專利名稱:曲軸型軸向活塞泵或馬達(dá)的制作方法
本發(fā)明涉及一種軸向活塞泵或軸向柱塞馬達(dá)。為了便于表達(dá)，下文只提及液壓泵。其實(shí)，本發(fā)明的原理亦能運(yùn)用于液壓馬達(dá)。
曲軸型軸向活塞泵一般由下列部件組成殼體、由殼體支承的旋轉(zhuǎn)軸、裝在軸上能與軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩盤、一個(gè)油缸體(該油缸體能繞一條與旋轉(zhuǎn)軸的軸線斜交的軸線旋轉(zhuǎn)，各缸筒均與該傾斜軸線平行并向轉(zhuǎn)矩盤方向開口)、一組可沿油缸筒內(nèi)壁滑動(dòng)的活塞和一根用于將各活塞與轉(zhuǎn)矩盤連接的連桿、以及一根用來同步油缸體和轉(zhuǎn)矩盤旋轉(zhuǎn)的萬向聯(lián)接桿。
在未經(jīng)技術(shù)改進(jìn)的上述裝置中，必須裝有連桿，以免轉(zhuǎn)矩盤和汽缸體同步旋轉(zhuǎn)時(shí)引起活塞桿外端擺動(dòng)或振動(dòng)。為了增加油缸工作容量，油缸筒傾斜角應(yīng)盡可能調(diào)大(如20°-40°)，結(jié)果將使活塞行程加大，使活塞桿外端的振動(dòng)幅度增加。由于泵內(nèi)裝有連桿而且又加大了活塞行程，故使液壓泵結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，體積(尤其是軸向尺寸)顯得過大。
此外，改進(jìn)前的泵內(nèi)，盡管旋轉(zhuǎn)軸要承擔(dān)巨大的徑向和軸向負(fù)荷，該軸只能由殼體的一側(cè)支承，所以，泵內(nèi)必須采用規(guī)格較高價(jià)格又較昂貴的大型軸承。大型軸承的采用又勢必要增大泵的尺寸、增加其重量、提高其成本。因此，理想的方案是取消該連桿，并在殼體相對兩側(cè)用價(jià)格較低的小型軸承支承轉(zhuǎn)軸，以便簡化泵的結(jié)構(gòu)，減小尺寸，降低其生產(chǎn)和維修成本而又能保證良好的工作性能。
裝在改進(jìn)前的泵內(nèi)用于對油缸體和轉(zhuǎn)矩盤旋轉(zhuǎn)進(jìn)行同步的萬向聯(lián)接桿，其兩端配有萬向接頭。這兩個(gè)萬向接頭分別與油缸體和轉(zhuǎn)矩盤的中心相連，以便對兩者的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行同步。這一萬向聯(lián)接桿不僅增加了泵體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，而且還使泵的旋轉(zhuǎn)軸無法在不大幅度增大泵體體積的前提下由泵體相對兩側(cè)支承。因此，理想的泵應(yīng)配有這樣一種同步機(jī)構(gòu)，這種同步機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡單、能保持油缸體和轉(zhuǎn)矩盤旋轉(zhuǎn)的精確同步，而且又使旋轉(zhuǎn)軸有可能由殼體的相對兩側(cè)支承。
典型的可變排量型軸向活塞泵內(nèi)裝有一個(gè)通道塊，可以通過通道塊上的通道向油缸體內(nèi)的各油缸筒提供工作流體。通道塊可以和油缸體一起傾斜，以改變油缸體軸線與轉(zhuǎn)軸軸線的相對夾角。通道塊和油缸體由一液壓制動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，制動(dòng)裝置工作流體的供給量由裝在殼體外部的一個(gè)外部控制活門控制，因此，這一控制活門可以控制通道塊及油缸體的傾斜角。由于單靠這一活門的工作無法精確地探測油缸體的位置，所以，該活門不能對泵排量實(shí)施精確無誤的控制。
因此，我們十分需要一種構(gòu)造簡單但能準(zhǔn)確控制通道塊傾斜角，進(jìn)而控制泵排量的裝置。
在各種液壓泵或馬達(dá)內(nèi)，各組件表面均承受液壓，故需要避免滑動(dòng)表面過份摩擦和迅速磨損，并消除軸向負(fù)載對旋轉(zhuǎn)軸的影響，從而確保該機(jī)器能平穩(wěn)工作并具有良好性能。
因此，本發(fā)明的宗旨之一是提供一種構(gòu)造簡單、體積小巧、性能優(yōu)良的曲軸型軸向活塞泵或軸向柱塞馬達(dá)。
本發(fā)明的另一宗旨是提供一種上文提到的串聯(lián)式泵或馬達(dá)。
本發(fā)明的第三個(gè)宗旨是提供一種上文提到的能夠準(zhǔn)確地改變油缸體傾斜角進(jìn)而準(zhǔn)確地控制油缸工作容量的泵或馬達(dá)。
本發(fā)明的第四個(gè)宗旨是在此類泵或馬達(dá)上，提供一種能夠與轉(zhuǎn)矩盤和油缸體同步旋轉(zhuǎn)而且構(gòu)造簡單、工作可靠的機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的最后一個(gè)宗旨是在上述泵或馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩盤的相對兩側(cè)、活塞的相對兩側(cè)和油缸體的相對兩側(cè)建立靜壓力平衡，以免在滑動(dòng)面之間出現(xiàn)過度的摩擦和磨損并確保機(jī)器的優(yōu)良性能。
圖1用于說明曲軸型軸向活塞泵或柱塞馬達(dá)工作時(shí)每一活塞桿外端產(chǎn)生擺動(dòng)的現(xiàn)象。
圖2為本發(fā)明一個(gè)具體裝置的縱剖面。
圖3為圖2內(nèi)沿箭頭Ⅲ方向觀察的端視圖。
圖4為沿圖2中線Ⅳ-Ⅳ切割的剖面圖。它表示出圖2所示改進(jìn)型轉(zhuǎn)矩盤的軸向端面。
圖5是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的側(cè)面圖。
圖6為圖5所示裝置的縱剖面。
圖7為一透視圖。它簡明地表示出圖6所示與油缸體滑動(dòng)相連的通道塊斜面。
圖8與圖6相似，但所示的是本發(fā)明第三個(gè)實(shí)施例。
圖9與圖7相似，但所示的是圖8中的實(shí)施例。
圖10為本發(fā)明第4個(gè)實(shí)施例縱剖面。
圖11為沿圖10線Ⅺ-Ⅺ所取的剖面圖，其比例稍有縮小。
圖12為圖10所示同步機(jī)構(gòu)的透視圖。
圖13為沿圖10線ⅫⅠ-ⅫⅠ所取的剖面圖。
圖14-16為三張示意圖，分別介紹缸筒、活塞和轉(zhuǎn)矩盤的相對兩側(cè)工作流體之間的靜壓力平衡。
圖17為圖10所示同步機(jī)構(gòu)一個(gè)改進(jìn)型的主要部分的縱剖面。
圖18與圖11相似，但所示的是圖17的改進(jìn)型。
圖19與圖17相似，但所示的是同步機(jī)構(gòu)另一改進(jìn)型。
圖20與圖11相似，但所示的是圖19的改進(jìn)型。
圖21為本發(fā)明第五個(gè)實(shí)施例的剖面圖。
圖22為沿圖21的線ⅩⅩⅡ-ⅩⅩⅡ所取的剖面圖。
圖23為沿圖21的線ⅩⅩⅢ-ⅩⅩⅢ所取的剖面圖。
圖24為沿圖21的線ⅩⅩⅣ-ⅩⅩⅣ所取的剖面圖。
