機械控制的葉片式液壓變壓器的製作方法

2023-04-26 15:12:11

專利名稱：機械控制的葉片式液壓變壓器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓變壓器，具體地說是一種機械控制的葉片式液壓變壓
器，屬機械領域。
(二)
背景技術：
液壓變壓器是指在液壓傳動中實現壓力轉換的一種液壓元件。液壓變壓器可以把 給定壓力下的輸入液壓能高效率地轉換為另一種壓力下的輸出液壓能，使用它可以實現多 負載在恆壓網絡中互不相關的控制，還會使能量逆向流動，不僅可以無節流損失地驅動直 線負載，而且還可以驅動旋轉負載。 現有的液壓變壓器基本上都是柱塞式結構，其工作壓力高，在20Mpa以上，流量範 圍大，一般用於高壓、大流量液壓系統中，在中、低壓液壓系統中使用，效率很低，而且柱塞 式液壓變壓器結構複雜、加工精度高，對油汙染敏感，濾油精度要求高，價格較昂貴，因此使 得液壓變壓器的應用範圍受到了很大的限制。

發明內容本實用新型的技術任務是針對現有技術的不足，提供了一種結構緊湊、流量均勻、 噪聲小、運轉精度高且平穩，一端可用於中高壓、中壓、中低壓液壓系統，另一端可用於低壓 液壓系統的葉片式液壓變壓器，以解決負載端壓力比供油恆壓網絡系統壓力小得多的問 題，提高了液壓系統的工作效率，從而擴大了液壓變壓器的應用範圍，豐富了液壓變壓器的 種類。 本實用新型解決其技術問題所採取的技術方案 —種機械控制的葉片式液壓變壓器主要由殼體、旋轉軸、左端蓋、配流盤、定子、轉 子、右端蓋、葉片、下端蓋、變量柱塞、變量杆、螺杆、套筒、上端蓋、手輪、楔形板等組成；一組 轉子和定子的中心都是固定且重合的，轉子的寬度比定子的寬度稍小，轉子安裝在定子內， 葉片的一端放入轉子的葉片槽內，另一端與定子的內表面接觸，葉片沿轉子徑向安置，轉子 通過花鍵與旋轉軸的左半軸配合聯接，變量機構主要由下端蓋、變量柱塞、變量杆、螺杆、導 向塊、套筒、上端蓋、螺母、手輪等構成，變量柱塞安裝在變壓器殼體內，變量柱塞的一個側 面加工成圓弧形狀或漸開線形狀的凹型槽，與變量杆的球形頭端聯接，變量杆的另一端固 定在定子的長半徑圓弧中心線處的外表面上，變量柱塞的另一個側面也加工有凹槽，其上 裝有導向塊，變量柱塞的上端部加工有內螺紋，螺杆的下端加工為外螺紋，與變量柱塞構成 傳動副，螺杆上裝有套筒，套筒裝在變壓器殼體內，套筒的上端面與螺杆凸肩的下表面配合 接觸，螺杆凸肩的上表面與安裝在其上的上端蓋配合接觸，螺杆上端固定有手輪，螺杆可通 過螺母鎖緊在上端蓋上，下端蓋、上端蓋通過螺栓固定在殼體上；另一組轉子與定子的中心 都是固定的，轉子的中心與定子的中心不重合，有一定的偏心距，楔形板左側面與殼體內表 面配合接觸，楔形板右側面與定子外表面配合接觸，轉子的寬度比定子的寬度稍小，轉子安 裝在定子內，葉片的一端放入轉子的葉片槽內，另一端與定子的內表面接觸，葉片沿轉子徑向安置，轉子通過平鍵與旋轉軸的右半軸配合聯接；配流盤安裝在旋轉軸上，並緊壓在定子 的左右兩個側面上，旋轉軸的左端安裝在左側配流盤上，旋轉軸的右端安裝在右端蓋上，左 端蓋、右端蓋通過螺栓固定在殼體上。 本實用新型的機械控制的葉片式液壓變壓器與現有技術相比，所產生的有益效果 是 (1)本實用新型能以無節流損失的方式將恆壓網絡系統壓力調整為負載壓力變化 範圍內的任一值。
(2)本實用新型一端可用於中高壓、中壓、中低壓液壓系統，另一端可用於低壓液 壓系統的葉片式液壓變壓器，解決了負載端壓力比供油恆壓網絡系統壓力小得多的問題， 提高了液壓系統的工作效率，擴大了液壓變壓器的應用範圍，豐富了液壓變壓器的品種。
