[发明专利]一种易于维修的轴向水压柱塞泵

说明书

技术领域

本发明属于泵类，具体涉及一种易于维修的轴向水压柱塞泵。

背景技术

水压泵作为水压传动系统的核心元件，对其进行设计与研制，是发展水压传动技术的关键之所在。目前国际上常用的水压泵的结构型式有柱塞式、叶片式、齿轮式等几种。相比而言，叶片泵的叶片与定子、齿轮泵的两齿轮均为线接触，接触PV值高，而且密封效果差；柱塞泵中的关键摩擦副(如柱塞/缸孔、滑靴/斜盘、配流盘/缸体端面等)多为面接触，同等工况条件下的PV值相对较小，可以实现静压支承，而且密封效果较好，易于通过增加配合间隙长度的方法来减小泄漏，以保证泵的效率。因此，柱塞式结构比较适宜于海水等低粘度介质使用，英国、美国、德国、日本、芬兰、丹麦等国家已有的水压泵绝大多数采用了柱塞式结构。

目前应用的各种轴向水压柱塞泵，按其配流方式上大体可分为：端面配流、阀配流、轴配流三种，其中以端面配流(配流盘配流)和阀配流居多，轴配流由于配合间隙过大，水作为工作介质时容易泄漏，故很少在水压泵中使用。

阀配流式轴向水压柱塞泵则是通过吸入阀和压出阀各自独立地打开和关闭来实现吸水和排水过程。现有的阀配流式水压柱塞泵多采用轴向布置形式，华中科技大学于1991年为深潜救生艇研制的轴向海水柱塞泵，为我国第一台海水液压泵。该泵的柱塞和柱塞孔沿轴向圆周分布，吸入阀和压出阀均沿轴向布置在柱塞孔的下方，并通过安装在每个柱塞中的回程弹簧和斜盘的作用实现柱塞的往复运动。该海水液压泵的工作压力和容积效率均较高，工作也较为平稳，现已成功应用于某救生艇上。但由于其配流阀(吸入阀和压出阀)的轴向布置，导致其结构较为复杂，体积比同流量的其它泵类要大，而且维修和更换阀体的配件也极其不易。因此，随后又将该柱塞泵的配流阀改成径向布置，减小了轴向柱塞泵的体积。

但是，柱塞频繁往复运动，与其相接触的橡塑密封组件摩擦损耗严重。而实现油水分离的橡塑密封组件对该轴向柱塞泵能否正常工作具有重要意义，因此须阶段性更换该密封组件。传统的径向阀配流式轴向柱塞泵，配流阀安装于缸体尾部，柱塞套从缸体上部嵌入缸孔。装卸柱塞套、更换该橡塑密封组件时，须先卸下与柱塞泵主轴键连接的电动机，再拆卸泵体。这对应用于工作空间有限，可维修性要求较高的深潜救生艇极为不利。

发明内容

本发明提供一种易于维修的轴向水压柱塞泵，配流阀座独立于缸体，柱塞套从缸体下部嵌入缸孔，解决了高压水泵内实现油水分离的橡塑组合密封件摩擦损耗严重，并且更换不易的难题，同时实现主轴的静平衡与动平衡，缓解了主轴盘旋转不平衡质量引起的缸体摆动。

根据上述需解决的问题设计一种易于维修的轴向水压柱塞泵，依次由泵体、主轴盘、缸体、配流阀座和后端盖组成；主轴盘带动柱塞在缸体的缸孔中往复运动，缸孔内覆有与柱塞接触的柱塞套，柱塞套形成柱塞孔与柱塞配合，柱塞套内侧放置有环形的可实现油水分离的橡塑组合密封件；配流阀座内设置与缸孔对应的配流阀，配流阀由吸入阀和压出阀组成。缸体与配流阀座由螺栓连接；缸体中的缸孔前后通透，柱塞套和橡塑组合密封件从配流阀座侧装入缸孔。

所述的主轴盘中部部采用斜盘-滑靴工作结构，包括主轴、斜盘、回程盘、3-10个滑靴；其中，斜盘上表面为平面，下表面为斜面。斜盘位于主轴中部，并与主轴加工成一体成为主轴盘，主轴盘通过位于主轴上、下端的深沟球轴承定位于泵体中间，并通过位于斜盘上表面的三列圆柱推力轴承进一步稳固于泵体内。斜盘下表面通过三列圆柱推力轴承与回程盘作用，三列圆柱推力轴承通过倾斜固定在主轴上的深沟球轴承与主轴盘定位联接，其中，深沟球轴承的倾斜面与斜盘的斜面平行。回程盘中沿周向均匀设置3-10个滑靴，滑靴下部与柱塞铰接。回程盘与固定在主轴上的球铰铰接定位，球铰通过套在主轴上的中心弹簧将回程盘作用于三列圆柱推力轴承，使各滑靴通过回程盘的作用紧贴在圆柱推力轴承上。泵体上端面开有用以灌注润滑油的油口，泵体周侧开有观察油位和斜盘-滑靴工作情况的观察孔板。滑靴-斜盘这对工作条件恶劣的摩擦副及所有滚动轴承都用油介质润滑，泵体上端面开有灌注油口以补充润滑油；缸体的分布圆上径向均匀布置有与柱塞对应的柱塞孔孔，装配时从缸孔下端嵌入柱塞套，柱塞与柱塞套滑动配合，柱塞套下端内孔开有辅助拆卸用的螺纹孔，柱塞套与柱塞配合面由橡塑组合密封件密封，实现油水分离结构形式。

并且，主轴两端装有上、下力偶盘，斜盘薄侧装有月牙形配重盘，可以平衡主轴盘旋转时造成的倾覆力矩，实现主轴盘静平衡和动平衡。