專利名稱：低噪聲軸向柱塞泵的配流方法及配流盤結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是液壓機械中的一種低噪聲軸向柱塞泵的配流方法及采用該方法設計的一種新型軸向柱塞泵的配流盤結構。


圖1是本發(fā)明的裝配簡圖，圖2是本發(fā)明的配流盤的結構示意圖，圖3是圖2中的配流盤的Ⅰ-Ⅰ向的剖視圖，圖4是本發(fā)明的配流盤的幾何結構圖，柱塞7在排油行程的死點在配流盤4上的投影與柱塞7在吸油行程的死點在配流盤4上的投影之間的連線稱為死點軸，即圖2、圖4中的Y-Y′軸，圖2、圖4中的兩個間隔平面12、12′的包角的平分線分別為ON、ON′，ON及ON′與Y-Y′軸的夾角稱為錯配角，圖4中減振槽(孔)14、14′在園周方向的包角稱為閉死角。
軸向柱塞泵的配流盤的配流噪聲是軸向柱塞泵的主要噪聲源?，F(xiàn)有技術中的軸向柱塞泵配流方法是基于高壓腔中無配流沖擊的思想，配流盤結構采用對稱偏轉式結構，即吸油配流槽的包角等于排油配流槽的包角，兩錯配角的轉向均與轉子的轉向相同。
采用上述現(xiàn)有技術中的配流方法及配流盤結構在實際運行中避免不了在配流過程中使油液產(chǎn)生氣穴并因氣穴振動所產(chǎn)生的噪聲。柱塞的油缸脫離排油配流槽進入排油配流槽到吸油配流槽之間的間隔平面(釋壓區(qū))時，油缸中被機械封閉的油液的初始體積遠遠小于柱塞的油缸脫離吸油配流槽進入從吸油配流槽到排油配流槽之間的間隔平面(升壓區(qū))時油缸中被封閉的油液的初始體積，油缸進入升壓區(qū)在閉死角的范圍內，油壓從吸油壓力升至排油壓力，在油缸進入釋壓區(qū)后，必然存在過釋壓現(xiàn)象，并且由于軸向柱塞泵的轉子受力不平衡，使轉子端面與配流盤工作表面之間形成不均勻的楔形密封間隙，楔角隨泵的載荷的增大而增大，使進入封閉釋壓區(qū)的油缸5油壓因該間隙而提前失壓，失壓后的油缸再繼續(xù)進行封閉機械膨脹會造成嚴重的過釋壓現(xiàn)象。又因油液的彈性模數(shù)很大，過釋壓使油缸中產(chǎn)生很大的真空度，這種瞬時的真空使油液產(chǎn)生出氣穴，當含有氣穴的油液被帶到排油配流槽時，氣穴破碎形成氣穴振動，產(chǎn)生出強烈的噪聲。
本發(fā)明是一種低噪聲軸向柱塞泵的配流方法及配流盤結構，在轉子6上的柱塞7的油缸5周期性地滑過配流盤4上的兩個配流槽11、15，沿逆時針方向(與轉子6轉向相同)分別在吸油配流槽11、排油配流槽15的端部開有一個減振槽(孔)14、14′，本發(fā)明的配流方法的特征在于，兩配流槽的幾何分布采用非對稱結構，即排油配流槽的包角小于吸油配流槽的包角，使柱塞的排油行程未結束，柱塞的油缸5便與排油配流槽脫離，進入機械封閉釋壓區(qū)，在釋壓過程中的微量的排油量和油液體積膨脹量的由減振槽(孔)引入吸油配流槽中。油缸5在閉死區(qū)的油液受機械壓縮的體積占油液升壓所需壓縮總體積的20-30%。本發(fā)明的的配流盤的特征在于，從吸油配流流槽11到排油配流槽15之間的錯配角φ0的偏轉方向與轉子6的轉向相同從排油配流槽15到吸油配流槽11之間的錯配角的偏轉方向與轉子6的轉向向相反，為-φ0，錯配角φ0的取值范圍是3°≤φ0≤7°。
如圖1所示，轉軸1驅動轉子6沿逆時針方向轉動，轉子6上一組油缸5嵌裝著柱塞7，柱塞7由彈簧和油壓通過滑履8頂緊斜盤9，隨著轉子6旋轉，滑履8沿斜盤9表面滑動，柱塞7的油缸5在配流盤4上滑動，柱塞7相對缸體外伸時，柱塞7的底部相對于油缸5之間的空間增大，實現(xiàn)吸油行程，柱塞7相對缸體外伸到上死點后，轉入圖1中的下方位置，斜盤9迫使柱塞7相對缸體內縮，柱塞7的底部與油缸5之間的空間縮小，實現(xiàn)排油行程，當柱塞7內縮至下死點后，轉為外伸，進入吸油行程。在泵底部的變量柱塞10上下移動，改變斜盤9的頃角，從而調節(jié)油泵的排量。油缸5的油窗口在配流盤4上的投影13、13′是油缸5進入閉死升壓區(qū)和閉死釋壓區(qū)的初始位置時的投影，配流盤4用定位銷孔16和定位銷3固定在泵體2上。