(3)本實用新型體積小、重量輕、轉動慣量小，動態響應快，控制性能好。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的結構簡圖 圖2是本實用新型的的A-A視圖 圖3是本實用新型的的B-B視圖 圖4是本實用新型的油口連接形式示意圖 圖5是本實用新型的變壓原理示意圖 圖中1.殼體，2.旋轉軸，3.左端蓋，4、7、8、11.配流盤，5、9.定子，6、10.轉子， 12.右端蓋，13、24.葉片，14.手輪，15.螺母，16.上端蓋，17.套筒，18.導向塊，19.螺杆， 20.變量杆，21.變量柱塞，22.下端蓋，23.楔形板
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作以下詳細地說明。 如
圖1、2、3所示，本實用新型所述的機械控制的葉片式液壓變壓器主要由殼體1、 旋轉軸2、左端蓋3、配流盤4、7、8、11與定子5、9和轉子6、 10及右端蓋12、楔形板23、下端 蓋22、變量柱塞21、變量杆20、螺杆19、導向塊18、套筒17、上端蓋16、螺母15、手輪14、葉 片13、24等組成；轉子6和定子5的中心是固定且重合的，轉子6的寬度比定子5的寬度稍 小，轉子6安裝在定子5內，葉片13的一端放入轉子6的葉片槽內，另一端與定子5的內表 面接觸，葉片13沿轉子6徑向安置(即安放角為零)，轉子6通過花鍵與旋轉軸2的左半軸 配合聯接，在恆壓網絡系統中高壓油的作用下，轉子6可帶動旋轉軸2旋轉；由下端蓋22、 變量柱塞21、變量杆20、螺杆19、導向塊18、套筒17、上端蓋16、螺母15、手輪14等構成變 量機構，變量柱塞21安裝在變壓器殼體1內，變量柱塞21的一個側面加工成圓弧形狀或漸 開線形狀的凹型槽，與變量杆20的球形頭端聯接，變量杆20的另一端固定在定子5的長半 徑圓弧中心線處的外表面上，變量柱塞21的另一個側面加工有凹槽，其上裝有導向塊18， 導向塊18可在變壓器殼體1加工的導向槽中滑動，起導向和防止變量柱塞21轉動的作用， 變量柱塞21的上端部加工有內螺紋，螺杆19的下端加工為外螺紋，與變量柱塞21構成傳 動副，螺杆19上裝有套筒17，套筒17裝在變壓器殼體1內，套筒17的上端面與螺杆19凸肩的下表面配合接觸，螺杆19凸肩的上表面與安裝在其上的上端蓋16配合接觸，螺杆19 只能轉動而不上下移動，螺杆19上端固定有手輪14，順時針、逆時針旋轉手輪14可通過螺 杆19帶動變量柱塞21上、下移動，在變量柱塞21的作用下，定子5可繞中心旋轉實現變量， 不變量時，由螺母15將螺杆19鎖緊在上端蓋16上，下端蓋22、上端蓋16通過螺栓固定在 殼體1上，配流盤4、7安裝在旋轉軸2上，並緊壓在定子5的左右兩個側面上；轉子10的中 心與定子9的中心是固定的，轉子10的中心與定子9的中心不重合，有一定的偏心距，楔形 板23左側面與殼體1內表面配合接觸，楔形板23右側面與定子9外表面配合接觸，轉子10 的寬度比定子9的寬度稍小，轉子10安裝在定子9內，葉片24的一端放入轉子10的葉片 槽內，另一端與定子9的內表面接觸，葉片24沿轉子10徑向安置，配流盤8、 11安裝在旋轉 軸2上，並緊壓在定子9的左右兩個側面上，由旋轉軸2帶動轉子10旋轉，輸出壓力油；旋 轉軸2的左端安裝在左側配流盤4上，旋轉軸的右端安裝在右端蓋12上，左端蓋3、右端蓋 12通過螺栓固定在殼體1上。 