160Mpa電液比例控制徑向柱塞泵的製作方法

2023-10-05 01:13:39 1

專利名稱：160Mpa電液比例控制徑向柱塞泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及液壓、機械、電子技術領域，特別是一種160Mpa (超高壓)電 液比例控制徑向柱塞泵。
技術背景目前世界上只有德國BoScH公司有這種類型超高壓泵，它屬於超高壓小排量液壓泵，其結構特徵和主要技術性能指標是體積小，結構簡單，工藝性好，壓力可達160Mpa至180Mpa，轉速為3000r p m，噪聲為75dB，總效率為 84%,壽命為3000 5000小時，並且具有抗衝擊能力強等特點，是當今世界比較 先進和最新一種高性能超高壓徑向柱塞泵。由於應用廣泛，又是節能和減小汙 染的動力源，所以世界各國如日本、韓國、英國、美國、中國和歐洲一些國家 大部分從德國BoScH公司進口。我國汽車工業環保要求柴油機必須採用電噴供 油系統，用柴油機供油系統改為電噴供油系統，急需大量這種動力源，其次還 有石化工業，船舶工業、消防、核潛艇和重型機械以及超高壓系統工具行業等， 每年進口量高達15萬臺左右，並且還有大幅度增加趨勢，目前我國還沒有這種 產品，長期依賴進口，然而不僅進口高達10000元/臺，維修另購價高達幾倍價 格。進口周期長，嚴重影響生產的發展。國內外現有的超高壓泵普遍存在徑向 載荷過大，轉子與定子等摩擦副沒有進行油膜潤滑，柱塞往復運動過程對中性 差，造成柱塞與柱塞套側向力過大，整個泵內臟摩擦副磨損快，容積效率低， 壽命短等缺陷。 發明內容本發明的目的是提供一種工作壽命長，節能、減小環境汙染、工作效率高、 應用場合更加廣泛的一種160Mpa電液比例控制徑向柱塞泵。 本發明的目的是通過下述技術方案實現的一種160Mpa電液比例控制徑向柱塞泵，包括補油泵、柱塞、殼體、吸油閥、 定子、泵蓋、排油閥、傳動軸、軸承等組成，其特徵在於所述的定子設在主油 泵中部的傳動軸上，定子上端設有大柱塞，大柱塞中設有柱塞，柱塞外部套接 柱塞套，，柱塞套的上端連接吸油閥，殼體上設一排油閥；在泵蓋上設有電液比 例調速閥和溢流閥；主泵左端設一補油泵。
本發明對於泵的主要摩擦副轉子與定子採取了靜壓平衡技術和壓力及間隙 補償，使轉子在旋轉過程中與定子內表面始終有油膜潤滑，同時減小了定子與 轉子的徑向載荷和柱塞的側向力，其主要技術性能指標可達到壓力160Mpa 200Mpa，轉速3000r'p'm，噪聲73dB，總效率為85%，壽命6000小時以上。與國外同類產品比，技術性能指標達到部分指標高於國外同類產品 的先進水平，不僅泵的工作壽命長，而且使系統的工作效率得到大大的提高， 因而應用場合更加廣泛，如汽車工業柴油機電噴系統，石油化工機械設備、消 防、船舶、核潛艇、重型機械，水力水電工程和各類大型機械設備拆裝工具等， 都急需這種超高壓徑向柱塞泵，據初步調査統計，我國每年要生產6~8萬臺， 每年能節資或創匯8億多元，而且還可以逐漸佔領國際市場，前景廣闊。


圖1為本發明結構示意2為圖1的右視示意3為柱塞結構示意4為圖3左視示意5為大柱塞結構示意6為圖5左視結構示意7為定子結構示意8為圖7左視結構示意圖具體實施方式
