心可左右移動；轉(zhuǎn)子21的寬度比定子20的寬度稍小，轉(zhuǎn)子21 安裝在定子20內(nèi)，葉片22的一端放入轉(zhuǎn)子21的葉片槽內(nèi)，另一端與定子20的內(nèi)表面接觸， 葉片22沿轉(zhuǎn)子21徑向安置；變量活塞18的活塞桿右端頭與定子20的外表面固定在一起， 變量活塞18的殼體是在殼體3上加工制成的，變量活塞18、變量油缸端蓋19和殼體3構(gòu)成 變量油缸，變量活塞18的活塞桿可推動定子20左右移動，改變轉(zhuǎn)子21與定子20的偏心距 的大小和方向，從而使第二單作用變量部件2實現(xiàn)變量；上壓板23通過螺栓聯(lián)接在上端蓋 7上，下壓板25與定子20的外表面配合接觸，滾柱24安裝在上壓板23和下壓板25之間， 滾柱24與上壓板23的下表面和下壓板25的上表面配合接觸，下壓板25可隨定子20左右 移動；配流盤26、27安裝在旋轉(zhuǎn)軸5上，并緊壓在定子20的左右兩個側(cè)面上；由旋轉(zhuǎn)軸5帶 動轉(zhuǎn)子21旋轉(zhuǎn)，輸出壓力油。 如圖4所示，所述的液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器的第一單作用變量部 件1、第二單作用變量部件2與單作用葉片式二次元件的結(jié)構(gòu)、功能相似，第一單作用變量 部件1、第二單作用變量部件2可以看作為兩個單作用葉片式二次元件；于是，所述的液壓 缸控制的單作用葉片式液壓變壓器可以看作是由兩個二次元件同軸剛性聯(lián)接而成的，第一 單作用變量部件1的上油口為液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器的進油口 M，進油口 M 與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓油路連接，第二單作用變量部件2的上油口為液壓缸控制的單作用 葉片式液壓變壓器的出油口N，出油口N與負(fù)載端連接，進油口 M與出油口 N大小相同，第一 單作用變量部件1的下油口與第二單作用變量部件2的下油口連接在一起，成為液壓缸控 制的單作用葉片式液壓變壓器一個油口 0，油口 0與油箱連接，油口 0 —方面向液壓變壓器 補充油液，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 進油口 M與出油口 N。 如圖5所示，在恒壓網(wǎng)絡(luò)壓力Pl的作用下，第一單作用變量部件1產(chǎn)生的主動轉(zhuǎn) 矩為[0028]<formula>formula see original document page 6</formula>[0029] 第二單作用變量部件2產(chǎn)生的阻力轉(zhuǎn)矩為 <formula>formula see original document page 6</formula> 式中Vp V2是第一單作用變量部件1、第二單作用變量部件2的排量，Pl、 p2是液 壓變壓器進、出油口處的壓力，P。是油箱處的壓力，通常P。 = 0。 忽略第一單作用變量部件1與第二單作用變量部件2之間的摩擦阻力矩，當(dāng)1\+T2
=0時，液壓變壓器處于平衡狀態(tài)，此時液壓變壓器進、出油口之間的壓力比為<formula>formula see original document page 6</formula> 式中A為變壓比。 由以上推導(dǎo)可以看出，變壓比是液壓變壓器進、出口壓力的比值，它也等于相應(yīng)排 量的反比。這里壓力Pl是恒壓網(wǎng)絡(luò)的壓力，它為定值，而壓力P2取決定于負(fù)載，因此所述的 液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器的變壓實質(zhì)上是調(diào)節(jié)排量V乂^的值，工作中可分 別或同時調(diào)節(jié)第一單作用變量部件1的排量K或第二單作用變量部件2的排量V2來滿足 負(fù)載變化的需要。 所述的液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器不工作時，第一單作用變量部件l 與第二單作用變量部件2的轉(zhuǎn)子均靜止不動，第一單作用變量部件1的定子IO處在初始位 置(零點)，此時，轉(zhuǎn)子11的中心與定子10的中心重合，偏心距為零，第二單作用變量部件 2的定子20可處在除零點外的任一位置，此時第一單作用變量部件1的排量K為零，第二 單作用變量部件2的排量、不為零，由公式(1)可知，變壓比A等于零。 所述的液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器工作時，為適應(yīng)負(fù)載的變化，在變 量油缸的作用下，第一單作用變量部件1的定子10或第二單作用變量部件2的定子20分 別或同時向左或向右移動，轉(zhuǎn)子11與定子10或轉(zhuǎn)子21與定子20的偏心距的大小和方向 不斷變化，隨著偏心距的大小和方向不斷變化，第一單作用變量部件l的排量^或第二單 作用變量部件2的排量、分別或同時不斷變化，由公式(1)可知，變壓比A就隨之改變， 實現(xiàn)變壓，滿足負(fù)載變化的需要。 