由旋轉軸2 、轉子6 、定子5 、下端蓋22 、變量柱塞21 、變量杆20 、螺杆19 、導向塊18 、 套筒17、上端蓋16、螺母15、手輪14、葉片13、配流盤4、7等可組成變量部件25，由旋轉軸 2、轉子10、定子9、葉片24、楔形板23、配流盤8、 11等可組成定量部件26。所述的機械控制 的葉片式液壓變壓器的變量部件25與雙作用葉片式二次元件的結構、功能相似，變量部件 25可以看作雙作用葉片式二次元件；所述的機械控制的葉片式液壓變壓器的定量部件26 與單作用定量葉片馬達的結構、功能相似，定量部件26可以看作為一個單作用定量葉片馬 達；於是，所述的機械控制的葉片式液壓變壓器可以看作是由二次元件與定量馬達同軸剛 性聯接而成的，如圖4所示，變量部件25的左上油口 M為機械控制的葉片式液壓變壓器的 進油口，進油口 M與恆壓網絡系統的高壓油路連接，定量部件26的右上油口 N為機械控制 的葉片式液壓變壓器的出油口 ，出油口 N與負載端連接，進油口M與出油口N大小相同，變 量部件25的下油口與定量部件26的下油口連接在一起，成為機械控制的葉片式液壓變壓 器一個油口 0，油口 0與油箱連接，油口 O—方面向液壓變壓器補充油液，另一方面將多餘的 油液和液壓變壓器內洩漏產生的油液流回油箱，油口 0大於進油口 M與出油口 N。 如圖5所示，在恆壓網絡壓力p工的作用下，變量部件25產生的主動轉矩為 K 4(;7'i。) 定量部件26產生的阻力轉矩為 r2=—/7。) 式中Vp、是變量部件25、定量部件26的排量，Pl、p2是液壓變壓器進、出油口處 的壓力，P。是油箱處的壓力，通常P。 = 0。 忽略變量部件25與定量部件26之間的摩擦阻力矩，當1\+T2 = 0時，液壓變壓器
處於平衡狀態，此時液壓變壓器進、出油口之間的壓力比為 式中A為變壓比。
由以上推導可以看出，變壓比是液壓變壓器進、出口壓力的比值，它也等於相應排量的反比。這裡壓力Pi是恆壓網絡的壓力，它為定值，而壓力P2取決定於負載，因此所述的
機械控制的葉片式液壓變壓器的變壓實質上是調節排量V乂、的值，由於定量部件26的排 量^是一個固定值，所以工作中是通過調節變量部件25的排量^來滿足負載變化的需要。 所述的機械控制的葉片式液壓變壓器不工作時，變量部件25與定量部件26的轉 子均靜止不動，變量部件25的定子處在初始旋轉位置(零點)，變量部件25的排量V工為零， 由公式(1)可知，變壓比A等於零。 所述的機械控制的葉片式液壓變壓器工作時，為適應負載的變化，旋轉手輪14，變 量部件25的定子順時針或逆時針旋轉，隨著定子旋轉角度的變化，變量部件25的排量^不 斷變化，由公式(1)可知，變壓比A就隨之改變，實現變壓，滿足負載變化的需要。 所述的機械控制的葉片式液壓變壓器的變量部件25的定子5旋轉角度的大小和 方向由變量柱塞21的位移決定，變量柱塞21的位移由手輪14的轉角控制，通過旋轉手輪 14可調節變量柱塞21的位移(大小和方向)。
