一種軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明設(shè)有軸向柱塞泵及馬達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副。
【背景技術(shù)】
[0002]軸向柱塞泵/馬達(dá)是液壓系統(tǒng)中不可或缺的動力/執(zhí)行元件，其共同的特點(diǎn)都是技術(shù)含量高、零部件的加工質(zhì)量要求高，都承受較大的流量和壓力，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和制造成本也處于各類液壓泵/馬達(dá)之首。
[0003]滑靴副是軸向柱塞泵/馬達(dá)的關(guān)鍵三大摩擦副之一，滑靴副是連接斜盤和柱塞的中間環(huán)節(jié)，除了承受來自柱塞腔高壓油液的軸向作用力之外，還承受滑靴周向運(yùn)動引起的離心力矩以及隨缸體旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦力矩。為使柱塞與滑靴緊貼軸向柱塞泵/馬達(dá)的斜盤上，現(xiàn)有軸向柱塞馬達(dá)/泵的滑靴副結(jié)構(gòu)均采用彈簧力、液壓力與經(jīng)過阻尼減壓后的液壓力形成靜壓支撐，使壓緊力稍大于分離力，保證柱塞壓緊在斜盤斜面上。一般情況下，彈簧力是通過傳動軸上的彈簧壓緊回程盤，回程盤壓緊滑靴和柱塞而產(chǎn)生的。故回程盤是現(xiàn)有軸向柱塞泵/馬達(dá)滑靴副必不可少的零件，而滑靴副上各種力也都作用在回程盤上，導(dǎo)致回程盤的受力復(fù)雜，損壞率較高。
[0004]諸多專家學(xué)者的研宄表明，軸向柱塞泵/馬達(dá)的失效模式主要是摩擦副的磨損失效，其中尤其是滑靴副的磨損失效。一方面要保證滑動面具有一定的潤滑條件，形成一定厚度的液壓油膜，防止金屬固體間的干摩擦，導(dǎo)致劇烈摩擦和局部高溫，極易形成磨損失效，使滑靴副工作性能和使用壽命急劇下降。另一方面，滑靴副間必須具備一定的密封性，如液壓油膜過厚，將使泄漏量增大，泵/馬達(dá)的容積效率降低，從而無法形成軸向柱塞泵/馬達(dá)所需的高壓。
[0005]隨著液壓傳動技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是壓力的提高和流量的增大對軸向柱塞泵/馬達(dá)性能的要求也與日俱增，其三對關(guān)鍵摩擦副，柱塞副、配流副和滑靴副的使用性能和可靠性要求也不斷提高。隨著流量的增大，必要導(dǎo)致軸向柱塞泵/馬達(dá)的柱塞直徑增大，在高壓區(qū)工作時，滑靴副的作用面積和壓應(yīng)力都有了一定程度的增大，滑靴與斜盤之間的作用力也隨之增大，對滑靴副和回程盤的質(zhì)量都提出更高的要求。
[0006]平衡式多排軸向柱塞泵是一種新型軸向柱塞泵，其斜盤具有多個斜面，使其回程盤的設(shè)計較為復(fù)雜，極易與其它零部件相互干涉。因此，對軸向柱塞泵/馬達(dá)的滑靴副進(jìn)行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新和優(yōu)化，尤其是提出一種實(shí)現(xiàn)平衡式多排軸向柱塞泵適用的滑靴副結(jié)構(gòu)顯得尤其重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副，改變傳統(tǒng)軸向柱塞泵/馬達(dá)利用彈簧力壓緊回程盤和滑靴的方式。當(dāng)泵/馬達(dá)不工作時，利用電磁力將滑靴緊緊吸附在斜盤斜面上。當(dāng)軸向柱塞泵/馬達(dá)工作時，利用電磁力、液壓力和經(jīng)過阻尼孔降壓的液壓力三者間的相互作用實(shí)現(xiàn)靜壓支撐。
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0009]一種軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副，包括柱塞、斜盤，該柱塞的一端通過滑靴與所述斜盤表面接觸；所述斜盤的背面設(shè)有凸臺，該凸臺上纏繞有線圈，該線圈與外部交流電源電連接。
[0010]能夠通過改變線圈內(nèi)電流、電壓的大小而改變電磁力的大小，實(shí)現(xiàn)滑靴副油膜厚度的控制。
[0011]優(yōu)選的，所述凸臺、線圈的數(shù)量均為2個，沿所述斜盤的傾斜方向分布。