根據(jù)本發(fā)明制成的曲軸型軸向活塞泵或柱塞馬達(dá)由下列機(jī)件組成一個(gè)至少帶一對進(jìn)-出口的殼體;一根能繞第一條軸線旋轉(zhuǎn)的軸(軸的一段延伸到殼體內(nèi));一塊裝在上述軸上的轉(zhuǎn)矩盤(以便與旋轉(zhuǎn)軸一起圍繞第1條軸線作同步旋轉(zhuǎn));一個(gè)能繞與第1條軸線相交的第2條軸線旋轉(zhuǎn)的油缸體(其上有一系列油缸筒分布在第2條軸線周圍，每一油缸筒的軸線與第2條軸線平行，其開口面向轉(zhuǎn)矩盤的軸向端面);一些能溝通進(jìn)-出口與油缸筒傳輸工作流體的通路;一組活塞(每一活塞均以滑動(dòng)方式插入一個(gè)油缸筒，以便在油缸內(nèi)形成一個(gè)空腔，活塞的一端從油缸內(nèi)伸出);用于連接活塞外端和轉(zhuǎn)矩盤的機(jī)構(gòu);以及用于同步轉(zhuǎn)矩盤和油缸體旋轉(zhuǎn)的裝置。
旋轉(zhuǎn)軸穿過油缸體而不會(huì)互相引起機(jī)械干擾，它由殼體上相對的兩側(cè)支承。
作用在轉(zhuǎn)矩盤、各活塞以及油缸體的相對兩側(cè)的工作流體之間均形成靜壓力平衡。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例內(nèi)，可以改變油缸體軸線與旋轉(zhuǎn)軸軸線之間的夾角，進(jìn)而改變活塞泵或柱塞馬達(dá)的工作容量。
根據(jù)本發(fā)明，還可制造串聯(lián)式軸向活塞泵或馬達(dá)。這種串聯(lián)式泵或馬達(dá)由一對固定在一根共用軸上并裝在同一殼體內(nèi)的泵組合件或馬達(dá)組合件組成。各組合件包括一個(gè)轉(zhuǎn)矩盤(裝于共用軸上，以便可以隨軸同步旋轉(zhuǎn))，一個(gè)油缸體(可圍繞與旋轉(zhuǎn)軸軸線斜交的一軸線旋轉(zhuǎn)，油缸體上鏜有一系列缸筒)，一組活塞(裝在缸筒內(nèi)，可在其內(nèi)活動(dòng)，并與轉(zhuǎn)矩盤相連)。共用旋轉(zhuǎn)軸穿過兩個(gè)組合件的油缸體，雙方互不干擾，該軸由殼體的相對兩側(cè)支承。兩個(gè)組合件的油缸體可以同向傾斜或者反向傾斜。
圖1簡明地表示了一個(gè)曲軸式軸向活塞泵或柱塞馬達(dá)的基本設(shè)計(jì)原理。油缸體d可以繞軸線L旋轉(zhuǎn)，軸線L與旋轉(zhuǎn)軸e的軸線M相交，旋轉(zhuǎn)軸e上固定有一轉(zhuǎn)矩盤，它可以與旋轉(zhuǎn)軸一起繞軸線M同步旋轉(zhuǎn)。油缸體d鏜有一系列缸筒g，每一缸筒內(nèi)裝有一活塞f，活塞可在缸內(nèi)滑動(dòng)，活塞上有活塞桿a從缸筒內(nèi)向外伸出。
假設(shè)每一活塞a的球形外端直接與軸矩盤c相連，并由轉(zhuǎn)矩盤c支承。當(dāng)油缸體d和轉(zhuǎn)缸盤c旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞桿g的球型端上的中心Q與油缸體d旋轉(zhuǎn)斜軸線L之間的距離將發(fā)生變化。特別是，在油缸體和轉(zhuǎn)矩盤處于圖1所示的位置上，上述距離可以用通過中心Q與軸線L正交的線段QH表示。設(shè)傾斜軸線L和旋轉(zhuǎn)軸e的軸線M在P點(diǎn)相交，軸線L和M的夾角為θ。距離
θH即可用
θPcosθ表示。
當(dāng)轉(zhuǎn)矩盤c和油缸體d同時(shí)從圖示位置轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)，點(diǎn)H與點(diǎn)P重合，角θ減小到0，故此時(shí)距離
θH最大，即與距離
θP相等，活塞外端點(diǎn)位移一段距離，這段距離相當(dāng)于相對軸線L的徑向表面差
θH(1-cosθ)，如圖1下方的頂視平面圖所示。換句話說，當(dāng)轉(zhuǎn)矩盤和油缸體同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，活塞桿a外端b將圍繞斜軸線L徑向擺動(dòng)或振動(dòng)。由于軸線L相對于軸線M的傾斜角θ調(diào)定值較大(一般為20°-45°)，故擺幅OP(1-cosθ)亦相當(dāng)大，使活塞f在油缸筒g內(nèi)傾斜而無法平滑移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，角θ和活塞與油缸筒內(nèi)表面滑動(dòng)接觸的圓周表面的軸向距離應(yīng)調(diào)到某一數(shù)值，以使活塞桿端的上述擺動(dòng)或振動(dòng)不影響活塞的平滑移動(dòng)。
圖2-4中的殼體1由一杯狀前蓋2和一盤狀后蓋3組成，后蓋3將前蓋2后面的開口部分堵住，確保無工作液外流，以便形成一個(gè)封閉腔1a。后蓋3上有一對進(jìn)-出口4和5，如圖3所示。用作輸入軸或輸出軸(根據(jù)具體情況而定)的旋轉(zhuǎn)軸6有一部分處于殼體1內(nèi)，并由前蓋2內(nèi)的第一徑向軸承支承，轉(zhuǎn)軸6的外端6a穿過前蓋2上的開口2a伸到殼體1外，以便與未在圖上標(biāo)出的某一適當(dāng)機(jī)器或裝置進(jìn)行機(jī)械連接。
在封閉腔1a內(nèi)，軸6通過花鍵連接器6b支撐轉(zhuǎn)矩盤，使其能與軸6同步旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)盤8的后側(cè)，有一圓柱狀油缸體9，油缸體中心有孔9a，軸6就是從此孔穿出的。油缸體9能夠圍繞軸線L旋轉(zhuǎn)，軸線L與旋轉(zhuǎn)軸6的軸線M預(yù)先已調(diào)定一個(gè)夾角θ。殼體1的后蓋3的軸向內(nèi)表面11與軸線M斜交。與軸線L同軸的筒狀支承件12固定在殼體后蓋3的內(nèi)表面11上，并從內(nèi)表面11上伸出。油缸體9由支承件12支承，可以在其上面旋轉(zhuǎn)，油缸體9的后端面9b與后蓋3的斜面11滑動(dòng)接觸。
在油缸體9的前端面內(nèi)鏜有一些呈環(huán)狀排列、互相間隔一致的油缸筒13，各自的軸線與上文提到的斜交軸線L平行，油缸筒筒口朝向上述轉(zhuǎn)矩盤8。
每一油缸筒13內(nèi)均裝有一活塞14。它由一個(gè)可在缸筒13內(nèi)滑動(dòng)的活塞體15和一根與其連成一個(gè)整體的活塞桿16組成，活塞桿16向外伸出油缸筒13?；钊w15由以下三部分組成滑動(dòng)部分17(它與油缸筒13的內(nèi)表面滑動(dòng)接觸，并保持約為0.05mm的微小間隙)，活塞脹圈19和固定圈18，活塞脹圈19在滑動(dòng)部分17和固定圈18之間。
各活塞桿16的外端部分14a呈球狀，通過一個(gè)萬向節(jié)與轉(zhuǎn)矩盤8相連。為此，轉(zhuǎn)矩盤8的后表面特制有與活塞14數(shù)量相同的承窩，這些承窩呈環(huán)狀排列，間隔一致。每一承窩有一球形凹槽21，與活塞桿球形端14a相適配，兩者即形成一個(gè)萬向節(jié)。卡圈22固定在轉(zhuǎn)矩盤8的后端面上，以防止活塞桿端部14a從相應(yīng)的承窩21內(nèi)脫出。
轉(zhuǎn)矩盤8和油缸體9之間有一個(gè)用于同步轉(zhuǎn)矩盤和油缸體旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)23，使每一活塞14的內(nèi)側(cè)14b處形成的油缸腔24容量可以隨著轉(zhuǎn)矩盤8和油缸體9的同步旋轉(zhuǎn)而變化。
