一种柱塞泵配流盘转让专利
申请号 : CN201510154602.7
文献号 : CN104791236B
文献日 : 2017-03-01
发明人 : 彭旭东 , 马晓明 , 孟祥铠
申请人 : 浙江工业大学
摘要 :
本发明涉及一种液压元件技术领域，尤其是涉及一种柱塞泵用的配流盘。一种柱塞泵配流盘，整体呈盘状，包括一侧的腰形的高压排油口和另一侧与前者相隔离的腰形低压吸油口及近外周侧的安装定位孔，所述柱塞泵配流盘，由排油分块和吸油分块拼接而成，拼接位置分别位于所述腰型的低压吸油口的始、末端边缘，且排油分块上接头搭接在吸油分块下接头的上方，所述排油分块上接头的卸荷区呈下斜坡面；所述排油分块上接头的预压区呈上斜坡面。本发明具有布局合理，方便加工针对配流盘具体部位的特殊处理加工的特点，基于流体动压润滑产生要求，采用该配流盘可有效减小泄漏，降低配流振动和噪音，减少汽蚀的发生。
权利要求 :
1.一种柱塞泵配流盘，整体呈盘状，包括一侧的腰形的高压排油口（101）和另一侧与前者相隔离的腰形的低压吸油口(201)及近外周侧的安装定位孔（3），其特征在于所述柱塞泵配流盘，由排油分块(1)和吸油分块(2)拼接而成，其中排油分块(1)大于吸油分块(2)，拼接位置分别位于所述腰形 的低压吸油口（201）的始、末端边缘，且排油分块上接头（102）搭接在吸油分块下接头（202）的上方，所述排油分块上接头（102）的卸荷区呈下斜坡面，坡度为-
0.5 -1.5°，斜坡最高处始于上死区中心线，并向排油分块上接头（102）的最小厚度处下降，~即下斜坡最低处；所述排油分块上接头（102）的预压区呈上斜坡面，坡度为0.5 1.5°，斜坡~
最低处始于排油分块上接头（102）的最小厚度处，终于高压排油口（101）始端边缘线的切线，即上斜坡最高处。
2.根据权利要求1所述的柱塞泵配流盘，其特征在于所述的排油分块上接头（102）的卸荷区包角β，即上死区中心线到低压吸油口始端边缘线所对应的中心角；所述的排油分块上接头（102）的预压区包角γ，即下死区中心线到高压排油口始端边缘线切线所对应的中心角；β<γ。
3.根据权利要求2所述的柱塞泵配流盘，其特征在于所述的排油分块的高压排油口终端边缘线切线到上死区中心线对应的中心角为α；所述吸油分块的低压吸油口终端边缘线切线到下死区中心线对应的中心角也为α；α为所对应转子缸体的柱塞孔包角的一半。
4.根据权利要求2所述的柱塞泵配流盘，其特征在于所述的排油分块上接头（102）的卸荷区涂覆有WC耐磨抗汽蚀层（103）。
说明书 :
一种柱塞泵配流盘
技术领域
[0001] 本发明涉及一种液压元件技术领域，尤其是涉及一种柱塞泵用的配流盘。
背景技术
[0002] 柱塞泵配流副中油膜同时起着润滑和密封作用的特点，即需要密封各柱塞压缩腔又为轴向支撑缸体高度转动提供动静压润滑。高速高压柱塞泵的发展，目前受到配流副润滑和密封特性的严重制约，大大影响了柱塞泵的可靠性和使用寿命，众多研究分析了吸排油口间存在的大压力差和配流盘上开设槽孔以减轻汽蚀和振动噪音，但很少由此带来增大泄漏问题。采用动压密封是当期研究热点，如申请号201410254682.9。但是配流盘为盘状结构，难以周全地考虑上死区液压油从高到低和下死区液压油从低到高的快速转换，而难以针对盘上特定部位区别设置不同结构尺寸或者表面织构，因而有必要开发一种新型的配流盘。
发明内容
[0003] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种柱塞泵配流盘，整体呈盘状，包括一侧的腰形的高压排油口和另一侧与前者相隔离的腰形低压吸油口及近外周侧的安装定位孔，所述柱塞泵配流盘，由排油分块和吸油分块拼接而成，其中排油分块大于吸油分块，拼接位置分别位于所述腰型的低压吸油口的始、末端边缘，且排油分块上接头搭接在吸油分块下接头的上方，所述排油分块上接头的卸荷区呈下斜坡面，坡度为-0.5 -1.5°，斜坡最高处始于上死区中心线，并向排油分块上接头的最小厚度处下降，即下~
斜坡最低处；所述排油分块上接头的预压区呈上斜坡面，坡度为0.5 1.5°，斜坡最低处始于~