權利要求一種機械控制的葉片式液壓變壓器包括殼體(1)、旋轉軸(2)、左端蓋(3)、配流盤(4、7、8、11)、定子(5、9)、轉子(6、10)、右端蓋(12)、葉片(13、24)、手輪(14)、螺母(15)、上端蓋(16)、套筒(17)、導向塊(18)、螺杆(19)、變量杆(20)、變量柱塞(21)、下端蓋(22)、楔形板(23)；其特徵在於，轉子(6)和定子(5)的中心是固定且重合的，轉子(6)的寬度比定子(5)的寬度稍小，轉子(6)安裝在定子(5)內，葉片(13)的一端放入轉子(6)的葉片槽內，葉片(13)的另一端與定子(5)的內表面接觸，葉片(13)沿轉子(6)徑向安置，轉子(6)通過花鍵與旋轉軸(2)的左半軸配合聯接，變量柱塞(21)安裝在變壓器殼體(1)內，變量柱塞(21)的一個側面加工成圓弧形狀或漸開線形狀的凹型槽，變量柱塞(21)的凹型槽與變量杆(20)的球形頭端聯接，變量杆(20)的另一端固定在定子(5)的長半徑圓弧中心線處的外表面上，變量柱塞(21)的另一個側面加工有凹槽，變量柱塞(21)的凹槽上裝有導向塊(18)，變量柱塞(21)的上端部加工為內螺紋，螺杆(19)的下端加工為外螺紋，螺杆(19)與變量柱塞(21)構成傳動副，螺杆(19)上裝有套筒(17)，套筒(17)安裝在變壓器殼體(1)內，套筒(17)的上端面與螺杆(19)凸肩的下表面配合接觸，螺杆(19)凸肩的上表面與安裝在螺杆(19)上的上端蓋(16)配合接觸，螺杆(19)上端固定有手輪(14)，螺杆(19)可通過螺母(15)鎖緊在上端蓋(16)上，下端蓋(22)、上端蓋(16)通過螺栓固定在殼體(1)上，配流盤(4、7)安裝在旋轉軸(2)上，並緊壓在定子(5)的左右兩個側面上；轉子(10)和定子(9)的中心是固定的，轉子(10)的中心與定子(9)的中心不重合，有一定的偏心距，轉子(10)的寬度比定子(9)的寬度稍小，轉子(10)安裝在定子(9)內，葉片(24)的一端放入轉子(10)的葉片槽內，葉片(24)的另一端與定子(9)的內表面接觸，葉片(24)沿轉子(10)徑向安置，轉子(10)通過花鍵與旋轉軸(2)的右半軸配合聯接，楔形板(23)左側面與殼體(1)內表面配合接觸，楔形板(23)右側面與定子(9)外表面配合接觸，配流盤(8、11)安裝在旋轉軸(2)上，並緊壓在定子(9)的左右兩個側面上，旋轉軸(2)的左端安裝在左側配流盤(4)上，旋轉軸(2)的右端安裝在右端蓋(12)上，左端蓋(3)、右端蓋(12)通過螺栓固定在殼體(1)上。
2. 根據權利要求l所述的機械控制的葉片式液壓變壓器，其特徵在於，左上油口 (M) 為機械控制的葉片式液壓變壓器的進油口，進油口 (M)與恆壓網絡系統的高壓油路連接， 右上油口 (N)為機械控制的葉片式液壓變壓器的出油口，出油口 (N)與負載端連接，進油口 (M)與出油口 (N)大小相同，下油口為機械控制的葉片式液壓變壓器一個油口 (O)，油口 (0) 與油箱連接，油口 (0)大於進油口 (M)與出油口 (N)。
專利摘要一種機械控制的葉片式液壓變壓器包括殼體、旋轉軸、左端蓋、配流盤、定子、轉子、右端蓋、葉片、變量柱塞、變量杆、螺杆、手輪、楔形板等；其特徵在於，一組轉子和定子的中心是固定且重合的，另一組轉子與定子的中心是固定的但不重合；一個轉子通過花鍵與旋轉軸的左半軸配合聯接，另一個轉子通過平鍵與旋轉軸的右半軸配合聯接；一個定子的長半徑圓弧中心線處的外表面上與變量杆聯接，另一個定子的外表面與楔形板右側面配合接觸；變量柱塞的一個側面加工成凹型槽，與變量杆的球形頭端聯接；配流盤安裝在旋轉軸上，緊壓在定子的左右兩個側面上，旋轉軸的左端安裝在左側配流盤上，旋轉軸的右端安裝在右端蓋上，左端蓋、右端蓋通過螺栓固定在殼體上。
文檔編號F15B3/00GK201531474SQ200920239469
公開日2010年7月21日 申請日期2009年10月14日 優先權日2009年10月14日
發明者張玉波, 戴汝泉, 臧發業 申請人:山東交通學院