[发明专利]一种静压驱动结构及包含该结构的斜轴式柱塞泵或马达

说明书

本发明公开了一种静压驱动结构及包含该结构的斜轴式柱塞泵或马达，包括设置在壳体内部并经由轴承支承的驱动主轴以及与所述驱动主轴连接的驱动盘，在所述壳体与驱动盘之间夹设有用于支承所述驱动盘的衬板，在所述衬板上设置有至少一个高压油室，所述高压油室经由驱动盘和柱塞上的通路，与对应的高压油侧的柱塞孔间歇地连通，所述驱动盘的端面与衬板的端面形成间隙配合的静压油膜支承。本发明中柱塞的液压力的轴向分力转移至泵或马达的壳体上，大大减轻了所述轴承结构的轴向负荷，降低了轴承的技术要求，提高了斜轴式柱塞泵或马达的工作可靠性和工作寿命，同时提高了柱塞泵或马达的维修方便性。

技术领域

本发明属于液压传动和控制技术领域，特别涉及一种静压驱动结构及包含该结构的斜轴式柱塞泵或马达。

背景技术

轴向柱塞泵和马达是现代液压传动中使用最广的液压元件之一，其中无铰式斜轴泵或马达和滑履斜盘式轴向柱塞泵或马达是目前应用最广泛、也是最主要的两类轴向柱塞泵。这两种泵或马达目前还在竞争，各自都在不断地改进和发展。

与滑履斜盘式轴向柱塞泵或马达相比，斜轴泵或马达具有如下优点：1、轴倾角较大，最大倾角可以达到40°，因此增大了排量，提高了功率质量比；2、柱塞的侧向力比斜盘式轴向柱塞泵中柱塞的侧向力小得多，因此由侧向力引起的偏磨和漏损较小；3、允许具有较高的转速，由于旋转件的质量较小和柱塞侧向力较小，斜轴式轴向柱塞泵允许较高的转速；4、自吸能力较好，由于球铰处可以较好地锚固，有利于柱塞的回程，斜轴式轴向柱塞泵允许在自吸工况或较低的进口压力下运转。

但斜轴泵或马达也有其缺点：1、变量较为困难，由于采用摆动缸体或壳体方式实现变量，因此变量较为困难，变量响应时间也较慢；2、使用寿命较短，主要是受驱动主轴支承轴承的使用寿命影响，一般在2000～5000小时寿命，远小于滑履斜盘式轴向柱塞泵或马达的寿命（一般为10000小时）。

由于液压油的作用而产生的轴向和径向力全部由支承驱动主轴的轴承承受，因此驱动主轴支承轴承所受的负荷一般都很大。实践证明，斜轴泵或马达最为关键的薄弱环节之一是驱动主轴的支承轴承，其工作寿命直接影响斜轴泵本身的工作寿命。随着斜轴泵或马达的工作压力不断提高，其轴承结构不断地改进提高。如图1所示，是现有技术中常见的斜轴泵或马达结构，现有技术中常采用了一对向心推力球轴承和一个向心球轴承或圆柱滚子轴承，其中一对向心推力球轴承承受柱塞液压力引起的全部轴向分力，柱塞液压力的径向分力由三个轴承共同承受。当然，也可采用一对圆锥滚子轴承取代图1的向心推力球轴承，用一个圆锥滚子轴承代替原来的单个向心球轴承，这种支承结构的特点是圆锥滚子轴承比向心推力球轴承的额定动负荷高，提高了主轴承载能力。但圆锥滚子轴承的极限转速比向心推力球轴承低一些，故泵的转速将受到一定的限制，另外圆锥滚子轴承的容许倾斜角也比球轴承小得多。

无论采用向心推力轴承还是圆锥滚子轴承，均存在以下技术难点：1、轴承由于承受较大的轴向和径向力作用，尤其是液压力的轴向分力对轴承的影响较大，因此，轴承经常会出现表面剥落、磨损、烧蚀、蠕变等问题，导致轴承失效，轴承寿命较短；2、由于采用重载大推力轴承，轴承技术要求较高，目前我国自行生产的轴承尚难以满足要求，价格也很高；3、加工精度要求高，包含轴承的加工精度、与轴承配合的主轴轴径、与骨架密封配合的轴径、轴承装配精度等要求较高；4、保证成对的向心推力轴承或圆锥滚子轴承均匀承受轴向荷载的难度较大；5、由于要承受较大的轴向和径向力，轴直径较大，与之配合的轴承径向尺寸也较大，因此泵或马达的尺寸偏大，价格偏高。

目前，大多数提高轴向柱塞泵或马达使用寿命的技术方案都集中在如何改进轴承结构方面，但在轴承结构方面改进难度较大，较难有突破，也限制了斜轴泵或马达工作压力和速度的进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够降低对轴承技术要求，提高工作可靠性，延长工作寿命的静压驱动结构及包含该结构的斜轴式柱塞泵或马达。