所述的液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器的第一單作用變量部件1的轉(zhuǎn)子 11與定子10、第二單作用變量部件2的轉(zhuǎn)子21與定子20的偏心距的大小和方向由變量活 塞8、18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)利要求一種液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器包括第一單作用變量部件(1)、第二單作用變量部件(2)、殼體(3)、右端蓋(4)、旋轉(zhuǎn)軸(5)、左端蓋(6)、上端蓋(7)；其特征在于，第一單作用變量部件(1)與第二單作用變量部件(2)共用同一根旋轉(zhuǎn)軸(5)，旋轉(zhuǎn)軸(5)左右兩端通過滑動軸承安裝在左端蓋(6)和右端蓋(4)上，第一單作用變量部件(1)的轉(zhuǎn)子(11)與旋轉(zhuǎn)軸(5)的左半軸通過平鍵配合聯(lián)接，第二單作用變量部件(2)的轉(zhuǎn)子(21)與旋轉(zhuǎn)軸(5)的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接，第一單作用變量部件(1)與第二單作用變量部件(2)安裝在同一個殼體(3)內(nèi)，右端蓋(4)、左端蓋(6)、上端蓋(7)通過螺栓固定在殼體(3)上；第一單作用變量部件(1)的上油口為進油口(M)，進油口(M)與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓油路連接，第二單作用變量部件(2)的上油口為出油口(N)，出油口(N)與負(fù)載端連接，進油口(M)與出油口(N)大小相同，第一單作用變量部件(1)的下油口與第二單作用變量部件(2)的下油口連接在一起成為一個油口(O)，油口(O)與油箱連接，油口(O)大于進油口(M)與出油口(N)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，第一 單作用變量部件(1)包括旋轉(zhuǎn)軸(5)、轉(zhuǎn)子(1D、定子(10)、葉片(12)、變量活塞(S)、變量 油缸端蓋(9)、上壓板(13)、下壓板(15)、滾柱(14)和配流盤(16、17);轉(zhuǎn)子(11)的中心是 固定的，定子(10)的中心可左右移動，轉(zhuǎn)子(11)的寬度比定子(10)的寬度稍小，轉(zhuǎn)子(11) 安裝在定子(10)內(nèi)，葉片(12)的一端放入轉(zhuǎn)子(11)的葉片槽內(nèi)，另一端與定子(10)的內(nèi) 表面接觸，葉片(12)沿轉(zhuǎn)子(11)徑向安置，變量活塞(8)的活塞桿右端頭與定子(10)的 外表面固定在一起，變量活塞(8)的殼體是在殼體(3)上加工制成的，上壓板(13)通過螺 栓聯(lián)接在上端蓋(7)上，下壓板(15)與定子(10)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(10)的左右兩個側(cè)面上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，第二 單作用變量部件(2)包括旋轉(zhuǎn)軸(5)、轉(zhuǎn)子(21)、定子(20)、葉片(22)、變量活塞(18)、變量 油缸端蓋(19)、上壓板(23)、下壓板(25)、滾柱(24)和配流盤(26、27);轉(zhuǎn)子(21)的中心是 固定的，定子(20)的中心可左右移動；轉(zhuǎn)子(21)的寬度比定子(20)的寬度稍小，轉(zhuǎn)子(21) 安裝在定子(20)內(nèi)，葉片(22)的一端放入轉(zhuǎn)子(21)的葉片槽內(nèi)，另一端與定子(20)的內(nèi) 表面接觸，葉片(22)沿轉(zhuǎn)子(21)徑向安置，變量活塞(18)的活塞桿右端頭與定子(20)的 外表面固定在一起，變量活塞(18)的殼體是在殼體(3)上加工制成的，上壓板(23)通過螺 栓聯(lián)接在上端蓋(7)上，下壓板(25)與定子(20)的外表面配合接觸，滾柱(24)安裝在上 壓板(23)和下壓板(25)之間，滾柱(24)與上壓板(23)的下表面和下壓板(25)的上表面 配合接觸，配流盤(26、27)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(5)上，并緊壓在定子(20)的左右兩個側(cè)面上。
專利摘要一種液壓缸控制的單作用葉片式液壓變壓器包括兩個單作用變量部件、殼體、右端蓋、旋轉(zhuǎn)軸、左端蓋、上端蓋等；其特征在于，兩個單作用變量部件共用同一根旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸左右兩端通過滑動軸承安裝在左、右端蓋上，一個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，另一個單作用變量部件的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸的右半軸通過平鍵配合聯(lián)接，兩個單作用變量部件安裝在同一個殼體內(nèi)，右端蓋、左端蓋、上端蓋通過螺栓固定在殼體上。本實用新型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，以擴大液壓變壓器的應(yīng)用范圍，豐富液壓變壓器的品種，轉(zhuǎn)動慣量小，動態(tài)響應(yīng)快，控制性能好。
文檔編號F15B3/00GK201526517SQ200920028278
公開日2010年7月14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, 張玉波, 戴汝泉, 臧發(fā)業(yè), 鄭澈, 陳勇 申請人:山東交通學(xué)院