手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器的製作方法

2023-05-25 02:08:26

專利名稱：手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液壓變壓器，具體地說是一種手動控制的雙變量葉片式液壓變壓
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。
(三)

發明內容
本發明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手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器，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。 本發明解決其技術問題所採取的技術方案 —種手動控制的雙變量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、螺杆、螺母、套筒、導向塊、上端蓋、手輪、上壓板、滾柱、下壓板、左蓋板、偏心調整螺釘、滑座、預緊彈簧、彈簧座、預緊力調整螺釘、右蓋板等組成；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，定子的外圈以長半徑圓弧中心為中心150°範圍內作成齒輪型式，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齒條型式，另一個側面加工有凹槽，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幅，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，齒條式變量柱塞與齒輪式定子構成齒輪傳動幅，下端蓋、上端蓋通過螺栓固定在殼體上，配流盤安裝在旋轉軸上，並緊壓在定子的左右兩個側面上；另一組轉子的中心是固定的，定子的中心可處在轉子中心的左側或右側，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，變量柱塞的右端與定子的左表面接觸，變量柱塞的左端與偏心調整螺釘的
右端頭接觸，變量柱塞安裝在殼體中，偏心調整螺釘安裝在左蓋板中，並通過一個螺母緊固
在左蓋板上，左蓋板通過螺栓安裝在殼體上，滑座的左端與定子的右表面接觸，滑座安裝在
殼體中，預緊彈簧的一端放入滑座中，預緊彈簧的另一端安置在彈簧座上，彈簧座與預緊力
調整螺釘的左端頭接觸，預緊力調整螺釘安裝在右蓋板中，並通過另一個螺母緊固在右蓋
板上，右蓋板通過螺栓安裝在殼體上，轉子的中心與定子的中心重合時預緊彈簧有一定大
小的預緊力，上壓板通過螺栓聯接在上端蓋上，下壓板與定子的外表面配合接觸，滾柱安裝
在上壓板和下壓板之間，滾柱與上壓板的下表面和下壓板的上表面配合接觸，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，上端蓋、右端蓋、左端蓋通過螺栓固定在殼體上。 本發明的手動控制的雙變量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)本發明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)本發明一端可用於中高壓、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)本發明體積小、重量輕、轉動慣量小，動態響應快，控制性能好。
(四)


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。 圖l是本發明的結構簡圖 圖2是本發明的的A-A視圖 圖3是本發明的的B-B視圖 圖4是本發明的油口連接形式示意圖 圖5是本發明的變壓原理示意圖 圖中1.殼體，2.旋轉軸，3.左端蓋，4、7、8、15.配流盤，5、13.定子，6、14.轉子， 9、20.上端蓋，IO.上壓板，ll.滾柱，12.下壓板，16.右端蓋，17、30.葉片，18.手輪，19、28、 34.螺母，21.套筒，22.導向塊，23.螺杆，24、29.變量柱塞，25.下端蓋，26.左蓋板，27.偏 心調整螺釘，31.滑座，32.預緊彈簧，33.彈簧座，35.預緊力調整螺釘，36.右蓋板
(五)
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作以下詳細地說明。 如圖1、2、3所示，本發明所述的手動控制的雙變量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、15與定子5、 13和轉子6、 14及上壓板10、上端蓋9、20 和滾柱11、下壓板12、右端蓋16、葉片17、30與手輪18、螺母19、28、34和套筒21、導向塊 22、螺杆23、變量柱塞24、29與下端蓋25、左蓋板26、偏心調整螺釘27、滑座31、預緊彈簧 32、彈簧座33、預緊力調整螺釘35、右蓋板36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17的一端放入轉子6