在圖2-4所示的具體裝置中，同步機(jī)構(gòu)23由一正齒輪25(位于油缸體9前表面外圍)和一相應(yīng)的正齒輪26(位于活塞卡圈22反面外圍處)組成。正齒輪25和26在油缸體9轉(zhuǎn)到與轉(zhuǎn)矩盤8最接近處時(shí)嚙合。
每一油缸筒13內(nèi)由活塞14限定的油缸腔24通過位于油缸體9后表面96的工作流體通道27與外界相通。在殼體1后蓋3的斜表面11(該表面與油缸體9后表面9b滑動(dòng)相接)上有一對連接孔28和29，它們分別與后蓋上的進(jìn)-出口4和5相連通。
假設(shè)如圖3所示，殼體內(nèi)部空間1a被一想象平面N分割成Ⅰ和Ⅱ兩個(gè)區(qū)域，該平面包括轉(zhuǎn)矩盤8旋轉(zhuǎn)軸線M和油缸體9旋轉(zhuǎn)斜線L。連接孔28和29呈拱形并在后蓋3進(jìn)行了恰當(dāng)?shù)?、排列使其與進(jìn)出口4相連的孔28同轉(zhuǎn)到想象平面N右側(cè)Ⅰ區(qū)的油缸工作室24相連通;而與進(jìn)-出口5相連的孔29則同轉(zhuǎn)到想象平面N左側(cè)Ⅱ區(qū)的油缸工作室24相連通。
每一油缸筒13由相應(yīng)活塞14的滑動(dòng)部分17圓周外表面的軸向長度和斜軸線L的角θ調(diào)定值均較小，使前面所提出的各活塞14外端在油缸體9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的擺動(dòng)不會(huì)影響活塞14的正常工作。其中特別是長度t均為1.0mm，角θ小于15°，10°左右更好。
在殼體1內(nèi)，軸6穿過轉(zhuǎn)矩盤8和油缸體9，其內(nèi)端6c由裝在后蓋3內(nèi)表面處的第2軸承31支承。
與油缸體9相對的轉(zhuǎn)矩盤8的軸向端面32面向殼體1前蓋2的內(nèi)表面33，相反的兩個(gè)表面32和33之間形成一系列壓力腔34，使油缸工作室24內(nèi)的工作流體被引入壓力腔34，這樣，由壓力腔34內(nèi)的工作流體產(chǎn)生的用來在軸向上壓迫轉(zhuǎn)矩盤8(在圖2壓迫方向向左)的軸向力大致與加在活塞14一側(cè)轉(zhuǎn)矩盤8上的軸向力相等。所以，每個(gè)球形凹槽21底部將形成形如凹坑的壓力腔35，每一活塞14內(nèi)形成一條軸向通道36，該通道用來將油缸工作室24內(nèi)的部分工作流體引入壓力腔35。
在轉(zhuǎn)矩盤8的對立表面32上有一些環(huán)狀凸筋32a，每條凸筋有一軸向端面與前蓋2的與其相反的內(nèi)表面33滑動(dòng)接觸。因此，即可在轉(zhuǎn)矩盤相反那一側(cè)面與某一球形凹槽21相應(yīng)的位置上形成上文提及的壓力腔34?？?7將壓力腔35與其相應(yīng)的壓力腔34溝通，使油缸工作室24和壓力腔35內(nèi)的部分工作流體可被引入壓力腔34。由于設(shè)計(jì)了這種結(jié)構(gòu)，壓力腔35內(nèi)工作流體的軸向力大體上與壓力腔34內(nèi)工作流體軸向力相等。這一點(diǎn)將在以后作詳細(xì)說明。
如果后一種力大于前一種力，則在每一壓力腔34內(nèi)即可形成一個(gè)凸起32b與前蓋內(nèi)表面33接觸，如圖4所示，以便減少工作流體壓力作用在壓力腔34底部表面上的有效面積。
轉(zhuǎn)矩盤8和油缸體9之間裝有螺旋彈簧38，該彈簧一方面可以持續(xù)地將轉(zhuǎn)矩盤8壓向殼體1前蓋2的內(nèi)表面33，另一方面又可持續(xù)地將油缸體9壓向殼體后蓋3的斜面11。
在圖2(和以后的一些圖)中，為了使圖解簡單明了，油缸筒13、后蓋3上的連接孔28，29以及其它一些部件所示位置與它們的實(shí)際相對位置不同。實(shí)際位置可參閱圖3，4等。
假設(shè)此裝置作活塞泵使用。當(dāng)軸6由一外部傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，(如圖3中的箭頭所示，外部傳動(dòng)裝置未在圖中畫出，但它與軸6連接，使轉(zhuǎn)矩盤8和油缸體9同向同步轉(zhuǎn)動(dòng))，由于軸L是傾斜的，圖3中第一區(qū)域Ⅰ里的活塞14從相應(yīng)的油缸筒13中逐步向外拉出，而第二區(qū)域Ⅱ里的活塞14向相應(yīng)的油缸筒13中逐步推進(jìn)。這樣，通過第一區(qū)域Ⅰ并與孔4連接的每個(gè)油缸工作室24的排油量逐漸增大，工作流體由這一暫作進(jìn)口用的孔4吸入，而通過第二區(qū)域Ⅱ的各油缸工作室24的排油量逐漸減小，工作流體便由這一暫作出口用的孔5排出。
當(dāng)軸6反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，泵通過孔5吸入工作流體，通過孔4排出。
從以上說明可以清楚地看到，當(dāng)外部設(shè)備通過孔4或孔5提供高壓流體時(shí)，此裝置即可作液壓馬達(dá)使用。
圖5至圖7介紹了一種按照本發(fā)明制成的串聯(lián)式軸向活塞泵(或馬達(dá))，圖8和圖9介紹的是圖5至圖7所示裝置的改進(jìn)型。在上述附圖中，帶有尾標(biāo)A或B的參數(shù)號和圖2至圖4中的一樣，表示相應(yīng)的零部件，所以對這些零部件就不再加以說明。
串聯(lián)式活塞泵由兩個(gè)對稱排列的泵組合件A和B組成，這兩個(gè)泵組合件的結(jié)構(gòu)大體相同，所以，這兩個(gè)組合件的相應(yīng)部件分別標(biāo)注帶有尾標(biāo)A和B的相同參數(shù)號。
殼體1由一個(gè)大體上呈圓筒形的前蓋2，一個(gè)大體上呈環(huán)形的后蓋3和一個(gè)置于前蓋2和后蓋3之間的圓柱形通道塊80組成。通道塊80上有4個(gè)進(jìn)-出口4A、4B和5A、5B?？?A和5B位于圖5所示部件的反面，所以這兩個(gè)孔未在圖中畫出。
在殼體1中，兩個(gè)泵組合件A和B背靠背地排列，各組合件都與圖2所示的泵在結(jié)構(gòu)上大致相同。軸6穿過轉(zhuǎn)矩盤8A和8B，油缸體9A和9B，以及通道塊80。轉(zhuǎn)矩盤8A和8B通過花鍵6bA和6bB與旋轉(zhuǎn)軸連接，以便與此軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)矩盤8A和8B各向相反方向傾斜，通道塊80的兩個(gè)相反的面11A和11B也向相反方向傾斜，如圖6和圖7所示。
在圖6所示的實(shí)施例中，使轉(zhuǎn)矩盤8A、8B和油缸體9A、9B同步轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)23A、23B由軸6上的花鍵或槽6bA、6bB以及與它們嚙合的內(nèi)齒輪81A、81B組成。齒輪81A、81B安裝在環(huán)形件82A、82B的外端，這兩個(gè)環(huán)形件固定在油缸體9A、9B的中心孔上以便與其同時(shí)繞傾斜軸線LA、LB轉(zhuǎn)動(dòng)。
