[发明专利]倾斜柱塞式纯水液压斜盘泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种倾斜柱塞式纯水液压斜盘泵，可作为动力元件应用于纯水液压传动系统中，属于流体传动与控制技术领域。

背景技术

纯水液压技术是以天然淡水或海水代替矿物油作为液压系统工作介质的一门新技术。近年来,基于安全卫生、节约能源、保护环境和海洋开发的日益重视,纯水液压技术的研究已成为国际液压界的一大前沿研究课题。与使用其他类型介质的液压传动相比,纯水液压传动具有以下优点:

(1)环境友好、无污染。一般泄漏的水不需要回收，且不会对环境造成污染，避免了使用油作为介质时与环境不相容等问题，实现了传动过程的“绿色”化。

(2)阻燃性好、不燃烧。由于水的理化特性，不用担心泄漏后会引发火灾等严重事故。

(3)成本低、储存运输方便。水资源分布广、取用方便，所以无需特别储存和输运，节约了开支，相应地提高了效益。

(4)纯水液压系统结构简单、维护方便。

水液压泵是纯水液压传动系统的核心，目前应用较多的水液压泵有离心泵，二柱塞泵和三柱塞泵。离心泵具有压力低，噪声大等缺点，不能完全满足纯水液压传动系统泵源要求；二柱塞泵和三柱塞泵具有流量小，体积庞大，振动噪声大等缺点，也不能广泛用于各种纯水液压传动系统。斜盘式柱塞泵和斜轴式柱塞泵具有高压大流量，体积小，维修方便，能满足噪声振动要求等优点而备受世界各国学者关注。发达国家已经研制出较为成熟的产品，并占领了相当一部分市场。

丹麦的Danfoss系列泵，英国的TWHC和Fenner系列泵普遍采用斜盘式盘配流结构，均已市场化。然而这几种泵对工作介质的过滤精度要求太高（一般为≤10um），抗污染能力和自吸能力较差。

我国在这一技术领域还处于研制阶段，研制出来的样机还不够成熟，尚不能产品化。中国专利（CN1554869A）公开了一种全水润滑端面配流的纯水液压轴向柱塞泵或马达，该泵采用缸外轴承支撑锥形缸体，柱塞副采用间隙密封，加工难度大，抗污染能力较差。

中国专利（CN102155370A）公开了一种纯水液压通轴式球面配流轴向柱塞泵，该泵采用前后两个滑动轴承支撑主轴，球面配流结构。从公布的结构图来看，前后轴承都处于密闭容腔中，不能与壳体腔中的水形成循环，前后轴承均得不到有效的润滑、冷却。在泵的工作过程中势必造成前后轴承的严重磨损失效，实用性不强。

中国专利（CN102141022A）公开了一种双斜盘阀配流轴向柱塞式水液压屏蔽泵，该泵工作时转子带动锥形缸体转动，配流阀在锥形缸体中随之转动，而配流副旋转容易造成泵吸水不足。因此该种泵自吸能力较差，转速很难提高。

中国专利（CN102734109）公开了一种全水润滑阀配流柱塞水泵，该泵工作时主轴带动斜盘旋转，并采用滚子轴承支撑。该种泵工作时斜盘存在动不平衡的问题，且滚子轴承不适合用于全水润滑的场合。

发明内容

为了克服现有纯水液压柱塞泵结构复杂，自吸能力差，流体噪声大，滑动轴承容易失效等缺点，为纯水压传动系统提供足够压力、流量的高压水。本发明提供一种倾斜柱塞式纯水液压斜盘泵，通过合理的结构设计，提高了纯水液压柱塞泵的自吸能力，改善关键部件的工况，实用性很强。

本发明采用如下技术手段，一种倾斜柱塞式纯水液压斜盘泵，其中前端盖3、壳体10、后端盖16连接为一体；主轴1与锥形缸体11连接，构成主轴-锥形缸体组件；前滑动轴承28镶嵌在前端盖3中，与主轴1相连；后支撑轴15与后端盖16过盈连接，后滑动轴承12镶嵌在锥形缸体11内部；前滑动轴承28和后滑动轴承12的轴瓦上均开设螺旋通水沟槽13；主轴1上设置有十字通水孔B22和径向通水孔25，后支撑轴上设有十字通水孔A14，前端盖3开设有环形通水槽5、斜向通水孔4和轴向通水孔27，将前滑动轴承28、后滑动轴承12的润滑沟槽与壳体10的空腔相通。

球铰8一端与回程盘7内圆配合构成球铰副，回程盘7上均匀分布若干个孔，将相同数目的滑靴21贴紧在斜盘6上；球铰8另一端与锥形缸体11通过碟形弹簧24相连。

缸孔19与主轴1的中心线成一夹角均匀分布，每个缸孔19中过盈压入一个缸套20，柱塞21球头与滑靴23球窝构成柱塞组件，缸套20与柱塞组件构成柱塞副；柱塞21通过对应的缸孔19与配流盘17上的腰形槽17.2相通；锥形缸体底端内球面11.1与配流盘外球面17.1构成球面配流副；配流盘17由螺钉18安装于后端盖16上，反面装配O型密封圈实现密封。

本发明中缸孔9与主轴1中心线的夹角为1°～15°。