伺服變量斜盤柱塞泵及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柱塞泵控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種伺服變量斜盤柱塞泵及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前使用的柱塞泵主要依靠柱塞在缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使密封工作腔容積產(chǎn)生變化，當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)缸體旋轉(zhuǎn)時(shí)，斜盤將柱塞從缸體中拉出或推回，以完成吸油與壓油；變量機(jī)構(gòu)用來(lái)改變斜盤的傾角，通過(guò)調(diào)節(jié)斜盤的傾角改變柱塞泵的排量。然而現(xiàn)有的柱塞泵壓力調(diào)節(jié)敏感性差，且其流量脈動(dòng)大、工作壓力不穩(wěn)定性，易導(dǎo)致油液管路損壞，進(jìn)而造成液壓元件被損壞，難以保證負(fù)載變化能夠?qū)崟r(shí)調(diào)節(jié)柱塞泵的排量，系統(tǒng)特性較差；同時(shí)變量缸體在無(wú)外部操縱作用下，保持相對(duì)靜止的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致柱塞泵不能及時(shí)停止泵油，處于零排量的狀態(tài)；而變量缸體內(nèi)設(shè)置的組件在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后需要潤(rùn)滑，以維持正常運(yùn)行，若在現(xiàn)有的柱塞泵上增加潤(rùn)滑功能勢(shì)必增加生產(chǎn)成本，也將增加柱塞泵的負(fù)荷，且因柱塞泵是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，運(yùn)行過(guò)程中泵體內(nèi)易產(chǎn)生過(guò)載，如何提高安全特性也是不容忽視的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種伺服變量斜盤柱塞泵及其控制方法，以解決上述【背景技術(shù)】中的缺點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]伺服變量斜盤柱塞泵，包括殼體，其中，閥體安裝于殼體下端，補(bǔ)油泵緊固安裝于閥體上，主動(dòng)軸上端安裝有傳動(dòng)法蘭，用于傳遞動(dòng)力帶動(dòng)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，中部通過(guò)滾珠軸承支撐安裝于殼體內(nèi)，下端安裝于滑動(dòng)軸承內(nèi)，且滑動(dòng)軸承通過(guò)滑動(dòng)軸承座安裝于閥體內(nèi)；并在殼體上設(shè)置有用于安裝斜盤的底部月牙軸承和頂部月牙軸承，斜盤通過(guò)底部月牙軸承和頂部月牙軸承安裝于殼體上，柱塞組件通過(guò)壓盤壓在斜盤上，配油盤安裝于閥體上，缸體壓在配油盤上，變量缸體安裝于殼體內(nèi)，且在其兩端設(shè)置有左端蓋和右端蓋，通過(guò)安裝的左端蓋和右端蓋對(duì)變量缸體進(jìn)行密封，中心軸穿過(guò)變量缸體，變量缸體內(nèi)腔設(shè)置的左復(fù)位組件與右復(fù)位組件關(guān)于滑塊對(duì)稱，伺服閥套套裝于伺服閥芯上，且安裝于伺服控制閥內(nèi)，伺服控制閥安裝于殼體上，而伺服反饋桿一端穿過(guò)殼體插入變量缸體內(nèi)，另一端插入伺服閥套內(nèi)，用于反饋控制變量缸體的左右運(yùn)動(dòng)，此外，在閥體上還設(shè)置有安全控制裝置。
[0006]在本發(fā)明中，補(bǔ)油泵通過(guò)補(bǔ)油泵緊固螺栓緊固安裝于閥體上。
[0007]在本發(fā)明中，主動(dòng)軸和殼體與外部接口處設(shè)置有用于密封的骨架油封。
[0008]在本發(fā)明中，中心軸一端安裝在左端蓋內(nèi)，另一端安裝在右端蓋內(nèi)，并通過(guò)緊固件鎖緊。
[0009]在本發(fā)明中，左復(fù)位組件包括左復(fù)位彈簧、左彈簧座、左彈簧蓋及左半圓擋圈，其中，左復(fù)位彈簧與左半圓擋圈套裝于中心軸上，且左復(fù)位彈簧一端與左彈簧座連接，另一端與左彈簧蓋連接。
[0010]在本發(fā)明中，右復(fù)位組件包括右復(fù)位彈簧、右彈簧座、右彈簧蓋及右半圓擋圈，其中，右復(fù)位彈簧與右半圓擋圈套裝于中心軸上，且右復(fù)位彈簧一端與右彈簧座連接，另一端與右彈簧蓋連接。
[0011 ] 在本發(fā)明中，伺服控制閥通過(guò)緊固件安裝于殼體上。
[0012]在本發(fā)明中，安全控制裝置包括設(shè)置在閥體上的低壓溢流閥、頂部高壓溢流閥及底部高壓溢流閥，用于控制系統(tǒng)的安全。
[0013]在本發(fā)明中，中心軸上設(shè)置有臺(tái)階。
[0014]在本發(fā)明中，補(bǔ)油泵內(nèi)設(shè)置有花鍵軸。
[0015]在本發(fā)明中，變量缸體的左端與右端分別設(shè)置有內(nèi)部孔用擋圈。