本發明由定子7、傳動軸14上的偏心軸、大柱塞4、柱塞2、柱塞套6、殼 體3和泵蓋8組成密閉工作容積，定子7設在主油泵中部的傳動軸14上端，定 子7上端設有大柱塞4，大柱塞4中設有柱塞2，柱塞2外部套接柱塞套6，柱 塞套6的上端連接吸油閥5，殼體3上裝一排油閥9，由於定子7與傳動軸14 上的偏心軸(轉子)設一偏心e，當傳動軸14上偏心軸旋轉時，柱塞2上腔容 積增大為吸油，而油液由補油泵1排出的低壓油Pb通過孔道及吸油閥5進入柱 塞2上腔，隨著傳動軸14上偏心軸(轉子)旋轉，柱塞2容積減小，柱塞2上 腔的油液通過孔道及排油閥9排出，該泵共3個柱塞，每個柱塞的工作如上相 同，這樣該泵當傳動軸14上偏心軸(轉子)旋轉一周時，就形成吸、排油一次， 即是該泵的排量q，該泵的流量是Q-nq。補油泵1的壓力由溢流閥17調定，進
入主泵的流量由比例調速閥18調定，因此該泵在一定流量範圍內可以通過比例 調速闠18調節泵的流量，並實現計算機控制系統所需要的流量和壓力的大小。如圖3所示，在柱塞2上打有(bl小孔2.1，將壓力油引入柱塞2的底部， 並在柱塞2底部安裝可調阻尼控制器2.3，阻尼控制器2.3底部設有靜壓室2.2， 在柱塞2中部一周打8個(i)2.6洩油小孔2.4，當偏心軸(轉子)旋轉時，定子7 在上下移動加微擺動過程中，柱塞2在柱塞套6中上、下運動，由於柱塞2底 部的靜壓室2.2有油膜潤滑，柱塞2在柱塞套6中容易自動對中運動，從而大大 消除柱塞2與柱塞套6之間的側向力，同時由於柱塞2底部靜壓室2.2有一定壓 力油作用，油壓的反推力也抵消了部分柱塞的徑向載荷。大柱塞4底面與定子7這對摩擦副，由於偏心軸14旋轉，定子7上、下運 動，同時還有微量擺動，而大柱塞4承受的徑向載荷，作用在定子7表面上， 並且大柱塞4還要做近似橢圓運動，如圖5所示，我們採用靜壓支承潤滑辦法， 在大柱塞4底部開有(i)0.38阻壓孔4.1和(J)4靜壓室4.2，高壓油經過柱塞2通 過大柱塞4底部阻尼孔進入靜壓室4.2，靜壓室4.2高壓油可以通過大柱塞4底 面與定子7表面潤滑後流向泵體內，這樣大柱塞4底面與定子7表面這對摩擦 副就形成了開環控制，大柱塞4處於高壓區，這對摩擦副就有高壓油潤滑，低 壓區有低壓油潤滑，並且由於靜壓室4.2對大柱塞4有反推力，又平衡掉一部分 大柱塞4對定子7的壓緊力，這樣不僅解決了大柱塞4與定子7表面摩擦副的 磨損，同時對其材料要求也不需那麼刻苛，即解決了加工工藝和材料的難題。 如圖5所示大柱塞4.3內底平面與柱塞2底面接觸面也形成開環控制，圖6中 4.4是大柱塞內洩油窗口。如圖1所示，定子7內表面與偏心軸14摩擦付，它不僅要承受徑向柱塞的 全部徑向載荷，並且偏心軸14還要在定子7內表面高速轉動，容易造成磨損和 發熱現象，為了解決這一難題，本發明對偏心軸14與定子7內表面這對摩擦副， 採取了間隙和壓力補償以及油膜潤滑的辦法，來解決其磨損和發熱。