從圖7中可以看出，想象中的分隔平面N一側(cè)區(qū)域Ⅰ里的連接孔28A和28B通過圖中未畫出的通路分別與圖5所示的進(jìn)-出口4A和4B連接，而平面N另一側(cè)區(qū)域Ⅱ里的連接孔29A和29B則通過圖中未畫出的通路分別與進(jìn)-出口5A和5B連通，這兩個(gè)進(jìn)-出口位于通道塊80的反面，但在圖5中未畫出。
此裝置的抽壓工作情況(如圖5至圖7所示)與前一種實(shí)施例的工作情況大致相同，因此不再另行介紹。
圖8和圖9介紹的改進(jìn)型裝置與圖5至圖7的實(shí)施例大致相同，只是通道塊80相對兩個(gè)軸端面11A和11B與其滑動(dòng)接觸的油缸體9A和9B的兩個(gè)相對端面9bA和9bB向軸M的同一側(cè)面傾斜，并且相互平行。
除了圖5至圖7中介紹的前一個(gè)實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)外，油缸體9A和9B的平行排列還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即軸承7和31上的負(fù)載將大大減小。特別是當(dāng)軸6在旋轉(zhuǎn)時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)就更為明顯?？稍O(shè)軸6反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)(即朝圖9中的X方向)，區(qū)域Ⅰ中泵組合件A的油缸工作室24A和區(qū)域Ⅱ中泵組合件B的油缸工作室24B內(nèi)的壓力要比對立區(qū)域中這些油缸工作室內(nèi)的壓力高。當(dāng)作用在分別裝有泵組合件A和B的軸6軸段上的徑向力W1和W2反向時(shí)，由徑向力W1和W2分別加到軸承7和31上的徑向負(fù)荷PW1和PW2相互抵消，結(jié)果減小了軸承上的實(shí)際負(fù)荷。這說明軸承7和31的尺寸可相對減小，而且使用壽命也可延長。
在圖6至圖9所示的實(shí)施例中，兩個(gè)泵組合件A和B各有一個(gè)進(jìn)口和一個(gè)出口?；蛘撸瑑蓚€(gè)泵組合件可以有一個(gè)共用進(jìn)口和兩個(gè)出口。
圖10至16所示的是本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例提供了一個(gè)經(jīng)過改進(jìn)的用來對油缸體9的旋轉(zhuǎn)與轉(zhuǎn)矩盤8的旋轉(zhuǎn)同步的機(jī)構(gòu)。這一實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)大體上與圖2中的實(shí)施例相同，因此，這兩個(gè)實(shí)施例裝置的相應(yīng)零部件編號完全相同，本文不再對它們作進(jìn)一步的說明。
在圖10至16所示的實(shí)施例中，用于使轉(zhuǎn)矩盤8的旋轉(zhuǎn)與油缸體9的旋轉(zhuǎn)同步的機(jī)構(gòu)23由油缸體9上的一個(gè)插接件90和轉(zhuǎn)矩盤8內(nèi)的一個(gè)承接件91組成。
插接件90插在承接件91內(nèi)，以便兩者可同時(shí)繞轉(zhuǎn)軸6的旋轉(zhuǎn)軸線M旋轉(zhuǎn)，并沿旋轉(zhuǎn)軸線M相對滑動(dòng)。插件90包括一個(gè)圓筒體92。該圓筒體92與油缸體9是一個(gè)整體，從油缸體9的一軸向端朝轉(zhuǎn)矩盤8突出，它與傾斜軸線L同軸，其中心套有軸6，其端部為插頭93。
插頭93包括若干(即實(shí)際上為9)個(gè)插銷94，每個(gè)插銷94的橫斷面都基本上呈屋脊形。所有插銷基本上構(gòu)成一個(gè)圓筒體，其橫斷面呈正多邊形(即正九邊形)。該圓筒體由軸向延伸的縫隙94C從九邊形每個(gè)邊的中間分割開。每個(gè)插銷94均有一對外表面94a，分別在脊線94b的相對兩側(cè)。所有插銷94的脊頂94b都包括在一個(gè)球面S的范圍內(nèi)。該球面的半徑預(yù)定為r，其球心O2在傾斜軸線L上。每個(gè)外表面94a都向外彎曲，中間部分相對于軸線L稍稍突起。換句話說，每個(gè)表面94a均構(gòu)成一個(gè)圓筒的部分表面，該圓筒的軸線延長線與軸線L垂直。
另一方面，承接件91起著插頭93的插座95的作用，插頭93以下述方式插入插座95。插座95具有若干(即9個(gè))凹槽96。凹槽96位于固定在轉(zhuǎn)矩盤8上的活塞固定圈22的中心孔內(nèi)。每個(gè)凹槽96由壁97分隔開，壁97以固定圈22的中心孔的內(nèi)表面徑向地向內(nèi)突出。每個(gè)凹槽96都有一對內(nèi)表面96a，分別位于一條中央脊線96b的兩側(cè)，形成一個(gè)大致為屋脊形的橫斷面，以便和插銷緊密配合。
凹槽96環(huán)形排列在軸線M周圍，內(nèi)平面96a與軸線M平行，所有脊頂96b都在半徑為r，軸線與軸線M重合的一個(gè)圓筒的環(huán)面內(nèi)。
插頭93沿軸線M插入插座95，使插頭93的插銷94的外表面94a能以線性方式與插座95相應(yīng)凹槽96的內(nèi)表面96a滑動(dòng)接觸。
按上述方法進(jìn)行接合后，轉(zhuǎn)矩盤8和油缸體9可同步旋轉(zhuǎn)，而不產(chǎn)生任何旋轉(zhuǎn)相位差。由于插頭93可以沿轉(zhuǎn)軸6的旋轉(zhuǎn)軸線M作相對于插座95的滑動(dòng)，所以，盡管兩根軸線L和M互相斜交，轉(zhuǎn)矩盤8和油缸體9仍然可以同步而又穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)，不會(huì)發(fā)生任何機(jī)械故障。只要在下文將要描述的裝置內(nèi)各個(gè)零件處已經(jīng)建立起靜壓平衡，那末在插頭和插座之間就幾乎沒有扭矩傳輸。
由于插頭的每根插銷94只是線性接觸插座的一個(gè)相應(yīng)凹槽96，所以，在轉(zhuǎn)矩盤8和油缸體9同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，即使上述兩個(gè)構(gòu)件沿轉(zhuǎn)軸軸線M發(fā)生錯(cuò)位，它們之間也只會(huì)產(chǎn)生很小的摩擦力。由于與缸體9成一體的插頭93中心O2與缸體9的傾斜軸線L和轉(zhuǎn)軸6的軸線M的交點(diǎn)重合，所以，在轉(zhuǎn)矩盤8和油缸體9同步旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸線L不會(huì)產(chǎn)生明顯的振動(dòng)，而是保持穩(wěn)定。這樣，就可以保證轉(zhuǎn)軸的自動(dòng)調(diào)整，而不需要象原先的各種裝置那樣，還必須為此提供一個(gè)專門的機(jī)構(gòu)，如支承件12等，并且在滑動(dòng)部件之間只存在很小的摩擦力。
通過把缸體上的插頭裝入轉(zhuǎn)矩盤插座這種比較簡單的安排，就可以在較大的范圍內(nèi)改變油缸體9的軸線L與轉(zhuǎn)軸6的軸線M的夾角θ，并且可以使轉(zhuǎn)軸穿過插接件而又不引起插件之間的相互干擾，還可以用軸承支撐軸的兩端。這樣，就使泵和馬達(dá)能具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、易于生產(chǎn)、性能優(yōu)良和能量損耗小等特點(diǎn)。