排油分块上接头的最小厚度处，终于高压排油口始端边缘线的切线，即上斜坡最高处。分体式配流盘，方便加工，可以有针对性地设置具体结构，接头位于低压区泄漏量小，位于上死区的下斜坡可以配合柱塞向外运动已经封闭的余隙死容积的高压油加速膨胀卸压；而在下死区的上斜坡可以配和柱塞向内挤压将封闭的满柱塞腔低压油加速压缩升压；并且该压力调整过程主要是通过做功方式，避免了节流阻尼孔槽的严重能量耗散，由于工作介质的体积模量足够大，极小的体积改变可以带来很大的压力升降。可以避免节流阻尼孔槽因柱塞泵转速改变，因过流截面约束不自适应调整流量以进行高低压油量恰当的比例混合的僵化过渡调整的缺陷。并且，在高频率柱塞压油动作下，排油分块的排油口中末部位受到高压，在拼接位置排油分块上接头有翘曲趋势，并高频地以微动开合动作的方式做功，将渗入的油液压挤压出拼接缝隙，而且有抬升下死区的上斜坡的坡角的作用，但是因为距离上死区较近，翘曲抬升影响相对较小，并受到安装定位孔靠近安装的限制，所以翘曲抬升影响可以忽略。
斜坡最低处；所述排油分块上接头的预压区呈上斜坡面，坡度为0.5 1.5°，斜坡最低处始于~
排油分块上接头的最小厚度处，终于高压排油口始端边缘线的切线，即上斜坡最高处。分体式配流盘，方便加工，可以有针对性地设置具体结构，接头位于低压区泄漏量小，位于上死区的下斜坡可以配合柱塞向外运动已经封闭的余隙死容积的高压油加速膨胀卸压；而在下死区的上斜坡可以配和柱塞向内挤压将封闭的满柱塞腔低压油加速压缩升压；并且该压力调整过程主要是通过做功方式，避免了节流阻尼孔槽的严重能量耗散，由于工作介质的体积模量足够大，极小的体积改变可以带来很大的压力升降。可以避免节流阻尼孔槽因柱塞泵转速改变，因过流截面约束不自适应调整流量以进行高低压油量恰当的比例混合的僵化过渡调整的缺陷。并且，在高频率柱塞压油动作下，排油分块的排油口中末部位受到高压，在拼接位置排油分块上接头有翘曲趋势，并高频地以微动开合动作的方式做功，将渗入的油液压挤压出拼接缝隙，而且有抬升下死区的上斜坡的坡角的作用，但是因为距离上死区较近，翘曲抬升影响相对较小，并受到安装定位孔靠近安装的限制，所以翘曲抬升影响可以忽略。
[0004] 本发明的技术方案还可以进一步完善,作为优选，一种柱塞泵配流盘，所述的排油分块上接头的卸荷区包角β，即上死区中心线到低压吸油口始端边缘线所对应的中心角；所述的排油分块上接头的预压区包角γ，即下死上区中心线到高压排油口始端边缘线切线所对应的中心角；β<γ。由于上死区被封闭的余隙死容积的高压油远远小于下死区被封闭的满柱塞腔低压油，所需要的体积改变量也相应要小，所以β<γ。
[0005] 作为优选，一种柱塞泵配流盘，所述的排油分块的高压排油口终端边缘线切线到上死区中心线对应的中心角为α；所述吸油分块的低压吸油口终端边缘线切线到下死区中心线对应的中心角也为α；α为所对应转子缸体的柱塞孔包角的一半。当α为所对应转子缸体的柱塞孔包角的一半，即保证吸油时，柱塞腔尽可能地吸满；排油时柱塞腔的余隙死容积尽可能地小。这是由柱塞泵为正容积型液压元件的特性所决定的，只要保证高低压差油在大压差下可靠地隔绝，并能近可能多得排出压力油，那么柱塞泵所能达到的排油压力就越高。
[0006] 作为优选，一种柱塞泵配流盘，所述的排油分块上接头的卸荷区涂覆有WC耐磨抗汽蚀层。一盘在卸荷区高压油的压力降低易出现汽蚀，涂覆有WC涂层，具有较好的效果。因为而且只需对排油分块的上接头部分做表面处理，方便操作实现，避免材料和加工费用的浪费。
[0007] 因此，本方案利用了动压产生规律，发散间隙降压，收敛间隙增压。采用分体式配流盘结构，方便对配流盘的具体部分进行特别处理，以实现配流盘上、下死区压力过渡时减小产生的振动，噪音和预防减少配流盘卸荷区吸油口始端表面的汽蚀，更是减少了泄漏。
附图说明
[0008] 图1是本发明的结构示意图；
[0009] 图2是本发明实施例构件1的结构示意图；
[0010] 图3是本发明实施例构件2的结构示意图；
[0011] 图4是图3的左视图。