[0016]伺服變量斜盤柱塞泵控制方法，具體步驟如下:
[0017]在外部動(dòng)力作用下，通過(guò)傳動(dòng)法蘭帶動(dòng)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)軸通過(guò)花鍵帶動(dòng)缸體及柱塞組件旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過(guò)補(bǔ)油泵內(nèi)設(shè)置的花鍵軸帶動(dòng)補(bǔ)油泵泵油，補(bǔ)油泵泵出的壓力油經(jīng)閥體和殼體上設(shè)置的油道輸送至伺服控制閥入口，伺服控制閥為常閉狀態(tài)，當(dāng)外部無(wú)操縱時(shí)，壓力油無(wú)法輸送至后續(xù)相關(guān)執(zhí)行元器件，補(bǔ)油泵的壓力油經(jīng)低壓溢流閥卸荷，此時(shí)在右復(fù)位彈簧和左復(fù)位彈簧預(yù)緊力的作用下，變量缸體保持相對(duì)靜止，并通過(guò)滑塊控制斜盤處于相對(duì)左右無(wú)傾斜狀態(tài)，此時(shí)泵排量為零，柱塞組件和缸體無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，停止泵油；
[0018]當(dāng)外部操縱控制伺服控制閥中的伺服閥芯左右旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓力油經(jīng)伺服閥套可分別進(jìn)入變量缸體的左端型腔或右端型腔，當(dāng)壓力油進(jìn)入右端型腔時(shí)，推動(dòng)變量缸體左行，左端的壓力油經(jīng)油路返回并由相關(guān)油道卸荷，且將油覆蓋在變量缸體及其相關(guān)部件上，起到潤(rùn)滑作用，此時(shí)右復(fù)位彈簧的力卸在頂在中心軸臺(tái)階的右彈簧座上，變量缸體帶著右端設(shè)置的內(nèi)部孔用擋圈通過(guò)右彈簧蓋壓縮右復(fù)位彈簧左行，此時(shí)，變量缸體左端設(shè)置的內(nèi)部孔用擋圈脫離對(duì)左彈簧蓋的作用，左彈簧蓋頂在安裝在中心軸上的左半圓擋圈上，變量缸體通過(guò)左彈簧座壓縮左復(fù)位彈簧左行；在變量缸體的作用下并通過(guò)滑塊帶動(dòng)斜盤旋轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，與此同時(shí)，變量缸體帶著伺服反饋桿旋轉(zhuǎn)，并反饋帶動(dòng)伺服閥套旋轉(zhuǎn)，逐步趨向關(guān)閉伺服閥芯和伺服閥套的進(jìn)油通道，至此控制壓力油停止對(duì)變量缸體的推動(dòng)，變量缸體停止對(duì)滑塊及斜盤的作用，斜盤停在當(dāng)前的傾斜位置，當(dāng)實(shí)時(shí)操縱旋轉(zhuǎn)伺服控制閥上的伺服閥芯旋轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，斜盤將實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度；同理，當(dāng)壓力油進(jìn)入左端型腔時(shí)，推動(dòng)變量缸體右行，右端的壓力油經(jīng)油路返回并由相關(guān)油道卸荷，且將油覆蓋在變量缸體及其相關(guān)部件上，起到潤(rùn)滑的作用，此時(shí)左復(fù)位彈簧的力卸在頂在中心軸臺(tái)階的左彈簧座上，變量缸體帶著左端內(nèi)部孔用擋圈通過(guò)左彈簧蓋壓縮左復(fù)位彈簧右行，此時(shí)，變量缸體右端設(shè)置的內(nèi)部孔用擋圈脫離對(duì)右彈簧蓋的作用，右彈簧蓋頂在安裝在中心軸上的右半圓擋圈上，變量缸體通過(guò)右彈簧座壓縮右復(fù)位彈簧右行；在變量缸體的作用下并通過(guò)滑塊帶動(dòng)斜盤旋轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，與此同時(shí)，變量缸體帶著伺服反饋桿旋轉(zhuǎn)，并反饋帶動(dòng)伺服閥套旋轉(zhuǎn)，逐步趨向關(guān)閉伺服閥芯和伺服閥套的進(jìn)油通道，至此控制壓力油停止對(duì)變量缸體的推動(dòng)，變量缸體停止對(duì)滑塊及斜盤的作用，斜盤停在當(dāng)前的傾斜位置，當(dāng)實(shí)時(shí)操縱旋轉(zhuǎn)伺服控制閥上的伺服閥芯旋轉(zhuǎn)一定角度時(shí)，斜盤將實(shí)時(shí)旋轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度；當(dāng)變量缸體運(yùn)行至相對(duì)位置時(shí)，補(bǔ)油泵持續(xù)泵油，以保障變量缸體的相對(duì)位置，且壓力油由低壓溢流閥卸荷；
[0019]斜盤的傾斜使得柱塞組件和缸體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，柱塞組件在缸體中來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即完成吸壓油過(guò)程，斜盤從順時(shí)針旋轉(zhuǎn)狀態(tài)改變?yōu)槟鏁r(shí)針旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，可對(duì)應(yīng)將原吸油口改變?yōu)閴河涂?，原壓油口改變?yōu)槲涂冢思礊殡p向泵油，兩個(gè)油口分別安裝有頂部高壓溢流閥和底部高壓溢流閥，用于壓油時(shí)的過(guò)載保護(hù)。