[0012]考慮柱塞泵或馬達(dá)的柱塞腔內(nèi)高低壓對滑靴副靜壓支撐效果的不同影響，可將斜盤上按軸向柱塞泵/馬達(dá)的高、低壓區(qū)各分布一個凸臺、線圈，并在2個線圈內(nèi)通入不同電流，從而產(chǎn)生不同的電磁力，匹配各個滑靴副處于不同區(qū)域的工況。
[0013]優(yōu)選的，2個所述線圈之間設(shè)有隔磁材料。兩個線圈之間使用隔磁材料，避免兩個線圈磁場之間的互相干擾。
[0014]優(yōu)選的，所述滑靴的外側(cè)設(shè)有環(huán)形壓環(huán)。
[0015]壓環(huán)和斜盤上的凹槽結(jié)構(gòu)將滑靴固定在斜盤的環(huán)形斜面上，在軸向柱塞泵/馬達(dá)不工作時，使滑靴副不會脫離斜盤的環(huán)形斜面。
[0016]優(yōu)選的，所述環(huán)形壓環(huán)與所述斜盤固定連接。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0018]本發(fā)明采用電磁力作為預(yù)緊力，實(shí)現(xiàn)高壓油液在滑靴副表面上的靜壓支撐。相比較于傳統(tǒng)滑靴副結(jié)構(gòu)，存在三個優(yōu)勢:一是在保留靜壓支撐的基礎(chǔ)上，取消了回程盤結(jié)構(gòu)，避免了軸向柱塞泵/馬達(dá)非常常見的故障一一回程盤破損；二是可較為方便的調(diào)節(jié)電磁力的大小，且匹配適當(dāng)?shù)碾娍匮b置，即可控制滑靴副的油膜厚度，使滑靴副始終處于最佳工況下工作；三是采用本結(jié)構(gòu)的軸向柱塞泵/馬達(dá)中的彈簧僅僅用于壓緊配流副，而不需同時壓緊滑靴副，由此有效的避免了滑靴副和配流副工作過程中的相互影響。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的滑靴副在高壓區(qū)的受力圖；
[0021]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的滑靴副在低壓區(qū)的受力圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0024]實(shí)施例1:
[0025]結(jié)合圖1:一種軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副，包括柱塞1、斜盤2，該柱塞I的一端通過滑靴3與斜盤2表面接觸；斜盤2的背面設(shè)有凸臺4，該凸臺4上纏繞有線圈5，該線圈5與外部交流電源電連接。
[0026]能夠通過改變線圈5內(nèi)電流、電壓的大小而改變電磁力的大小，實(shí)現(xiàn)滑靴副油膜厚度的控制。
[0027]當(dāng)軸向柱塞泵/馬達(dá)工作時，先在線圈5內(nèi)通入交流電，使線圈5由磁感應(yīng)產(chǎn)生電磁力，將滑靴副緊緊的吸附在斜盤2的環(huán)形斜面上，此時的吸附力的大小可由計算確定。再結(jié)合圖2，當(dāng)軸向柱塞泵/馬達(dá)的柱塞腔內(nèi)通入或排除高壓油液時，高壓油液在柱塞I端部形成作用力a，高壓油液經(jīng)過柱塞I阻尼孔后，壓力稍有下降形成作用力C，同時在滑靴3和斜盤2的斜面上形成油膜，從而形成靜壓支撐，結(jié)合線圈5產(chǎn)生的電磁力b，a力和b力與c力相互作用后將滑靴副壓向斜盤2斜面，當(dāng)a力增大時，c力隨之增大，a力和b力之和始終大于c力，從而使滑靴副緊貼在斜盤2環(huán)形斜面上。此時可通過調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)交流電源改變電流大小，改變電磁力b的大小，從而改變a力、b力、c力三者之間的差值，達(dá)到改變滑靴副油膜厚度的目的。同時為了增強(qiáng)靜壓支撐效果，傳統(tǒng)滑靴上凹槽結(jié)構(gòu)也可添加在滑靴上。
[0028]結(jié)合圖1和圖3，當(dāng)柱塞腔內(nèi)排出油液時，油液的壓力降低，此時可認(rèn)為僅僅通過線圈5產(chǎn)生的電磁力b將滑靴3副吸附在斜盤2的環(huán)形斜面上。同時低壓油液通過柱塞阻尼孔流入滑靴副表面，使滑靴副始終處于油膜潤滑狀態(tài)。