5的葉片槽內，另一端與定子5的內表面接觸，葉片17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；定子5外圈以長半徑圓弧中心為中心150。範圍內作成齒輪型式；變 量柱塞24安裝在變壓器殼體1內，變量柱塞24的一個側面加工成齒條型式，另一個側面加 工有凹槽，其上裝有導向塊22，導向塊22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24轉動的作用，變量柱塞24的上端部加工有內螺紋，螺杆23的下端加工為 外螺紋，與變量柱塞24構成傳動幅，螺杆23上裝有套筒21，套筒21裝在變壓器殼體1內， 套筒21的上端面與螺杆23凸肩的下表面配合接觸，螺杆23凸肩的上表面與安裝在其上的 上端蓋20配合接觸，螺杆23隻能轉動而不上下移動，螺杆23上端固定有手輪18，順時針、 逆時針旋轉手輪18可通過螺杆23帶動變量柱塞24上、下移動，齒條式變量柱塞24與齒輪 式定子5構成齒輪傳動幅，定子5在變量柱塞24的作用下可繞中心旋轉實現變量，不變量 時，由螺母19將螺杆23鎖緊在上端蓋20上，下端蓋25、上端蓋20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14的中心也是 固定的，定子13的中心可向左或向右移動，定子13的中心可處在轉子14中心的左側或右 側，轉子14的寬度比定子13的寬度稍小，轉子14安裝在定子13內，葉片30的一端放入轉 子14的葉片槽內，另一端與定子13的內表面接觸，葉片30沿轉子14徑向安置，轉子14與 旋轉軸2的右半軸通過平鍵配合聯接，由旋轉軸2帶動轉子14旋轉，輸出壓力油；變量柱塞 29的右端與定子13的左表面接觸，變量柱塞29的左端與偏心調整螺釘27的右端頭接觸， 變量柱塞29安裝在殼體1中，偏心調整螺釘27安裝在左蓋板26中，並通過螺母28緊固在 左蓋板26上，左蓋板26通過螺栓安裝在殼體1上，通過旋轉偏心調整螺釘27可帶動變量 柱塞29左右移動，滑座31的左端與定子13的右表面接觸，滑座31安裝在殼體1中，預緊 彈簧32的一端放入滑座31中，預緊彈簧32的另一端安置在彈簧座33上，彈簧座33與預 緊力調整螺釘35的左端頭接觸，預緊力調整螺釘35安裝在右蓋板36中，並通過螺母34緊 固在右蓋板36上，右蓋板36通過螺栓安裝在殼體1上，通過旋轉預緊力調整螺釘35可調 整預緊彈簧32的預緊力，不工作時，轉子14的中心與定子13的中心重合(此位置稱為初 始位置)，此時預緊彈簧32有一定大小的預緊力，工作時，順時針或逆時針旋轉偏心調整螺 釘27可帶動變量柱塞29向左或向右移動，從而帶動定子13向左或向右移動，改變轉子14 與定子13偏心距的大小和方向實現變量；上壓板10通過螺栓聯接在上端蓋9上，下壓板 12與定子13的外表面配合接觸，滾柱11安裝在上壓板10和下壓板12之間，滾柱11與上 壓板10的下表面和下壓板12的上表面配合接觸，下壓板12可隨定子13左右移動，配流盤 8、 15安裝在旋轉軸2上，並緊壓在定子13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，旋轉軸的右端安裝在右端蓋16上，上端蓋9、右端蓋16、左端蓋3通過螺栓固 定在殼體1上。 由旋轉軸2 、轉子6 、定子5 、葉片17 、下端蓋25 、變量柱塞24、螺杆23 、導向塊22 、套 筒21、上端蓋20、螺母19、手輪18、配流盤4、7等可組成變量部件37 ;由旋轉軸2、轉子14、 定子13、葉片30、上端蓋9、下壓板12、滾柱11、上壓板10、右蓋板36、預緊力調整螺釘35、 螺母28、34及彈簧座33、預緊彈簧32、滑座31、變量柱塞29、偏心調整螺釘27、左蓋板26、 配流盤8、 15等組成變量部件38。所述的手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器的變量部件 37與雙作用葉片式二次元件的結構、功能相似，變量部件37可以看作為一個雙作用葉片式二次元件；所述的手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器的變量部件38與單作用葉片式二 次元件的結構、功能相似，變量部件38可以看作為一個單作用葉片式二次元件；於是，所述 的手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器可以看作由兩個二次元件同軸剛性聯接而成的，如 圖4所示，變量部件37的左上油口 M為手動控制的雙變量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端連接，變量部件38的右上油口 N為手動控制的雙變量葉片 式液壓變壓器的出油口，出油口 N與負載端連接，進油口 M大於出油口 N，變量部件37的下 油口與變量部件38的下油口連接在一起，成為手動控制的雙變量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。 如圖5所示，在恆壓網絡壓力p工的作用下，變量部件37產生的主動轉矩為 r'4(A-p。) 變量部件38產生的阻力轉矩為
L =-^0 2-;70) 式中K、、是變量部件37、變量部件38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37與變量部件38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Pl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 手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器的變壓實質上是調節排量V乂^的值，工作中可分別 或同時調節變量部件37的排量K或變量部件38的排量V2來滿足負載變化的需要。
所述的手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器不工作時，變量部件37與變量部件 38的轉子均靜止不動，變量部件37的定子5處在初始旋轉位置(零點)，此時變量部件37 的排量V工為零，變量部件38的定子13可處在除零點外的任一位置，變量部件38的排量^ 不為零，由公式(1)可知，變壓比A等於零。 所述的手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器工作時，為適應負載的變化，旋轉手 輪18，變量部件37的定子5順時針或逆時針旋轉，隨著定子5旋轉角度的變化，變量部件 37的排量K不斷變化；旋轉偏心調整螺釘27，變量部件38的定子13可向左或向右移動， 轉子14與定子13的偏心距的大小和方向就不斷變化，隨著偏心距的大小和方向不斷變化， 變量部件38的排量^也不斷變化，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。 所述的手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器的變量部件37的定子5旋轉角度的 大小和方向由由變量柱塞24的位移決定，變量柱塞24的位移由手輪18的轉角控制，通過旋轉手輪18可調節變量柱塞24的位移(大小和方向)；變量部件38的轉子14與定子13 的偏心距的大小和方向由變量柱塞29的位移決定，變量柱塞29的位移由偏心調整螺釘27 控制，通過旋轉偏心調整螺釘27，可調節變量柱塞29的位移(大小和方向)。