[0012] 图中：1、排油分块，101、高压排油口，102、排油分块上接头，103、WC耐磨抗汽蚀层，2、吸油分块，201、低压吸油口，202、吸油分块下接头，3、安装定位孔。
具体实施方式
[0013] 下面通过实施例并结合图1到图4，对本发明的技术方案作进一步具体说明。
[0014] 实施例1：一种柱塞泵配流盘，整体呈盘状，见图1，包括一侧的腰形的高压排油口101和另一侧与前者相隔离的腰形低压吸油口201及近外周侧的安装定位孔3，所述柱塞泵配流盘，由排油分块1和吸油分块2拼接而成，其中排油分块1，见图2，大于吸油分块2，见图3和图4，拼接位置分别位于所述腰型的低压吸油口201的始、末端边缘，且排油分块1上接头
102搭接在吸油分块下接头202的上方，所述排油分块上接头102的卸荷区呈下斜坡面，坡度为-0.5°，斜坡最高处始于上死区中心线，并向排油分块上接头102的最小厚度处下降，即下斜坡最低处，如图中打网格区域；所述排油分块上接头102的预压区呈上斜坡面，坡度为
1.5°，斜坡最低处始于排油分块上接头102的最小厚度处，终于高压排油口始端边缘线的切线，即上斜坡最高处，见图中打斜线区域。分体式配流盘，方便加工，可以有针对性地设置具体结构，拼接接头位于低压区泄漏量小，位于上死区的下斜坡可以配合柱塞向外运动已经封闭的余隙死容积的高压油加速膨胀卸压；而在下死区的上斜坡可以配和柱塞向内挤压将封闭的满柱塞腔低压油加速压缩升压；并且该压力调整过程主要是通过做功方式，避免了节流阻尼孔槽调节的严重能量耗散，由于工作介质的体积模量足够大，极小的体积改变可以带来很大的压力升降。可以避免节流阻尼孔槽因柱塞泵转速改变，因过流截面约束不自适应调整流量以进行高低压油量恰当的比例混合的僵化过渡调整的缺陷。并且，在高频率柱塞压油动作下，排油分块的排油口中末部位受到高压，在拼接位置排油分块的接头有翘曲趋势，并高频地以微动开合动作的方式做功，将渗入的油液压挤压出拼接缝隙，而且有抬升下死区的上斜坡的作用，但是因为距离上死区较近，翘曲抬升影响相对较小，并受到安装定位孔3靠近安装的限制，所以翘曲抬升影响可以忽略。
102搭接在吸油分块下接头202的上方，所述排油分块上接头102的卸荷区呈下斜坡面，坡度为-0.5°，斜坡最高处始于上死区中心线，并向排油分块上接头102的最小厚度处下降，即下斜坡最低处，如图中打网格区域；所述排油分块上接头102的预压区呈上斜坡面，坡度为
1.5°，斜坡最低处始于排油分块上接头102的最小厚度处，终于高压排油口始端边缘线的切线，即上斜坡最高处，见图中打斜线区域。分体式配流盘，方便加工，可以有针对性地设置具体结构，拼接接头位于低压区泄漏量小，位于上死区的下斜坡可以配合柱塞向外运动已经封闭的余隙死容积的高压油加速膨胀卸压；而在下死区的上斜坡可以配和柱塞向内挤压将封闭的满柱塞腔低压油加速压缩升压；并且该压力调整过程主要是通过做功方式，避免了节流阻尼孔槽调节的严重能量耗散，由于工作介质的体积模量足够大，极小的体积改变可以带来很大的压力升降。可以避免节流阻尼孔槽因柱塞泵转速改变，因过流截面约束不自适应调整流量以进行高低压油量恰当的比例混合的僵化过渡调整的缺陷。并且，在高频率柱塞压油动作下，排油分块的排油口中末部位受到高压，在拼接位置排油分块的接头有翘曲趋势，并高频地以微动开合动作的方式做功，将渗入的油液压挤压出拼接缝隙，而且有抬升下死区的上斜坡的作用，但是因为距离上死区较近，翘曲抬升影响相对较小，并受到安装定位孔3靠近安装的限制，所以翘曲抬升影响可以忽略。
[0015] 实施例2：结构原理同实施例1，其中区别在于。排油分块1上接头102搭接在吸油分块下接头202的上方，所述排油分块上接头102的卸荷区呈下斜坡面，坡度为0.5°，斜坡最高处始于上死区中心线，并向排油分块上接头102的最小厚度处下降，即下斜坡最低处，如图中打网格区域；所述排油分块上接头102的预压区呈上斜坡面，坡度为1°，斜坡最低处始于排油分块上接头102的最小厚度处，终于高压排油口始端边缘线的切线，即上斜坡最高处，见图中打斜线区域。所述的排油分块上接头102的卸荷区包角β，即上死区中心线到低压吸油口始端边缘线所对应的中心角；所述的排油分块上接头102的预压区包角γ，即下死区中心线到高压排油口始端边缘线切线所对应的中心角；β<γ。由于上死区被封闭的余隙死容积的高压油远远小于下死区被封闭的满柱塞腔低压油，所需要的体积改变量也相应要小，所以β<γ。一般卸荷区包角β为8度，预压区包角γ为10度。考虑到需要改变的封闭油液体积大小和转子转动时随转角而改变的柱塞运动位移而设定。避免过压缩和过膨胀，特别是防止过膨胀带来的汽蚀问题。
