液壓葉片泵轉子的製作方法
2023-05-22 16:37:01
專利名稱：液壓葉片泵轉子的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液壓泵，尤其涉及一種液壓葉片泵轉子，該轉子上沿其徑向設有若干葉片，葉片可伸出到轉子外側或縮進到轉子內。。
背景技術：
用於對流體進行泵壓的泵主要有三種結構形式，即柱塞泵、齒輪泵和葉片泵，葉片泵因其具有優良的工作性能而在許多機械領域得到廣泛的應用。現有的葉片泵的結構主要包括定子和轉子，轉子可轉動地設於定子內，定子與轉子之間形成有空腔。定子的內壁面呈近似橢圓形，從而在空腔內形成有流體吸入區、流體壓縮區和葉片回縮區。在轉子內沿其徑向設有若干葉片槽，在每個葉片槽內可滑動地設有一片葉片。轉子轉動後，在離心力的作用下，葉片的外側部分可伸入到了該空腔內。 中國實用新型專利申請(申請號201110059277. 8)中就公開了一種液體定容式機械的一種高壓液壓葉片泵轉子，是針對解決現有同類VQ葉片泵中由於在過渡區的壓力突然變化引起母葉片與定子內表面產生衝擊而噪音較大的技術問題而設計。該葉片泵包括後蓋、後支撐板、雙金屬側板、子葉片、母葉片、定子、轉子、前支撐板、前蓋、傳動軸，其中轉子設有葉片槽，以及與該葉片槽相通的斜孔，雙金屬側板設有圓弧形長槽、圓形油槽，其中相鄰的兩個圓形油槽聯接弧形潤滑槽；其設計要點在於所述圓弧形長槽兩端設有逐漸變小的過渡槽，所述相鄰的兩個圓形油槽各自聯接弧形潤滑槽，且該兩個弧形潤滑槽相互分隔。本實用新型結構設計合理，工作時壓力穩定，壓力脈動減小，泵的噪音明顯降低，提高了泵的工作壓力和使用壽命。這種液壓葉片泵中的轉子只要在轉動過程中，在離心力的作用下，位於空腔內流體吸入區和流體壓縮區位置處的葉片均可伸入到空腔內，從而對位於空腔內的流體進行推動。但在實際的應用中，如液壓頂舉機構把重物頂舉到位後，因液壓頂舉機構內本身設置有限定液壓油反向流動的結構，有時並不需要液壓葉片泵轉子繼續推動流體流向頂舉重物的方向上。在車輛的液壓系統中，有時也會出現這樣的問題。在上述的這些情況中，如果葉片泵仍在繼續有效地工作，一方面會增加能量消耗，另一方面也由於整個液壓管路中的液壓油停止流動，葉片會對葉片泵空腔內滯留的一小部分的液壓油持續進行攪動，這會對該部分液壓油的物理特性帶來變化，如粘度降低、溫度升高，進而會使葉片泵的溫度升高。整個液壓油體系內的物理參數差別較大，長此以往，會影響到液壓油的整體使用壽命。如果通過設置離合器的方式使轉子在上述這些情況下停止轉動，則一方面會使葉片泵的結構變得複雜，另一方面也會影響到葉片泵中轉子的傳動，轉子轉動時的穩定性也不能保證。
發明內容為克服上述缺陷，本實用新型需要解決的技術問題是提供一種液壓葉片泵轉子，該轉子能夠有效減少葉片泵在工作過程中的能耗。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案一種液壓葉片泵轉子，轉子內沿徑向設有若干葉片槽，葉片槽內可滑動地設有葉片，葉片可部分伸出到轉子徑向外側或縮進到轉子內，其特徵在於，在轉子上設有用於限定葉片在轉子徑向上滑動的限位裝置，限位裝置是通過對葉片有選擇性地施加作用力的方式，以增加葉片與葉片槽側面之間的摩擦力來實現所有葉片穩定地縮進在轉子內，所述限位裝置包括設於轉子內的通道，通道與葉片槽相通。本文中所提到的流體一般是指液體，特別是指油。本轉子為圓形，液壓葉片泵中的定子的內壁面呈近似的橢圓形，在定子與轉子之間形成有空腔，空腔內的流體吸入區和流體壓縮區形成在空腔的兩端部，轉子在正常工作時，葉片在流體吸入區和壓縮區可以伸入到空腔內，在轉速較高的情況下，葉片的外端部可牴觸到空腔的內壁。在伸出到轉子外側葉片的作用下，流體吸入區會形成一個負壓，流體被吸入到流體吸入區內。