[0029]軸向柱塞泵/馬達(dá)包括傳動軸6、缸體7、配流盤8，傳動軸6的一端置于缸體7內(nèi)，傳動軸6 —端的外側(cè)設(shè)有擋塊滑環(huán)9，該擋塊滑環(huán)9通過壓縮彈簧10與缸體7連接，傳動軸6通過擋塊滑環(huán)9、壓縮彈簧10，使軸向柱塞泵/馬達(dá)的缸體7與配流盤8貼緊，此時壓縮彈10僅僅使缸體7處于浮動狀態(tài)，保證配流副的靜壓支撐，不同于現(xiàn)有滑靴副上的彈簧還需壓緊回程盤，從而有效避免了軸向柱塞泵/馬達(dá)的配流副的工作狀態(tài)與滑靴副的工作狀態(tài)相互影響，提高了軸向柱塞泵/馬達(dá)滑靴副和配流副的工作性能。
[0030]滑靴3的外側(cè)設(shè)有環(huán)形壓環(huán)11。
[0031]壓環(huán)11和斜盤2上的凹槽結(jié)構(gòu)將滑靴3固定在斜盤2的環(huán)形斜面上，在軸向柱塞泵/馬達(dá)不工作時，使滑靴3副不會脫離斜盤2的環(huán)形斜面。
[0032]環(huán)形壓環(huán)11與斜盤2固定連接。
[0033]實(shí)施例2:
[0034]結(jié)合圖4:一種軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副，包括柱塞1、斜盤2，該柱塞I的一端通過滑靴3與斜盤2表面接觸；斜盤2的背面設(shè)有凸臺4，該凸臺4上纏繞有線圈5，該線圈5與外部交流電源電連接；凸臺4、線圈5的數(shù)量均為2個，沿斜盤2的傾斜方向分布。
[0035]考慮柱塞泵或馬達(dá)的柱塞腔內(nèi)高低壓對滑靴副靜壓支撐效果的不同影響，可將斜盤2上按軸向柱塞泵/馬達(dá)的高、低壓區(qū)各分布一個凸臺4、線圈5，并在2個線圈5內(nèi)通入不同電流，從而產(chǎn)生不同的電磁力，匹配各個滑靴副處于不同區(qū)域的工況。
[0036]2個線圈5之間設(shè)有隔磁材料12。兩個線圈5之間使用隔磁材料12，避免兩個線圈磁場之間的互相干擾。
[0037]滑靴3的外側(cè)設(shè)有環(huán)形壓環(huán)11。
[0038]壓環(huán)11和斜盤2上的凹槽結(jié)構(gòu)將滑靴3固定在斜盤2的環(huán)形斜面上，在軸向柱塞泵/馬達(dá)不工作時，使滑靴3副不會脫離斜盤2的環(huán)形斜面。
[0039]環(huán)形壓環(huán)11與斜盤2固定連接。
[0040]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及龍等效物界定。'
【主權(quán)項】
1.一種軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副，包括柱塞、斜盤，該柱塞的一端通過滑靴與所述斜盤表面接觸；其特征在于:所述斜盤的背面設(shè)有凸臺，該凸臺上纏繞有線圈，該線圈與外部交流電源電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副，其特征在于:所述凸臺、線圈的數(shù)量均為2個，沿所述斜盤的傾斜方向分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副，其特征在于:2個所述線圈之間設(shè)有隔磁材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副，其特征在于:所述滑靴的外側(cè)設(shè)有環(huán)形壓環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副，其特征在于:所述環(huán)形壓環(huán)與所述斜盤固定連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種軸向柱塞泵及馬達(dá)用電磁力預(yù)緊的滑靴副，包括柱塞、斜盤，該柱塞的一端通過滑靴與所述斜盤表面接觸；所述斜盤的背面設(shè)有凸臺，該凸臺上纏繞有線圈，該線圈與外部交流電源電連接。本發(fā)明改變傳統(tǒng)軸向柱塞泵/馬達(dá)利用彈簧力壓緊回程盤和滑靴的方式。當(dāng)泵/馬達(dá)不工作時，利用電磁力將滑靴緊緊吸附在斜盤斜面上。當(dāng)軸向柱塞泵/馬達(dá)工作時，利用電磁力、液壓力和經(jīng)過阻尼孔降壓的液壓力三者間的相互作用實(shí)現(xiàn)靜壓支撐。
【IPC分類】F04B53-00, F03C1-06, F04B53-14, F03C1-28
【公開號】CN104675691
【申請?zhí)枴緾N201510092027
【發(fā)明人】鄧海順, 黃坤, 王傳禮, 駱支寶, 黃然, 鄭露
【申請人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月28日