如圖7所 示，在定子7外表面滑動面上設有與定子7內表面相通的阻尼控制器7.3，阻尼 控制器7.3內端設有1/6環形槽7.1，共3段園弧形槽，並在定子7兩側設有靜 壓平衡槽7.2，這樣，當壓力油通過柱塞2和大柱塞4進入如7.2所示環形槽時， 瞬間流向兩側7.2靜壓平衡槽內，同時靜壓槽7.2內一周壓力油又流向殼體內， 所以偏心軸14與定子7內表面摩擦副全部有油膜潤滑，同時壓力油通過1/6環 形槽流向殼體這段園弧面對定子還有一反推力，平衡了柱塞2對定子7的大部 分徑向載荷，並且連同靜壓平衡槽7.2對偏心軸14和定子7內表面摩擦副還能 進行間隙和壓力補償，既定子7與偏心軸14這對摩擦付在高壓區有高壓油，同 時低壓區也有半高壓油作用，對低壓區進行壓力補償，也補償了低壓區摩擦付 的間隙，而高壓區間隙小，壓力就高，間隙大，壓力就低，這都由阻尼器7.3和 這對摩擦付的間隙進行開環控制的，殼體內洩油從洩油口 19排出。由此使整個 泵運轉平穩，降低了噪聲，噪聲可降至73dB以下，大幅度減少了磨損和發熱， 泵的壽命可提高6000小時以上，國際上同類泵的壽命為3000~5000小時。本發明在泵蓋8上設有電液比例調速閥18和溢流閥17。電液比例調速閥 18調節進入主泵的流量，同時在一定範圍內可控制主泵的流量，可實現計算機 控制，溢流閥17可調定供油系統壓力，兩個閥安在泵蓋8上可實現集成化。本發明在主泵左端部設有補油泵l，該泵供給主泵的流量，這樣就解決了超 高壓徑向柱塞在高轉速下吸油不足問題，從而提高了超高壓泵的性能指標。
權利要求
1、一種160Mpa電液比例控制徑向柱塞泵，包括補油泵、柱塞、殼體、吸油閥、定子、泵蓋、排油閥、傳動軸、軸承組成，其特徵在於所述的定子(7)裝在主油泵傳動軸(14)上，定子(7)上端設有大柱塞(4)，大柱塞(4)中設有柱塞(2)，柱塞(2)外部套接柱塞套(6)，柱塞套(6)的上端連接吸油閥(5)，在殼體(3)上設一排油閥(9)；泵蓋(8)上設有電液比例調速閥(18)和溢流閥(17)；主油泵左端設一補油泵(1)。
2、根據權利要求l所述的160Mpa電液比例控制徑向柱塞泵，其特徵在於所 述的柱塞(2)上開有小孔(2.1)，柱塞(2)底部裝一可調阻尼控制器(2.3)， 阻尼控制器(2.3)底部設有靜壓室(2.2)，在柱塞(2)底部一周開有洩油孔(2.4)。
3、 根據權利要求1所述的160Mpa電液比例控制徑向柱塞泵，其特徵在於 所述的大柱塞(4)底部開有阻尼孔(4.1)，阻尼孔(4.1)底部為靜壓室(4.2)， 大柱塞(4)內設有洩油窗口 (4.4)。
4、 根據權利要求1所述的160Mpa電液比例控制徑向柱塞泵，其特徵在於 所述的定子(7)內圓兩側設有靜壓平衡槽(7.2)，定子(7)外表面滑動面上設 有與定子(7)內圓表面相通的阻尼控制器(7.3)，阻尼控制器(7.3)內端設有 1/6環形槽(7.1)。
全文摘要
本發明公開了一種160Mpa電液比例控制徑向柱塞泵，包括補油泵、柱塞、殼體、吸油閥、定子、泵蓋、排油閥、傳動軸、軸承等組成，其特徵在於所述的定子設在主油泵中部的傳動軸上，定子上端設有大柱塞，大柱塞中設有柱塞，柱塞外部套接柱塞套，柱塞套的上端連接吸油閥，殼體上設一排油閥；在泵蓋上設有電液比例調速閥和溢流閥；主泵左端設一補油泵。本發明使轉子在旋轉過程中與定子內表面始終有油膜潤滑，同時減小了定子與轉子的徑向載荷和柱塞的側向力，工作壽命長，工作效率得到提高，應用場合更加廣泛，而且還可以逐漸佔領國際市場，前景廣闊。
文檔編號F04B53/18GK101126381SQ20061010502
公開日2008年2月20日 申請日期2006年8月17日 優先權日2006年8月17日
發明者堃 盧, 嘯 董 申請人:盧 堃;董 嘯