插頭插銷94和插座凹槽96只要其形狀適易，不一定與圖10至13所示的相同。
在圖17和18中，插座95有9個(gè)橫截面為圓形的孔98，這些孔呈環(huán)形分布在轉(zhuǎn)軸6的軸線M周圍，并且與該軸線平行。插頭93也有9根插銷，每根插銷都是一個(gè)中間稍稍鼓出的筒狀圓柱體。換句話說，每一個(gè)插銷99的橫截面是圓形的，被缸體9的軸線L′和軸線L構(gòu)成的平面切割后，呈拱形99a。9根插銷都與軸線L平行，環(huán)形排列在軸線周圍，以保證所有插銷的拱形面99a都包括在半徑為r的球體S的表面內(nèi)，該球體的中心O2與軸線L和軸線M的交點(diǎn)O1重合。
至于插頭93和插座95的連接，將插頭插銷99插入插座孔98，以便能象前一裝置那樣，可分別繞軸線L和M同時(shí)旋轉(zhuǎn)和沿軸線M平穩(wěn)地作相對滑動(dòng)，每一插頭插銷99的圓周外表面只沿著一條線與相應(yīng)插座孔的圓周內(nèi)表面接觸。
圖19和20給出了另一種改進(jìn)型的插接件。插頭93是一個(gè)單一的空心頭101，它的外環(huán)形表面101a的橫截面呈一正九邊形，并從油缸體9向外伸出。插銷95是一個(gè)在轉(zhuǎn)矩盤8上形成的環(huán)形槽102，并且具有相應(yīng)的形狀，使插頭101能夠插入，保證轉(zhuǎn)矩盤和油缸9的同步旋轉(zhuǎn)。插頭101和圖10至12中的插頭93的結(jié)構(gòu)大致相同，沒有槽縫94C，表面101a和脊線101b分別與面94a和脊線94b相對應(yīng)。同樣，插銷槽102的形狀和圖10至12中的插銷95的形狀大體上相同，只是沒有壁97、平面102a和脊線102b分別與平面96a和脊線96b相對應(yīng)。
圖21至24所示為第5個(gè)實(shí)施例，在這個(gè)實(shí)施例中，油缸體9的軸線L和轉(zhuǎn)軸6的軸線M之間的夾角θ是可以改變的;從而可以改變泵或馬達(dá)的排量。此外，這些圖中采用同一參考號表示相應(yīng)的零部件，因此，這里不再另加說明。
在殼體1內(nèi)部，油缸體9和殼體后蓋3之間裝了一個(gè)通道塊111。油缸體9可相對于軸6的旋轉(zhuǎn)軸線M傾斜，并且可以在固定于通道塊111的支承件12上繞傾斜軸線L旋轉(zhuǎn)(圖21所示，在中立位置與軸線M重合)。油缸體9的后軸向端面9b與通道塊111的相對的軸向端面111a為滑動(dòng)液密接觸。
通道塊111亦可與油缸體一起作相對于軸線M的傾斜，它的軸向后端曲面111b與后蓋3相對的內(nèi)曲面滑動(dòng)接觸。接觸面3a和111b的曲率中心Q在軸線L和軸線M的交會(huì)處。
如圖21至24所示，連接孔28和29在通道塊111的軸向前端面111a處開口，該端面與油缸體9的軸向后端面9b相接觸，這兩個(gè)孔經(jīng)通路137和138分別與連接孔135和136相通，孔135和136在通道塊111的后曲面111b處開口，并分別接到殼體后蓋3上形成的進(jìn)-出口4和5(圖24)。
通道塊111上裝有一個(gè)調(diào)整機(jī)構(gòu)51，它用于調(diào)整通道塊111和油缸體9的傾斜角。調(diào)整機(jī)構(gòu)51由兩個(gè)液壓制動(dòng)裝置、一個(gè)供油通路系統(tǒng)54和一個(gè)活門56組成。第一個(gè)液壓制動(dòng)裝置52，裝在通道塊111移動(dòng)方向的一側(cè)，第二個(gè)液壓制動(dòng)裝置裝在相反的一側(cè)，供油通路系統(tǒng)54用于將連接孔28或29內(nèi)的高壓工作液引入第一制動(dòng)裝置52;活門56(圖23)則用于將第二制動(dòng)裝置53有選擇地接到供油通路系統(tǒng)54或排放口55。
第一個(gè)液壓制動(dòng)裝置包括一個(gè)在通道塊111上側(cè)形成的筒口向上的油缸筒57、一個(gè)活塞58(與油缸筒57滑動(dòng)配合)和一個(gè)活塞桿59?；钊麠U59的內(nèi)端通過球形接頭與活塞58連接，其外端面59a與殼體1的內(nèi)表面1b相接，可以沿殼體內(nèi)與軸線M平行的導(dǎo)槽1c滑動(dòng)。在1c和59a這兩個(gè)相反的面之間形成了一個(gè)壓力腔61，油缸筒57中的工作流體可通過活塞58和活塞桿59內(nèi)的通路62引入壓力腔，形成一個(gè)靜壓軸承。
同樣，第二個(gè)液壓制動(dòng)裝置53包括在通道塊111下側(cè)形成的筒口向下的油缸筒63，一個(gè)與油缸筒63滑動(dòng)配合的活塞64及其活塞桿65?；钊麠U內(nèi)端通過球形接頭與活塞64相連接，其外端面65a與殼體1內(nèi)端面1b相接，可沿殼體內(nèi)，與軸6軸線M平行的導(dǎo)槽1c滑動(dòng)。在兩個(gè)相對的端面1c和65a中間形成了壓力腔66;油缸筒63里的工作液通過活塞64和活塞桿65內(nèi)通路67進(jìn)入上述壓力槽，構(gòu)成一個(gè)靜壓軸承。
供油通路系統(tǒng)54包括與弓形孔28相連接的第一通路68、與另一個(gè)弓形孔29相連的第二通路69以及共用通路72。共用通路的一端通過高壓選擇活門71接到通路68和69，它的另一端接到第一液壓制動(dòng)裝置52的油缸筒57(圖21到23)。
高壓選擇活門71有一個(gè)活門體71a，它受兩個(gè)通路68和69之間的壓力差控制。具體說，活門體71a用來關(guān)閉壓力較低的通路69(或68)，并將壓力較高的通路68(或69)接到共用通路72。
如圖23所示，選擇活門56可以是一個(gè)滑動(dòng)活門。它由一個(gè)活門圓套73和活門芯74組成。活門套73位于通道塊111內(nèi)，以便能與放泄孔55相通?；铋T芯74可以滑動(dòng)插入活門套73內(nèi)。在通道塊111上制做活門套73時(shí)，應(yīng)使其大體上沿通道塊111的運(yùn)動(dòng)方向延伸，以保證活門芯74能沿同一方向滑動(dòng)。
活門芯上有一對閥面75和76，它們之間用環(huán)槽77隔開，以供工作流體通過。與第一液壓制動(dòng)裝置52的油缸筒相通的通路78，在活門套73內(nèi)表面上開口，當(dāng)活門芯74在放下位置時(shí)與其環(huán)槽77相通。通路79的一端與第二液壓制動(dòng)裝置53的油缸筒63相通，通路的另一端78a與活門套73相通。但是，如圖23所示，在活門芯處于放下位置時(shí)，活門芯上的上閥面75將通路79的開端79a關(guān)閉。
活門芯74備有一根穿過殼體1壁上的凹槽82向上豎起的操縱桿81，這樣即可用其在殼體外部對滑動(dòng)活門進(jìn)行人工控制。
當(dāng)裝置作為液壓馬達(dá)工作時(shí)，某一個(gè)進(jìn)-出口(比方說，孔4)應(yīng)與圖中并未標(biāo)出的某一高液壓相連，而孔5則與一個(gè)沒有標(biāo)出的相應(yīng)油箱相通。處在圖21所示的中立位置時(shí)，油缸體9的可傾斜軸線L和旋轉(zhuǎn)軸6的軸線M之間的θ角為零，所以在轉(zhuǎn)矩盤8上不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，軸6并不旋轉(zhuǎn)。