[0016] 实施例3：结构原理同实施例2，排油分块1上接头102搭接在吸油分块下接头202的上方，所述排油分块上接头102的卸荷区呈下斜坡面，坡度为-0.5°，斜坡最高处始于上死区中心线，并向排油分块上接头102的最小厚度处下降，即下斜坡最低处，如图中打网格区域；所述排油分块上接头102的预压区呈上斜坡面，坡度为0.5°，斜坡最低处始于排油分块上接头102的最小厚度处，终于高压排油口始端边缘线的切线，即上斜坡最高处，见图中打斜线区域。所述的排油分块上接头102的卸荷区包角β，即上死区中心线到低压吸油口始端边缘线所对应的中心角；所述的排油分块上接头102的预压区包角γ，即下死区中心线到高压排油口始端边缘线切线所对应的中心角；β<γ。由于上死区被封闭的余隙死容积的高压油远远小于下死区被封闭的满柱塞腔低压油，所需要的体积改变量也相应要小，所以β<γ。一般卸荷区包角β为7度，预压区包角γ为9度。所述的排油分块的高压排油口终端边缘线切线到上死区中心线对应的中心角为α；所述吸油分块的低压吸油口终端边缘线切线到下死区中心线对应的中心角也为α；α为所对应转子缸体的柱塞孔包角的一半。当α为所对应转子缸体的柱塞孔包角的一半，即保证吸油时，柱塞腔尽可能地吸满；排油时柱塞腔的余隙死容积尽可能地小。这是由柱塞泵为正容积型液压元件的特性所决定的，只要保证高低压差油在大压差下可靠地隔绝，并能近可能多得排出压力油，那么柱塞泵所能达到的排油压力就越高。
为了提高吸排油效率，其关键点是吸足排空，考虑到油液进出柱塞腔的速度，最关键点是保证柱塞腔有效体积最大。所以吸排油口终止边缘到死区中线的距离α为所对应转子缸体的柱塞孔包角的一半，方能保证上述要求。
为了提高吸排油效率，其关键点是吸足排空，考虑到油液进出柱塞腔的速度，最关键点是保证柱塞腔有效体积最大。所以吸排油口终止边缘到死区中线的距离α为所对应转子缸体的柱塞孔包角的一半，方能保证上述要求。
[0017] 实施例4：结构原理同实施例3，排油分块1上接头102搭接在吸油分块下接头202的上方，所述排油分块上接头102的卸荷区呈下斜坡面，坡度为-0.1°，斜坡最高处始于上死区中心线，并向排油分块上接头102的最小厚度处下降，即下斜坡最低处，如图中打网格区域；所述排油分块上接头102的预压区呈上斜坡面，坡度为1.5°，斜坡最低处始于排油分块上接头的最小厚度处，终于高压排油口始端边缘线的切线，即上斜坡最高处，见图中打斜线区域。所述的排油分块上接头102的卸荷区包角β，即上死区中心线到低压吸油口始端边缘线所对应的中心角；所述的排油分块上接头的预压区包角γ，即下死区中心线到高压排油口
101始端边缘线切线所对应的中心角；β<γ。由于上死区被封闭的余隙死容积的高压油远远小于下死区被封闭的满柱塞腔低压油，所需要的体积改变量也相应要小，所以β<γ。一般卸荷区包角β为6度，预压区包角γ为9度。所述的排油分块接头的卸荷区涂覆有WC耐磨抗汽蚀层103，见图中的打网格区域，涂层厚度为20纳米。
101始端边缘线切线所对应的中心角；β<γ。由于上死区被封闭的余隙死容积的高压油远远小于下死区被封闭的满柱塞腔低压油，所需要的体积改变量也相应要小，所以β<γ。一般卸荷区包角β为6度，预压区包角γ为9度。所述的排油分块接头的卸荷区涂覆有WC耐磨抗汽蚀层103，见图中的打网格区域，涂层厚度为20纳米。
[0018] 因此，本发明具有布局合理，方便加工针对配流盘具体部位的特殊处理加工的特点，基于流体动压润滑产生要求，实际组成配流副时，控制最大油膜厚度应小于10微米，采用该配流盘可有效减小泄漏，降低配流振动和噪音，减少汽蚀在吸油口始端的发生。