[发明专利]一种轴向柱塞泵

说明书

技术领域

本发明涉及液压泵领域，更具体地说，它涉及一种轴向柱塞泵。

背景技术

泵是压力系统的动力元件和核心元件，因此对其设计和研究有及其重要的意义。泵的结构形式主要包括柱塞式、叶片式、齿轮式，叶片式和齿轮式泵的密封效果差，容积效率低，在工作压力提高的情况下泄漏严重。常用柱塞泵结构的三对关键摩擦副包括柱塞与缸孔、滑靴与斜盘、配流盘与缸体端面，都是面接触，因此密封效果相对较好，在压力比较高和低粘度介质的工况下可以保证比较高的容积效率，并且相对于叶片式和齿轮式泵，摩擦副有比较低的PV值。因此，现有的泵大多采用了柱塞式的结构。

柱塞式结构的泵按照柱塞的布置方式可以分为轴向柱塞式结构和径向柱塞式结构。径向型柱塞泵的比功率大，且受周向布置空间的限制，仅用于低速大转矩的场合；轴向柱塞式结构的泵减小了摩擦副的磨损和功率损失因此大部分柱塞泵采用轴向柱塞式结构。

轴向柱塞泵是利用柱塞在缸体的缸体孔内平行往复运动产生的容积变化进行工作的。工作时，驱动主轴驱动缸体旋转，在缸体旋转一周的过程中，滑动于缸体孔内的柱塞在斜盘的作用下做一次往复运动，实现一次吸油和压油。柱塞处于压油行程时，斜盘紧贴并推动柱塞组件，柱塞组件将柱塞内的高压油顶出。由于斜盘以一定角度挤压柱塞组件，导致柱塞与缸体径向压力较大。径向压力的数值直接影响泵的额定压力、寿命和效率；但当柱塞处于吸油行程时，柱塞腔内压力为负压，不足以使柱塞伸出，柱塞不能自动回程，导致轴向柱塞泵自吸能力差，严重时甚至会引起强烈的空化气蚀现象，产生较大的流量、压力脉动、液压冲击和噪声，导致轴向柱塞泵配流副，柱塞副和滑靴副的严重摩擦磨损，大大降低轴向柱塞泵的使用寿命。

目前柱塞泵的回程机构主要由回程盘回程、回程弹簧回程，按照其工作原理又可分为定间隙回程、浮动间隙回程等，但是均不可避免的会存在回程盘与滑靴之间相互摩擦的问题，为解决柱塞的回程摩擦问题，通常会采用以下方法：（1）辅助泵供油回程。柱塞在辅助泵补油压力作用下向外伸出，此时，轴向柱塞泵无自吸能力，而且需在液压系统中额外增加补油泵，增加了系统成本。（2）在每个柱塞腔内安装弹簧，利用弹簧推力将柱塞压紧在斜盘上。此时弹簧承受交变应力，存在严重的疲劳问题，极大地缩短轴向柱塞泵的使用寿命。（3）采用中心弹簧压紧回程盘。由于受到轴向柱塞泵空间的限制，弹簧设计困难，只能提供部分柱塞回程力，无法完全解决柱塞回程问题。（4）滑靴夹在回程盘和斜盘之间并具有一定的间隙，回程盘和斜盘固定连接，即机械强制回程。这种结构较为复杂，使斜盘尺寸加大，此外，滑靴副需要承受高频交变拉压应力，滑靴副松动、拉脱甚至碎裂的现象时有发生，拉脱的滑靴碎片会造成柱塞泵瞬时失效，严重影响整个液压系统的安全稳定运行。

市场上申请号为CN201310171205.1的专利文件公开了一种轴向柱塞泵回程机构，其柱塞呈阶梯状，缸体的壁上沿缸体轴向设有阶梯状缸孔，该阶梯状缸孔沿缸体的周向间隔分布，柱塞置于阶梯状缸孔内，柱塞的大直径段与阶梯状缸孔的大直径段间隙配合，柱塞的小直径段与阶梯状缸孔的小直径段间隙配合；柱塞在阶梯状缸孔内往复移动时，柱塞的小直径段的端面与阶梯状缸孔的小直径段的底面之间始终形成一个油腔，柱塞的小直径段的外壁面与阶梯状缸孔的大直径段的内壁面之间始终形成一个环形区域，每个所述油腔一一对应地与缸体的一个腰形槽连通；缸体的壁上间隔地开设有第一油道，每个所述油腔一一对应地通过一个第一油道与一个环形区域连通，每个第一油道内设有液阻；各环形区域相互连通。该技术方案通过阶梯状柱塞和柱塞孔的设置来用于改善现有技术中的回程问题，但是呈阶梯状柱塞和柱塞孔加工需要保证同轴度，其难度较大，且对于柱塞泵内的两者配合需要较高的精度等级，进一步加大了加工难度，其次阶梯状柱塞与原先的柱塞相比其结构强度被降低了，柱塞泵运行时可能会引起柱塞断裂的状况，影响整个液压系统的安全运行。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种摩擦损失较小、效率较高的轴向柱塞泵。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种轴向柱塞泵，包括端盖、前壳体、后壳体、泵轴、配流盘、安装在后壳体内的斜盘和缸体，所述端盖、前壳体、后壳体和配流盘顺次固定连接，所述泵轴转动连接缸体，所述泵轴穿设斜盘，所述柱塞泵内还设有十字摆盘和柱塞组件，所述缸体内设有柱塞孔，柱塞组件一端嵌设于柱塞孔内，柱塞组件另一端连接十字摆盘，所述十字摆盘与斜盘呈抵触设置；