當柱塞7處于吸油行程時，油缸5通過吸油配流槽11吸入油液，當柱塞7處于排油行程時，油缸5通過排油配流槽15將油液排入高壓管路。油缸5脫離吸油配流槽11進入升壓區(qū)時在配流盤4上的投影為13，油缸5窗口被間隔平面12封閉，隨著柱塞7隨轉子6繼續(xù)旋轉，由于封閉的機械壓縮作用，通過減振槽(孔)14將排油配流槽15中的高壓油引入油缸5中，使油缸5中原有的低壓油體積壓縮，壓力升高，直到柱塞7轉至其油缸5的油窗口投影13的前緣弧線與排油配流槽15的邊緣相切，油缸5中的油壓升至排油壓力，柱塞7繼續(xù)旋轉到油缸5與排油配流槽15接通時，油缸5中的油壓與排油配流槽15中的油壓相等，不會產(chǎn)生配流沖擊。當柱塞7的排油行程未結束，即柱塞7隨轉子6旋轉至下死點之前的位置時，油缸5的窗口便與排油配流槽15相脫離，此時油缸5的窗口的投影的位置在13′處，柱塞7隨轉子6旋轉繼續(xù)進行排油行程，其微量的排油排量和油缸5中的油液膨脹量均由減振槽14′引入吸油配流槽11中，直到油缸5的窗口的投影的前緣弧線與吸油配流槽11的邊緣相切時，油缸5中的油壓由排油壓力降至吸油壓力，因此不會產(chǎn)生配流沖擊。由于油缸5中的油液在由排油配流槽15到吸油配流槽11的釋壓過程中無封閉的機械膨脹過程，所以不論在正常理想工況或在受載荷干擾工況下，均不會出現(xiàn)因配流原因而產(chǎn)生附加真空度和引發(fā)氣穴，產(chǎn)生噪聲。
圖4為本發(fā)明的配流盤4的幾何結構圖，圖中的Y-Y′軸是柱塞7在排油行程和吸油行程的兩個死點的連線，稱為死點軸，ON是從吸油配流槽11到排油配流槽15之間的間隔平面12的周向包角的平分線，ON′是從排油配流槽15到吸油配流槽11之間的間隔平面12′的周向包角的平分線，圖中逆時針方向為轉子6的旋轉方向，取為角度的正方向，ON、ON′與死點軸Y-Y′的夾角稱為錯配角，其中ON與Y-Y′軸所夾的上錯配角為逆時針方向偏轉，為正值，記為φ0，ON′與Y-Y′軸所夾的下錯配角為順時針方向偏轉，為負值，記為-φ0φ0的取值范圍為3°≤φ0≤7°;
兩間隔平面12、12′的周向包角等于油缸5的窗口在配流盤4上的投影的周向包角與閉死角△φ之和，對于零遮蓋度的具體結構，減振槽(孔)14、14′的周向包角等于閉死角。排油配流槽15的周向包角小于吸油配流槽11的周向包角。
本發(fā)明的配流盤4的最佳實施例是，錯配角φ0＝5°。從排油配流槽15逆時針方向到吸油配流槽11的錯配角為順時針偏轉φ0，即-5°。
本發(fā)明經(jīng)實驗驗證，通過消除氣穴振動使轉子運轉穩(wěn)定，提高了容積效率，配流付的高壓區(qū)的范圍減小了十分之一，改善了轉子的平衡性能，并減小了配流面的比壓及[PV]值，提高了配流盤的耐磨性，可使配流付的使用壽命提高50%;在軸向柱塞泵的噪聲對比測試中，本發(fā)明的配流方法及配流盤在額定工況下運行，可使泵的噪聲下降6-10dB(A)。
權利要求
1.一種低噪聲軸向柱塞泵的配流方法，柱塞的油缸周期性地在配流盤上滑過兩個配流槽，本發(fā)明的特征在于，兩配流槽的幾何分布采用非對稱結構，即排油配流槽的包角小于吸油配流槽的包角，使柱塞的排油行程未結束，柱塞的油缸便與排油配流槽脫離，進入機械封閉釋壓區(qū)，在釋壓過程中微量的機械壓縮排油量和高壓油液體積膨脹量由減振槽(孔)引入吸油配流槽中。
2.由權利要求1所述的配流方法，在配流盤4上有一個吸油配流槽11和一個排油配流槽15，沿逆時針方向分別在吸油配流槽11和排油配流槽15的端部開有減振槽(孔)14、14′，柱塞7的油缸在轉子6的帶動下在配流盤上沿配流槽11、15所在的園周周期性地滑動，本發(fā)明的配流盤的結構特征在于，從吸油配流槽11到排油配流槽15之間的錯配角φ0的偏轉方向與轉子6的轉向相同，從排油配流槽15到吸油配流槽11之間的錯配角的偏轉方向與轉子6的轉向相反，為-φ0。
3.由權利要求2所述的配流盤結構，其特征在于，錯配角φ0的取值范圍是3°≤φ0≤7°。
全文摘要
本發(fā)明是一種軸向柱塞泵的配流方法及配流盤結構，配流盤采用非對稱、其排油配流槽的周向包角小于吸油配流槽的周向包角，在升壓區(qū)的錯配角的偏轉方向與轉子轉向相同，而其在釋壓區(qū)的錯配角的偏轉方向與轉子的轉向相反。本發(fā)明可降低泵的噪聲并提高配流副的使用壽命。
文檔編號F04B1/24GK1074019SQ91111998
公開日1993年7月7日 申請日期1991年12月30日 優(yōu)先權日1991年12月30日
發(fā)明者那成烈 申請人:甘肅工業(yè)大學