[0020]有益效果:本發(fā)明中的柱塞泵可通過(guò)操縱改變伺服控制閥的伺服閥芯旋轉(zhuǎn)角度，來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)柱塞泵的排量，操作簡(jiǎn)便，壓力調(diào)節(jié)敏感性強(qiáng)；且壓力油經(jīng)油路返回由回油通道卸荷，并將油覆蓋在變量缸體及其相關(guān)部件上，起到潤(rùn)滑作用，可有效延長(zhǎng)液壓元件的使用壽命；變量缸體內(nèi)腔關(guān)于滑塊對(duì)稱設(shè)置有左復(fù)位組件與右復(fù)位組件，在彈簧預(yù)緊力的作用下，變量缸體保持相對(duì)靜止，通過(guò)滑塊控制變量斜盤處于相對(duì)左右無(wú)傾斜狀態(tài)，及時(shí)控制柱塞泵停止泵油，處于零位狀態(tài)；此外，在閥體上設(shè)置有安全控制裝置，用于壓油時(shí)的過(guò)載保護(hù)，閥體泵體內(nèi)設(shè)置的各類油道，極大的降低了泵的體積，提高了泵的集成特性。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的左視圖。
[0022]圖2為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的俯視圖。
[0023]圖3為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的后視圖。
[0024]圖4為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的剖視圖。
[0025]圖5為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中的缸體剖視圖。
[0026]圖6為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的原理圖。
[0027]圖7為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中的斜盤順時(shí)針傾斜極限示意圖。
[0028]圖8為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中的斜盤逆時(shí)針傾斜極限示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0030]參見(jiàn)圖1?圖5的伺服變量斜盤柱塞泵，包括骨架油封1、底部月牙軸承2、斜盤3、壓盤4、柱塞組件5、缸體6、配油盤7、傳動(dòng)法蘭8、補(bǔ)油泵9、閥體10、伺服控制閥11、殼體12、變量缸體13、中心軸14、滑塊15、頂部月牙軸承16、滾珠軸承17、主動(dòng)軸18、左端蓋19、右復(fù)位彈簧20、左復(fù)位彈簧21、右端蓋22、右彈簧座23、頂部高壓溢流閥24、閥體緊固螺栓25、底部高壓溢流閥26、低壓溢流閥27、補(bǔ)油泵緊固螺栓28、右彈簧蓋29、伺服反饋桿30、左彈簧座31、左彈簧蓋32、左半圓擋圈33、右半圓擋圈34、伺服閥芯35及伺服閥套36。
[0031]在本實(shí)施例中，泵的所有設(shè)計(jì)集成于殼體12上，下端的閥體10安裝于殼體12上，且由閥體緊固螺栓25緊固，補(bǔ)油泵9通過(guò)補(bǔ)油泵緊固螺栓28緊固安裝于閥體10上，主動(dòng)軸18中部通過(guò)滾珠軸承17支撐安裝于殼體12內(nèi)，一端安裝于滑動(dòng)軸承內(nèi)，且滑動(dòng)軸承通過(guò)滑動(dòng)軸承座安裝于閥體10內(nèi)，暴露在殼體12外部安裝有傳動(dòng)法蘭8，用于傳遞動(dòng)力帶動(dòng)主動(dòng)軸18旋轉(zhuǎn)，并由相關(guān)組件緊固，斜盤3通過(guò)底部月牙軸承2和頂部月牙軸承16安裝于殼體12上，柱塞組件5通過(guò)壓盤4壓在斜盤3上，配油盤7安裝于閥體10上，缸體6通過(guò)相關(guān)組件被壓在配油盤7上，主動(dòng)軸18和殼體12與外部接口處通過(guò)骨架油封I密封，變量缸體13安裝于殼體12內(nèi)，且兩端分別通過(guò)左端蓋19和右端蓋22安裝密封，中心軸14穿過(guò)變量缸體13，一端裝入左端蓋19內(nèi)，另一端裝入右端蓋22內(nèi)，并通過(guò)緊固件鎖緊，變量缸體13內(nèi)腔關(guān)于滑塊15對(duì)稱，且在其左右設(shè)置有由左復(fù)位彈簧21、左彈簧座31、左彈簧蓋32、左半圓擋圈33組成的左復(fù)位組件和由右復(fù)位彈簧20、右彈簧座23、右彈簧蓋29、右半圓擋圈34組成的右復(fù)位組件，伺服閥套36套裝于伺服閥芯35上，且安裝于伺服控制閥11內(nèi)，伺服控制閥11通過(guò)緊固件安裝于殼體12上，且伺服反饋桿30 —端穿過(guò)殼體12插入變量缸體13內(nèi)，另一端插入伺服閥套36內(nèi)，用于反饋控制變量缸體13的左右運(yùn)動(dòng)，安裝于閥體10上的低壓溢流閥27、頂部