在此條件下，選擇活門56的活門芯74保持在附圖所示的中立位置，即關(guān)閉連接到第一液壓制動(dòng)裝置52油缸筒57的通路78，又關(guān)閉與第二液壓制動(dòng)裝置53油缸筒63相連的通路79，因此，雖然連接孔28內(nèi)的高壓工作流體已經(jīng)通過供油通路系統(tǒng)54送入油缸筒57，通道塊111仍保持靜止?fàn)顟B(tài)。
在此條件下，如果滑動(dòng)活門56的操作桿81向上提起一段所需要的距離，活門芯74將滑動(dòng)，從而其上閥面75將位移到通路79開端79a的上方，于是通路78和79相通，第一制動(dòng)裝置52油缸筒57內(nèi)高壓工作流體輸入到第二制動(dòng)裝置53的油缸筒63內(nèi)第二液壓制動(dòng)裝置的鎖定狀態(tài)得到解除。
換句話說，高壓一側(cè)連接孔28內(nèi)的工作液壓力作用于兩個(gè)制動(dòng)裝置52和53的油缸筒57和63上，于是活塞64和油缸筒63直徑較大的下部液壓制動(dòng)裝置53工作壓力將逐漸超過上液壓制動(dòng)裝置52的工作壓力，因而使得通道塊111傾斜并沿殼體后蓋3的內(nèi)曲面3a向上位移。與此同時(shí)，隨著傾斜軸線L和旋轉(zhuǎn)軸6的軸線M之間的夾角θ逐漸增大，油缸體9也將傾斜并向上位移。這樣，該裝置就可作為曲軸型軸向柱塞馬達(dá)進(jìn)行工作，將活塞14保持在油缸體9內(nèi)，按已經(jīng)介紹過的方式與轉(zhuǎn)矩盤8配合工作，轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸6。
當(dāng)通道塊111向上移動(dòng)一個(gè)與活塞芯74上升距離相對應(yīng)的距離時(shí)，通道塊將超過活門芯，結(jié)果通道79的開端79a再一次被閥面75關(guān)閉，并鎖定第二液壓制動(dòng)裝置53，于是通道塊111和油缸體9即同時(shí)停止傾斜。
在此條件下，如果滑動(dòng)活門56的操縱桿81下降一段所需距離，則活門芯74的閥面75將位移到通道79的開端79a以下，因此，第二液壓制動(dòng)裝置53的油缸室63將通過油缸筒73與排放口55相通，于是第一液壓制動(dòng)裝置52上的工作壓力將推動(dòng)通道塊111向下，其傾斜角θ逐漸減小。當(dāng)通道塊111向下移動(dòng)一個(gè)與活門芯74的下推距離相應(yīng)的距離時(shí)，通道111將超過活門芯，因此，通路79的開端79a將再一次被活門芯74的閥面75關(guān)閉，于是通道塊111和油缸體9就同時(shí)停止下移運(yùn)動(dòng)。
按圖21到圖24的安排，可以把傾斜軸L相對于軸線M的傾斜角θ改變到所需值，從而改變泵或馬達(dá)的排量。當(dāng)通道塊111和油缸體9一起位移來改變上述排量時(shí)，它將超過已經(jīng)位移的滑動(dòng)活門。我們通過這樣的安排，就能夠?qū)崿F(xiàn)滑動(dòng)閥的操縱量與泵或馬達(dá)排量變化之間的一一對應(yīng)關(guān)系。這樣就可以得到好象使用了伺服系統(tǒng)來控制排量那樣的高性能。
可以用蝸輪機(jī)構(gòu)來移動(dòng)滑動(dòng)活門，從而高度精確地控制泵或馬達(dá)的排量，它不需要伺服閥和(或)位置探測器。此項(xiàng)裝置結(jié)構(gòu)簡單、易于制造。
在圖21至24的實(shí)施例中，用于移動(dòng)通道體111的液壓制動(dòng)裝置52和53是由馬達(dá)的工作流體保證工作的。可以提供一個(gè)單獨(dú)的外部工作液壓源供液壓制動(dòng)裝置專用。
此項(xiàng)發(fā)明的一個(gè)重要特點(diǎn)是，在分別由油缸體9、活塞14和轉(zhuǎn)矩盤8兩側(cè)液壓所加的軸向壓力之間大體上建立了靜壓平衡。
在圖10至16中的實(shí)施例就是用實(shí)例來說明上述靜壓平衡的。在連接孔28內(nèi)形成第一個(gè)壓力腔，在每一個(gè)活塞14的外端14a和轉(zhuǎn)矩盤8之間形成第二個(gè)壓力腔35，油缸筒24內(nèi)的工作流體將通過每一活塞14內(nèi)的軸向孔36進(jìn)入上述壓力腔。
F1是第一壓力腔28中的工作流體用以把油缸體9推往轉(zhuǎn)矩盤8的推力，F(xiàn)2是油缸筒24內(nèi)的工作流體將油缸體9壓向圖14所示殼體1后蓋3的內(nèi)傾斜面11的壓力，這兩個(gè)力(F1和F2)大致平衡。同時(shí)，第二壓力腔35內(nèi)工作流體可用以把活塞14推向油缸體9的推力F3與油缸室24內(nèi)工作流體用來把活塞壓向轉(zhuǎn)矩盤8的壓力F′2大致平衡(如圖15所示)。
尤其要注意的是(如圖13所示)，在確定構(gòu)成第一壓力腔的連接孔28孔徑W1以及與殼體1后蓋3端面11滑動(dòng)接觸的油缸體9后端面9b的面積W2(用影線表示是為了圖解清楚)時(shí)，應(yīng)使F1與F2大致平衡，但稍有差異(F2-F1＞0)，以便將油缸體9壓向后蓋3表面11，這樣即可防止二者之間出現(xiàn)的工作流體滲漏現(xiàn)象。彈簧38產(chǎn)生一個(gè)較弱的彈力，加到各油缸所提供的上述小壓力(F2-F1)之和上。
就活塞14(見圖15)的靜壓力平衡而論，力F3大致上與力F′2相等(F3是第2個(gè)壓力腔35內(nèi)的工作流體用來將活塞推向油缸體9的力;F′2是油缸室24內(nèi)的工作流體用來將活塞14朝轉(zhuǎn)矩盤8擠壓的力)。因此，我們可以說，活塞是漂浮在油液中的。
在圖10的實(shí)施例中，在每個(gè)活塞14的外端14a上都有一個(gè)環(huán)形槽44，面對著球形凹槽21內(nèi)的底槽21a。環(huán)形槽44的直徑大致與油缸筒13的內(nèi)徑相等。因此，在圖10的實(shí)施例中，第2個(gè)壓力腔35是由球形凹槽21內(nèi)的底槽21a和環(huán)形槽44構(gòu)成的。
此外，力F4大體上與沿軸線M方向的力F′2的分力(F′2Cosθ)相等。F4是第3個(gè)壓力腔34內(nèi)的工作流體用來將轉(zhuǎn)矩盤8壓向活塞14的力;F′2的分力(F′2Cosθ)是油缸室24內(nèi)的工作流體用來將轉(zhuǎn)矩盤8通過活塞14擠向殼體1的前蓋板2內(nèi)表面33的力。也就是說，力F4與力F′3沿軸線M方向的分力(F′3Cosθ)大致相等，力F′3的分力(F′3Cosθ)是第2個(gè)壓力腔35內(nèi)的工作流體作用于轉(zhuǎn)矩盤8上的力，兩個(gè)力的微小差異(F′3Cosθ-F4＞0)與彈簧38的微弱彈力結(jié)合，使轉(zhuǎn)矩盤8與前蓋板2的內(nèi)表面33保持可滑動(dòng)接觸。與此同時(shí)，力F2′產(chǎn)生一個(gè)徑向分力，即F2′Sinθ;所有油缸提供的徑向分力的和產(chǎn)生一個(gè)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩盤8。這一轉(zhuǎn)矩等于給予軸6的或由軸6產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。