在葉片的進一步推動作用下，流體會被壓入到流體壓縮區，流體的壓 力得到增加。空腔內的葉片回縮區形成在空腔的中部位置處，在此處，轉子與定子之間的間隙很小，在曲狀的定子內壁作用下，葉片可完全縮進到轉子內。限位裝置有選擇性地對葉片施加作用力，該選擇的依據是帶有這種液壓葉片泵的液壓系統的工作狀態，即液壓系統中的工作介質不需要被葉片泵加壓了，則該限位裝置啟動，對葉片施加作用力，葉片穩定地完全縮進到轉子內。若所述的工作介質需要被加壓時，限位裝置解除工作，在離心力的作用下，葉片可在所述流體吸入區和流體壓縮區位置處伸入到空腔內。限位裝置啟動後，由於葉片上受到限位裝置所施加的力，葉片與葉片槽的側面之間的摩擦力變大，離心力不足以克服該摩擦力而使縮進到轉子內的葉片被甩出到轉子的外偵牝轉子處於空轉狀態下，此時的轉子轉動過程中所消耗的能量低。限位裝置可以是如下述的利用高壓流體作為工作介質來達到工作目的，也可以是通過機械式的結構來實現，如利用彈簧、頂杆和凸塊相互配合來實現，彈簧和頂杆可間隙地設置在轉子內的通道中，凸體活動地設置在轉子端部所設的端蓋上，凸塊具有與空腔內流體壓縮區和流體吸入區相對應的周向尺寸，或者凸塊為環形。在凸塊為條形時，凸塊的設置位置與流體壓縮區和流體吸入區的位置相對應。在不需要葉片推動流體壓縮時，凸塊向著頂杆方向凸出，由於凸塊的凸出阻擋，使得頂杆受到反作用力，彈簧得到壓縮，彈簧上的壓縮彈力作用在葉片上。這樣，在葉片轉動到流體吸入區和流體壓縮區時，葉片與葉片槽之間的摩擦力得到增加，葉片能夠被穩定地保持在轉子內，只不過這種機械式的限位裝置的結構較為複雜。作為優選，在轉子內於葉片槽的位置處設有油腔，油腔與葉片槽相通。該油腔是由葉片槽側面和葉片側面圍在一起而構成的，一般要求葉片槽側面與葉片側面之間液密封，這可根據油的粘度、油的壓力、葉片與葉片槽之間的摩擦係數、葉片的厚度，葉片槽的開口尺寸等參數來達到所述的液密封要求。作為優選，所述油腔沿轉子軸向貫穿葉片槽，油腔位於葉片槽的一側。這使得葉片能夠穩定地與葉片槽側面貼合。作為優選，在轉子的兩端分別設有端蓋，所述油腔位於葉片槽的兩端，一個葉片槽位置處的兩個油腔分別與兩隻端蓋中的流道相通，從而構成了兩個油道。形成兩個油道來對葉片施加作用力，可以為葉片提供較為穩定的作用力，便於葉片穩定地保持在轉子內。[0016]作為優選，所述兩個油道之間相互獨立。這提高了限位裝置的工作可靠性，便於對葉片施加穩定的作用力。作為優選，所述兩個油腔分別位於葉片的相對兩側。在兩個油腔內高壓油的作用下，葉片可相對於轉子的軸向發生一定角度的偏轉，便於葉片穩定地保持在轉子內。作為優選，所述油腔位於葉片槽的一端部，油腔沿轉子軸向的尺寸大於葉片槽沿轉子軸向尺寸的一半。這可有效簡化限位裝置內油道的結構，一方面可以為葉片施加穩定的作用力，另一方面葉片也可以在葉片槽內發生一定的扭轉，保證了葉片在轉子內的穩定性。作為優選，所述油腔位於葉片槽沿轉子軸向尺寸的中部位置處。這可有效簡化限位裝置內油道的結構，限位裝置可以為葉片施加穩定的作用力。作為優選，所述轉子為分體式結構，它是由兩個單體同軸地疊置在一起而形成的。 兩個單體之間可以通過焊接的方式軸向牢固地連接在一起，也可以是在葉片泵內液壓油的壓緊作用下而軸向貼緊。轉子為分體式結構，便於在轉子內加工形成供流體流動的通道。與現有技術相比，本實用新型的有益效果體現在本液壓葉片泵轉子是與定子配合在一起的，帶有這種轉子的液壓葉片泵在工作過程中，轉子上的葉片可以有選擇性地伸出到轉子外側或完全縮進到轉子內，液壓系統中的工作介質在不需要被加壓時，葉片可以完全縮進到轉子內，轉子可以是在空轉的狀態下持續轉動，空轉狀態下的轉子所消耗的能量少，有利於節省本液壓葉片泵轉子的工作能耗。葉片泵可以與設備上的動力機構直接相連接，而不需要通過中間過渡結構實現聯接，有利於減化葉片泵與動力機構之間的連接結構。在設備上的液壓系統完成作業時，葉片不會對液壓油產生持續急烈的攪動，這有利於液壓油物理特性的保持，從而可有效保證液壓油的使用壽命。液壓葉片泵轉子在轉動過程中，發熱小，這一方面提高了葉片泵的使用壽命，另一方面對葉片泵中的液密封結構密封要求小。
圖I是帶有本實用新型液壓葉片泵轉子的葉片泵在工作狀下的內部結構示意圖。圖2是帶有本實用新型液壓葉片泵轉子的葉片泵中轉子上的葉片回縮到轉子內的結構示意圖。圖3是本實用新型轉子一種實施方式的縱向剖視圖。圖4是沿圖3中A-A方向的斷面圖，即轉子一個單體的內端面圖。圖5是圖4中的M部放大結構示意圖。圖6是圖3中的P向結構示意圖，即轉子另一個單體的外端面圖。圖7是轉子與端蓋配合在一起時的一種實施方式的縱向剖視圖。圖8是一種葉片與油腔相對設置位置的結構示意圖。圖9是另一種葉片與油腔相對設置位置的結構示意圖。圖10是再一種葉片與油腔相對設置位置的結構示意圖。圖11是又一種葉片與油腔相對設置位置的結構示意圖。圖12是優選的葉片與油腔相對設置位置的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型液壓葉片泵轉子是與定子I配合在一起而構成葉片泵，該葉片泵的結構包括定子I和轉子5，轉子5同軸間隙地設置在定子I內，轉子5可在定子I內轉動。在轉子5上沿其徑向設有若干葉片槽3，葉片槽3的開口位於轉子5的外周面上。每個葉片槽3內均設置有一片葉片2，葉片2沿轉子5軸向的尺寸等於或略小於葉片槽3沿轉子5軸向的尺寸。轉子5轉動時，在離心力 的作用下，葉片2的外端部分可伸出到轉子5的外側。轉子5與定子I之間形成有空腔4，定子I的內壁類似橢圓形。在空腔4內具有流體吸入區、流體壓縮區和葉片回縮區，流體吸入區和流體壓縮區形成在空腔4的上、下兩端部，葉片回縮區形成在空腔4中部位置處的左、右兩側。在流體吸入區和流體壓縮區處，轉子5的外周面與定子I內壁面之間的間隔相對較大，在葉片回縮區，轉子5外周面與定子I內壁面之間的間隔相對較小。葉片2運動至葉片回縮區時，在定子I內壁面的作用下，葉片2回縮到轉子5內。在轉子5上設有限位裝置，該限位裝置可有選擇性地對所有葉片2施加作用力，以增大葉片2與葉片槽3側面之間的摩擦力，使得跟隨轉子5 —起運動的葉片2所受到離心力不足以克服該增大後的摩擦力，葉片2能夠穩定地保持在轉子5內。在轉子5上於每個葉片槽3的位置處均設置有油腔6，油腔6是由葉片2的側面和葉片槽3的側面圍在一起而形成的，油腔6直接通向葉片2。葉片槽3的側面於油腔6的位置處內凹，從而可在葉片槽3的位置處形成有凹腔9。在轉子5內設有通道7，通道7與油腔6相通，往通道7內通入高壓油後，高壓油進入到油腔6內，高壓油推動葉片2與葉片槽3的側面緊貼，最終達到增加葉片2與葉片槽3側面之間摩擦力的目的。轉子5為分體式結構，轉子5是由兩單體81、82同軸地疊置在一起而構成的。在一個單體81上於每個葉片槽3的位置處設置有凹腔9，另一個單體82上沿其軸向設有與葉片槽3數目一致的通道7，通道7貫穿該單體82。這些通道7在該單體82上的徑向位置相同，在端蓋10上設有環形的流道11，流道11與通道7的位置重合，從而構成了可通高壓油的油道。流道11通過管路與外接供液系統相通，供液系統通過管路、油道向葉片2供給高壓油，以增加葉片2與葉片槽3側面之間的摩擦力。圖8 —10中顯示了葉片2與葉片槽3各種不同相對設置位置的結構示意圖，這些圖中示出它們兩者之間的相對設置位置有油腔6沿轉子5的軸向貫穿葉片槽3，油腔6位於葉片槽3的任意一側；油腔6位於葉片槽3沿轉子5軸向尺寸的中部位置處；油腔6位於葉片槽3的一端部，但油腔6沿轉子5軸向的尺寸要大於葉片槽3沿轉子5軸向尺寸的一半。在這些圖中，一個葉片槽3對應於一個油腔6。圖11、12中，一個葉片槽3對應於兩個油腔6，這兩個油腔6分別位於葉片槽3沿轉子5軸向方向的兩端部，最優選的是，這兩油腔6分列在葉片2的相對兩側，該兩油腔6從葉片2的相對兩個方向為葉片2提供高壓油。與一個葉片槽3位置處的兩個油腔6相對應，在轉子5內分別設有與這些油腔6相對應的通道7。轉子5兩側的油腔6、通道7可分別與兩個端蓋10內所設的環形流道11相通，也可以是與一個端蓋10內所的兩個環形流道11相通，從而形成兩個油道。這兩個油道可以是相互獨立的，從而可以形成兩套向葉片2提供高壓油的供液裝置；這兩個油道也可以是相通的，兩個油道的相通是通過外接的供液系統來實現的，供液系統通過兩個油道同時向葉片2提供高壓油。因此，所述的限位裝置是由油腔6、通道7、流道11、管路和外接供液系統構成的，供液系統可根據液壓葉片泵轉子的實際工作要求而有選擇性地啟動。液壓葉片泵工作時，所述的限位裝置不啟動，轉子5上的葉片2在離心力的作用下可伸入到空腔4內，葉片2可以對 流體進行增壓。在不需要對流體進行增壓時，限位裝置啟動，葉片2受力壓向葉片槽3的側面，葉片2與葉片槽3側面之間的摩擦力變大。轉子5在轉動時，葉片2所受到的離心力不足以克服摩擦力，葉片2得以穩定地保持在轉子5內，轉子5相對於定子I發生空轉，葉片2對空腔4內所滯留的液壓油攪動小。
權利要求1.一種液壓葉片泵轉子，轉子內沿徑向設有若干葉片槽，葉片槽內可滑動地設有葉片，葉片可部分伸出到轉子徑向外側或縮進到轉子內，其特徵在於，在轉子上設有用於限定葉片在轉子徑向上滑動的限位裝置，限位裝置是通過對葉片有選擇性地施加作用力的方式，以增加葉片與葉片槽側面之間的摩擦力來實現所有葉片穩定地縮進在轉子內，所述限位裝置包括設於轉子內的通道，通道與葉片槽相通。
2.根據權利要求I所述的液壓葉片泵轉子，其特徵在於，在轉子內於葉片槽的位置處設有油腔，油腔分別與葉片槽和通道相通。
3.根據權利要求2所述的液壓葉片泵轉子，其特徵在於，所述油腔沿轉子軸向貫穿葉片槽，油腔位於葉片槽的一側。
4.根據權利要求2所述的液壓葉片泵轉子，其特徵在於，在轉子的兩端分別設有端蓋，所述油腔位於葉片槽的兩端，一個葉片槽位置處的兩個油腔分別與兩隻端蓋中的流道相通，從而構成了兩個油道。
5.根據權利要求4所述的液壓葉片泵轉子，其特徵在於，所述兩個油道之間相互獨立。
6.根據權利要求5所述的液壓葉片泵轉子，其特徵在於，所述兩個油腔分別位於葉片的相對兩側。
7.根據權利要求2所述的液壓葉片泵轉子，其特徵在於，所述油腔位於葉片槽的一端部，油腔沿轉子軸向的尺寸大於葉片槽沿轉子軸向尺寸的一半。
8.根據權利要求2所述的液壓葉片泵轉子，其特徵在於，所述油腔位於葉片槽沿轉子軸向尺寸的中部位置處。
9.根據權利要求1、2、3、4、5或6所述的液壓葉片泵轉子，其特徵在於，所述轉子為分體式結構，它是由兩個單體同軸地疊置在一起而形成的。
專利摘要本實用新型公開了一種液壓葉片泵轉子。其解決了現有液壓葉片泵所消耗的能量高、易對工作介質產生較大的影響、工作介質的使用壽命不能保證的問題。結構為一種液壓葉片泵轉子，轉子內沿徑向設有若干葉片槽，葉片槽內可滑動地設有葉片，葉片可部分伸出到轉子徑向外側或縮進到轉子內，其特徵在於，在轉子上設有用於限定葉片在轉子徑向上滑動的限位裝置，限位裝置是通過對葉片有選擇性地施加作用力的方式，以增加葉片與葉片槽側面之間的摩擦力來實現所有葉片穩定地縮進在轉子內，所述限位裝置包括設於轉子內的通道，通道與葉片槽相通。
文檔編號F04C2/344GK202789515SQ201220418048
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月22日 優先權日2012年8月22日
發明者王新彪, 胡陽 申請人:浙江台州先頂液壓有限公司