權利要求
一種手動控制的雙變量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、15)、定子(5、13)、轉子(6、14)、上端蓋(9、20)、上壓板(10)、滾柱(11)、下壓板(12)、右端蓋(16)、葉片(17、30)、手輪(18)、螺母(19、28、34)、套筒(21)、導向塊(22)、螺杆(23)、變量柱塞(24、29)、下端蓋(25)、左蓋板(26)、偏心調整螺釘(27)、滑座(31)、預緊彈簧(32)、彈簧座(33)、預緊力調整螺釘(35)、右蓋板(36)；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(17)的一端放入轉子(6)的葉片槽內，葉片(17)的另一端與定子(5)的內表面接觸，葉片(17)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，定子(5)外圈以長半徑圓弧中心為中心150°範圍內作成齒輪型式，變量柱塞(24)安裝在變壓器殼體(1)內，變量柱塞(24)的一個側面加工成齒條型式，變量柱塞(24)與齒輪式定子(5)構成齒輪傳動幅，變量柱塞(24)的另一個側面加工有凹槽，變量柱塞(24)的凹槽上裝有導向塊(22)，變量柱塞(24)的上端部加工為內螺紋，螺杆(23)的下端加工為外螺紋，螺杆(23)與變量柱塞(24)構成傳動幅，螺杆(23)上裝有套筒(21)，套筒(21)安裝在變壓器殼體(1)內，套筒(21)的上端面與螺杆(23)凸肩的下表面配合接觸，螺杆(23)凸肩的上表面與安裝在螺杆(23)上的上端蓋(20)配合接觸，螺杆(23)上端固定有手輪(18)，螺杆(23)可通過螺母(19)鎖緊在上端蓋(20)上，下端蓋(25)、上端蓋(20)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(14)的中心是固定的，定子(13)的中心可處在轉子(14)中心的左側或右側，轉子(14)的寬度比定子(13)的寬度稍小，轉子(14)安裝在定子(13)內，葉片(30)的一端放入轉子(14)的葉片槽內，葉片(30)的另一端與定子(13)的內表面接觸，葉片(30)沿轉子(14)徑向安置，轉子(14)與旋轉軸(2)的右半軸通過平鍵配合聯接，變量柱塞(29)的右端與定子(13)的左表面接觸，變量柱塞(29)的左端與偏心調整螺釘(27)的右端頭接觸，變量柱塞(29)安裝在殼體(1)中，偏心調整螺釘(27)安裝在左蓋板(26)中，並通過螺母(28)緊固在左蓋板(26)上，左蓋板(26)通過螺栓安裝在殼體(1)上，滑座(31)的左端與定子(13)的右表面接觸，滑座(31)安裝在殼體(1)中，預緊彈簧(32)的一端放入滑座(31)中，預緊彈簧(32)的另一端安置在彈簧座(33)上，彈簧座(33)與預緊力調整螺釘(35)的左端頭接觸，預緊力調整螺釘(35)安裝在右蓋板(36)中，並通過螺母(34)緊固在右蓋板(36)上，右蓋板(36)通過螺栓安裝在殼體(1)上，上壓板(10)通過螺栓聯接在上端蓋(9)上，下壓板(12)與定子(13)的外表面配合接觸，滾柱(11)安裝在上壓板(10)和下壓板(12)之間，滾柱(11)與上壓板(10)的下表面和下壓板(12)的上表面配合接觸，配流盤(8、15)安裝在旋轉軸(2)上，並緊壓在定子(13)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(16)上，上端蓋(9)、右端蓋(16)、左端蓋(3)通過螺栓固定在殼體(1)上。
2. 根據權利要求l所述的手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器，其特徵在於，轉子(14) 的中心與定子(13)的中心重合時，預緊彈簧(32)有一定大小的預緊力。
3. 根據權利要求1所述的手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器，其特徵在於，左上油口 (M)為手動控制的雙變量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)為手動控制的雙變量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)大於出油口 (N)，下油口為手動控制的雙變量葉片式液壓變壓器一水、:油口 (O)，油口 (0)與油箱連接，油口 (0)大於進油口 (M)。
全文摘要
一種手動控制的雙變量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、螺杆、手輪、偏心調整螺釘、滑座、預緊力調整螺釘等；其特徵在於，一組轉子和定子的中心是固定且重合的，另一組轉子的中心是固定的，定子的中心可處在轉子中心的左側或右側；一個轉子通過花鍵與旋轉軸的左半軸聯接，另一個轉子通過平鍵與旋轉軸的右半軸聯接；一個定子外圈以長半徑圓弧中心為中心150°範圍內作成齒輪形式，與一個變量柱塞構成齒輪傳動副，另一個定子的左表面與另一個變量柱塞右端接觸；配流盤安裝在旋轉軸上，緊壓在定子的左右兩個側面上，上端蓋、左端蓋、右端蓋通過螺栓固定在殼體上。
文檔編號F15B3/00GK101696706SQ20091001924
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月14日 優先權日2009年10月14日
發明者戴汝泉, 臧發業, 鄭澈 申請人:山東交通學院;