沒有這種靜壓平衡，就會(huì)出現(xiàn)許多問題和缺陷。比如，作用在各活塞上的撓曲力矩就會(huì)使活塞與油缸內(nèi)表面摩擦;或者，損壞各部件(比如，油缸體和殼體后蓋或活塞外端和球面軸承座21)的接觸面之間的油膜，結(jié)果這些部件相互摩擦，損傷其接觸面。按本發(fā)明建立的靜壓平衡可杜絕此類問題和缺陷，進(jìn)而提高泵或馬達(dá)的工作性能，延長其使用壽命。
應(yīng)該說明的是，上述靜壓平衡也運(yùn)用于采用本發(fā)明的其它裝置，并具有相同作用和優(yōu)點(diǎn)。
由于軸線L和軸線M的夾角θ值和與油缸內(nèi)表面滑動(dòng)接觸的活塞的圓周表面的長度t的調(diào)定值均較小，按照此項(xiàng)發(fā)明制造的泵或馬達(dá)便可具有下列優(yōu)點(diǎn)構(gòu)造簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低、性能優(yōu)良，而且不需要使用連桿便可將每個(gè)活塞與轉(zhuǎn)矩盤連接。
由于轉(zhuǎn)軸穿過轉(zhuǎn)矩盤和油缸體并由位于殼體相對兩側(cè)的軸承支承著，其中一個(gè)軸承在轉(zhuǎn)矩盤的一側(cè)、另一個(gè)在油缸體的相對一側(cè)，所以，與改進(jìn)前的轉(zhuǎn)軸只由殼體的一面支承的工藝結(jié)構(gòu)相比較，轉(zhuǎn)軸可承受的力矩并不那么大。這樣，軸承上承受的負(fù)荷就能大大減少，因此，也就可以采用體積小而造價(jià)低的軸承了。
依據(jù)本發(fā)明，改變通道塊和油缸體的傾斜角的機(jī)構(gòu)能夠更精確地控制馬達(dá)或泵的容量。
與未經(jīng)改進(jìn)的使用一個(gè)萬向節(jié)的工藝結(jié)構(gòu)相比較，同步油缸體轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩盤轉(zhuǎn)速的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，也便于制造，轉(zhuǎn)矩盤的轉(zhuǎn)軸可通過機(jī)構(gòu)的中段，這樣，轉(zhuǎn)軸便很容易由殼體的相對兩側(cè)支承。此外，該機(jī)構(gòu)還能夠自動(dòng)地給油缸體的旋轉(zhuǎn)軸定中心，因此，也就沒有必要另外采用一個(gè)專門的機(jī)構(gòu)來完成這項(xiàng)工作;該機(jī)構(gòu)各個(gè)部件的滑動(dòng)表面磨擦也很小，這樣，泵或馬達(dá)便可平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)，而且能量損耗很小。
在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)矩盤、活塞和油缸體的相對兩側(cè)上實(shí)現(xiàn)的靜壓平衡使泵或馬達(dá)可平穩(wěn)地工作并具有良好的性能。
權(quán)利要求
1.曲軸型軸向活塞泵或馬達(dá)包括a)一個(gè)至少有一對進(jìn)-出口的殼體；b)一根可繞第一條軸線旋轉(zhuǎn)的輸入或輸出軸，該輸入或輸出軸的一段應(yīng)延伸到上述殼體內(nèi)；c)一個(gè)安裝在所述軸段上，并能隨該軸同時(shí)繞所述第1條軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩盤；d)一個(gè)可繞第2條軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的油缸體，該油缸體鏜有一系列油缸筒，所有油缸筒均環(huán)繞所述的第2條軸線排列。每個(gè)油缸筒都具有一條與上述第2條軸線平行的軸線，缸筒口均朝向上述轉(zhuǎn)矩盤的軸向端面；e)用于連通所述進(jìn)-出口和所述油缸筒以傳輸工作流體的通路；f)用于支承所述油缸體的機(jī)構(gòu)，以使所述第2條軸線與所述第1條軸線相交；g)所述轉(zhuǎn)軸穿過油缸體，而雙方又不給對方產(chǎn)生機(jī)械影響；h)在所述油缸體和所述轉(zhuǎn)矩盤的相對兩側(cè)支承所述轉(zhuǎn)軸的機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸應(yīng)能在該機(jī)構(gòu)上旋轉(zhuǎn)；i)若干個(gè)活塞，每個(gè)都裝在一個(gè)所述油缸筒內(nèi)，而且可以在其中滑動(dòng)，以便形成一個(gè)油缸工作室，活塞外端突出油缸筒；j)將所述活塞的外端與所述轉(zhuǎn)矩盤連接的機(jī)構(gòu)，以便能將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成液壓，或?qū)⒁簤恨D(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩；以及，k)使所述轉(zhuǎn)矩盤的旋轉(zhuǎn)與所述油缸體的旋轉(zhuǎn)同步的機(jī)構(gòu)。
2.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，第1條軸線與第2條軸線之間的預(yù)定夾角較小;每個(gè)所述活塞的圓周表面與每個(gè)相應(yīng)的所述油缸筒的內(nèi)圓周表面之間的預(yù)定滑動(dòng)接觸軸向長度較短。所述角度和軸向長度均應(yīng)該是在所述油缸體和所述轉(zhuǎn)矩盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述活塞的外端擺動(dòng)不影響所述裝置的正常工作。
3.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，所述油缸體支承機(jī)構(gòu)包括改變所述第1和第2條軸線之間所述夾角的機(jī)構(gòu)。
4.按照權(quán)利要求
3所述裝置內(nèi)的所述變角機(jī)構(gòu)包括一個(gè)通道體，該通道體帶有所述通路，能夠支承可繞所述第2條軸線旋轉(zhuǎn)的油缸體，而且還能同所述油缸體一道相對于所述第1條軸線傾斜;傾斜所述通道體，進(jìn)而改變所述第2條軸線和所述第1條軸線夾角的機(jī)構(gòu)，所述傾斜機(jī)構(gòu)包括傾斜所述通道體的液壓制動(dòng)機(jī)構(gòu)和一個(gè)位于所述通道體內(nèi)與所述通路一道控制向所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)提供所述工作流體供給量的活門。該活門有一個(gè)活門體，活門體大體上可沿著所述油缸體傾斜的相同方向移動(dòng)(油缸體可向阻止所述工作流體流向所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)的第1個(gè)位置傾斜，也可向允許所述工作流體流向所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)的第2個(gè)位置傾斜)，這樣，在傾斜時(shí)，所述油缸體便越過早先與移到所述第1或第2位置上的所述活門體，從而將所述活門體移到所述的兩個(gè)位置中的另一個(gè)位置上。
5.按照權(quán)利要求
1所述的裝置上的所述同步機(jī)構(gòu)包括一個(gè)圓筒形構(gòu)件，其一端從所述油缸體向所述轉(zhuǎn)矩盤突出，呈插頭形狀，與所述第2條軸線同軸，所述轉(zhuǎn)軸穿過所述圓筒形構(gòu)件;一個(gè)在所述轉(zhuǎn)矩盤上與所述第1條軸線同軸的插座;所述插頭和插座互相匹配、形成關(guān)節(jié)，因此，可以分別繞所述第1條軸線和第2條軸線同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，并可沿所述第1條軸線作相對滑動(dòng)。
6.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，還包括若干個(gè)壓力腔，這些壓力腔位于與所述轉(zhuǎn)矩盤某一軸向端相對的那個(gè)軸向端面上，每個(gè)所述壓力腔都對應(yīng)于一個(gè)所述活塞，以及用來將所述工作液體引入所述壓力腔的通路，這樣，由所述壓力腔內(nèi)的工作流體施加到所述轉(zhuǎn)矩盤上的軸向力就可大體上抵消沿相反方向作用于所述轉(zhuǎn)矩盤上的軸向力。
7.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，由工作流體沿軸向在相反方向上施加在每個(gè)所述活塞上的力大體上相等。
8.按照權(quán)利要求
1所述的裝置，由所述油缸筒內(nèi)的所述工作流體沿軸向施加在所述油缸體上的力大體上與由所述工作流體在相反方向上施加在缸體上的力相等。
9.曲軸型軸向活塞泵或馬達(dá)包括a)一個(gè)至少有一對進(jìn)-出口的殼體;b)一根可繞第1條軸線旋轉(zhuǎn)并有一段延伸到所述殼體內(nèi)的軸;c)背靠背安裝在所述軸段上的一對泵或馬達(dá)組合件;d)在所述泵或馬達(dá)組合件對的相對兩側(cè)支承所述轉(zhuǎn)軸的機(jī)構(gòu);e)每個(gè)所述泵或馬達(dá)組合件包括e-1)一個(gè)裝在所述軸段上并與所述軸段同時(shí)繞第1條軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩盤;e-2)一個(gè)可繞第2條軸線旋轉(zhuǎn)的油缸體，該油缸體鏜有若干油缸筒，所有油缸筒均環(huán)繞所述第2條軸線排列。每個(gè)油缸筒都具有一條與所述第二條軸線平行的軸線，油缸筒筒口均朝向所述轉(zhuǎn)矩盤的軸端面。e-3)若干活塞，各活塞都裝在一個(gè)所述油缸筒內(nèi)并可在其中滑動(dòng)，以便形成一個(gè)室，活塞外端從油缸筒伸出;e-4)將所述活塞的外端與所述轉(zhuǎn)矩盤連接的機(jī)構(gòu)，以便能將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成液壓，或?qū)⒁簤恨D(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩;以及，e-5)使所述轉(zhuǎn)矩盤的旋轉(zhuǎn)與所述油缸體的旋轉(zhuǎn)同步的機(jī)構(gòu)。f)支承所述兩個(gè)組合件的所述油缸體的機(jī)構(gòu)，以使所述第2條軸線與所述第1條軸線相交，以及g)溝通所述進(jìn)-出口和所述油缸筒的通路。
10.按照權(quán)利要求
9所述的裝置，所述組合件對的所述油缸體朝相同方向傾斜。
11.按照權(quán)利要求
9所述的裝置，所述組合件對的所述油缸體朝相反方向傾斜。
12.按照權(quán)利要求
9所述的裝置，所述第1條軸線與第2條軸線之間的預(yù)定夾角較小;每個(gè)所述活塞的圓周表面與每個(gè)相應(yīng)的所述油缸筒的內(nèi)圓周表面之間的預(yù)定滑動(dòng)接觸軸向長度較短。所述角度和軸向長度均應(yīng)為在所述油缸體旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述諸活塞的外端擺動(dòng)不影響所述裝置的正常工作。
13.按照權(quán)利要求
9所述的裝置，所述同步機(jī)構(gòu)包括一個(gè)圓筒形構(gòu)件，其一端從所述油缸體向所述轉(zhuǎn)矩盤突出，呈插頭形狀，與所述第2條軸線同軸，所述轉(zhuǎn)軸穿過所述圓筒形構(gòu)件;以及一個(gè)在所述轉(zhuǎn)矩盤上并與所述第1條軸線同軸的插座;插頭和插座互相匹配、形成關(guān)節(jié)，可以繞所述第1條軸線和第2條軸線同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，并可沿所述第1條軸線作相對滑動(dòng)。
14.按照權(quán)利要求
9所述的裝置，還包括若干個(gè)壓力腔，這些壓力腔位于與所述轉(zhuǎn)矩盤某一軸向端相對的那個(gè)軸向端面上，每個(gè)所述壓力腔都對應(yīng)于一個(gè)所述活塞，以及用來將所述工作液引入所述壓力腔的通路，這樣，由所述壓力腔內(nèi)的工作流體施加到所述轉(zhuǎn)矩盤上的軸向力就可大體上抵消沿相反方向作用于所述轉(zhuǎn)矩盤上的軸向力。
15.按照權(quán)利要求
9所述的裝置，由工作流體沿軸向在相反方向上施加在每個(gè)所述活塞上的力大體上相等。
16.按照權(quán)利要求
9所述的裝置，由所述油缸筒內(nèi)的所述工作流體沿軸向施加在所述油缸體上的力大體上與由所述工作流體在相反方向上施加在油缸體上的力相等。
專利摘要
在曲軸型軸向活塞泵或馬達(dá)內(nèi)，油缸體按同步方式繞一條與轉(zhuǎn)矩盤旋轉(zhuǎn)軸線斜交的軸線與其一道旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)矩盤的旋轉(zhuǎn)軸穿過傾斜的油缸體，但互相無機(jī)械干擾。該轉(zhuǎn)軸由位于殼體相對兩側(cè)的軸承支承。轉(zhuǎn)矩盤和油缸體由一個(gè)確保兩者能精確同步旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)連接。在作用于轉(zhuǎn)矩盤、油缸體和活塞相對兩面上的工作流體之間均建立起靜壓平衡。對油缸體相對于轉(zhuǎn)軸的傾斜角可加以改變，進(jìn)而改變該泵或馬達(dá)的工作容量。該泵或馬達(dá)可制成串聯(lián)式。
文檔編號F04B1/24GK85101345SQ85101345
公開日1986年5月10日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者中川一成, 幸良, 瀨良恭史, 尾關(guān)忠, 巖崎正弘 申請人:島津制作所株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan