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一种平面静压支承滑盘副结构及包含该结构的斜盘式柱塞泵或马达 

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申请/专利权人:上海强田驱动技术有限公司

摘要:本发明公开了一种平面静压支承滑盘副结构及包含该结构的斜盘式柱塞泵或马达,所述滑盘副结构包括斜盘以及滑盘,所述滑盘为整体结构,所述滑盘的端面设置有多个柱塞球窝,所述滑盘与斜盘对置的端面设置有静压支承平面,所述静压支承平面支承在斜盘上且与斜盘保持滑动配合,在所述滑盘上设置有连通柱塞球窝与静压支承平面的通油孔,所述通油孔将油液引入静压支承平面与斜盘端面之间,使所述静压支承平面与斜盘端面形成间隙配合的静压油膜支承。本发明取消了多个分散的滑靴结构,而采用整体式滑盘结构,该结构可防止滑靴离心产生的偏磨以及回程盘断裂,有利于减少运动副面的磨损及降低机械噪音,提高了斜盘式柱塞泵或马达的工作可靠性和工作寿命。

主权项:1.一种平面静压支承滑盘副结构,其特征在于:所述滑盘副结构包括用于提供支承的斜盘(40)以及支承在斜盘(40)上的滑盘(50),所述滑盘(50)为整体结构,所述滑盘(50)朝向缸体一侧的端面设置有多个柱塞球窝(58),所述滑盘(50)与斜盘(40)对置的端面设置有静压支承平面(50a),所述静压支承平面(50a)支承在所述斜盘(40)上且与所述斜盘(40)保持滑动配合,在所述滑盘(50)上设置有连通柱塞球窝(58)与静压支承平面(50a)的通油孔(53),所述通油孔(53)将油液引入静压支承平面(50a)与斜盘(40)端面之间,使所述静压支承平面(50a)与斜盘(40)端面形成间隙配合的静压油膜支承;所述静压支承平面(50a)为滑盘(50)上、沿主轴(10)的主轴轴心(10C)向主轴一侧延伸的凸台面(51),在所述凸台面(51)上设置有多个油室(52),所述油室(52)以滑盘轴心(50C)为中心间隔地分布在所述凸台面(51)上,在每个油室(52)底部与对应柱塞球窝(58)之间设置有通油孔(53),所述通油孔(53)将油液引入所述油室(52),使所述凸台面(51)与斜盘(40)的端面形成间隙配合的静压油膜支承;在所述凸台面(51)上设置有用于密封油液的密封部,所述密封部包括设置在油室(52)径向内外侧的内密封部(55)和外密封部(54),以及设置在相邻油室(52)之间的间隔密封部(56);在所述滑盘(50)的凸台面(51)外周设置有多个辅助支承面(510),所述辅助支承面(510)之间设置有径向泄油槽(511),所述辅助支承面(510)与所述外密封部(54)之间设置有环形泄油槽(512),所述径向泄油槽(511)与环形泄油槽(512)之间相互连通;所述通油孔(53)或柱塞中心孔(72)设置成阻尼孔或设置有阻尼器,所述阻尼孔或阻尼器能够使油室(52)的油压随外荷载变化而变化,以形成带油膜压力反馈的静压支承,使得所述滑盘(50)与斜盘(40)之间间隙始终处于相对稳定的状态。

全文数据:一种平面静压支承滑盘副结构及包含该结构的斜盘式柱塞泵或马达技术领域本发明属于液压传动和控制技术领域,特别涉及一种平面静压支承滑盘副结构及包含该结构的斜盘式柱塞泵或马达。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,其中无铰式斜轴泵和滑履斜盘式轴向柱塞泵是目前应用最广泛、也是最主要的两类轴向柱塞泵。斜盘式柱塞泵相比斜轴式泵,结构比较简单、紧凑,体积较小、重量较轻,通过斜盘摆动实现无级变量,变量比较方便,变量形式比较多,变量的惯性小,变量响应速度比较快,因此,斜盘式柱塞泵成为现在最主要的一种类型泵。现有斜盘式柱塞泵或马达其工作压力和工作速度均比较高,其原因是突破了一些核心关键技术,其中采用滑靴副结构就是其中一个关键技术,滑靴副使得柱塞与斜盘由点或线接触变为面接触,并且利用液体静压支承使得柱塞与斜盘之间变为有润滑的面接触,这样可以大大降低柱塞与斜盘的摩擦,使得斜盘式柱塞泵或马达的工作压力大幅提高。由此可见,滑靴副是轴向柱塞泵的重要关键部件,在液压轴向柱塞泵高压高速化发展进程中,滑靴的出现对降低柱塞和斜盘间的接触比压、减小摩擦磨损、提高效率和工作可靠性意义重大。因此,任何对滑靴副的改善均可能对提高轴向柱塞泵的性能产生深远影响,尤其是在液压传动高压高速的发展趋势下更是如此。如图1和2所示,是现有技术中常见的滑靴副结构及回程机构。其中,滑靴副由滑靴120和斜盘40组成,滑靴120以斜盘40为支撑推动柱塞作轴向运动对液体做功,滑靴120承受着液压力、弹簧力、惯性力和摩擦力,同时又在斜盘上做高速滑动;回程机构包含回程盘130、球铰103、中心弹簧100、顶针102等部件,中心弹簧100一方面可以让缸体80和配流盘90之间保持预封,另一方面,中心弹簧100通过球铰103将预压力压紧回程盘130,回程盘130的主要作用是压紧滑靴120,使其滑靴表面与斜盘工作面均匀贴合,从而拉动柱塞在缸体柱塞腔内做往复运动,由于中心弹簧100承受静荷载,其压缩量不随泵主轴的转动而变,故中心弹簧不会产生疲劳破坏。这种结构具有以下特点:1、滑靴副与回程机构两者是相对独立的构件,与各柱塞相连接的滑靴也是独立的构件。滑靴副与回程机构之间是接触连接,这种结构一方面既要保证回程盘与滑靴台面均匀贴合,要求回程盘不能太厚,需要有一定的变形能力,另一方面为防止滑靴与回程盘之间发生干涉,对回程盘的钻孔要求高,即要使滑靴颈部与回程盘钻孔之间保持一定的间隙,否则容易使得滑靴颈部及肩部磨损甚至造成剪切破坏,回程盘钻孔部位发生开裂等现象。2、滑靴在高速运动过程中受到周向运动引起的离心力矩以及随缸体旋转所产生的摩擦力矩综合作用下,会使滑靴相对斜盘表面产生倾覆,从而形成楔形油膜,并导致滑靴偏磨,从而破坏了滑靴的正常工作。实践表明,在泵实际工作过程中,滑靴偏磨磨损多数是因为滑靴发生严重倾覆造成的,这种偏磨对泵或马达的影响很大。3、随着压力、转速的提高,当油液润滑性以及摩擦副材料的耐磨性不够好时,由于剩余压紧力的存在,滑靴与斜盘摩擦副间将出现较为严重的磨损,甚至出现“烧靴”现象。4、各个滑靴及回程盘均为独立构件,同时也是高精度加工构件,因此,加工量较大,加工要求较高。5、由于滑靴与回程盘两者是相对独立且具有一定间隙的构件,因此,两者之间存在摩擦、推挤、冲击等现象,容易发出较大机械噪音。发明内容本发明的目的在于:针对上述存在的问题,提供一种能够防止滑靴离心产生的偏磨以及回程盘断裂,从而提高工作可靠性,延长工作寿命的平面静压支承滑盘副结构及包含该结构的斜盘式柱塞泵或马达。本发明技术的技术方案实现方式:一种平面静压支承滑盘副结构,其特征在于:所述滑盘副结构包括用于提供支承的斜盘以及支承在斜盘上的滑盘,所述滑盘为整体结构,所述滑盘朝向缸体一侧的端面设置有多个柱塞球窝,所述滑盘与斜盘对置的端面设置有静压支承平面,所述静压支承平面支承在所述斜盘上且始终与所述斜盘保持滑动配合,在所述滑盘上设置有连通柱塞球窝与静压支承平面的通油孔,所述通油孔将油液引入静压支承平面与斜盘端面之间,使所述静压支承平面与斜盘端面形成间隙配合的静压油膜支承。本发明所述的平面静压支承滑盘副结构,其所述滑盘的静压支承平面上设有多个油室,所述油室以滑盘轴心为中心间隔地分布在静压支承平面上,在每个油室底部与对应柱塞球窝之间设置有通油孔,所述通油孔将油液引入所述油室,使所述静压支承平面与斜盘端面形成间隙配合的静压油膜支承。本发明所述的平面静压支承滑盘副结构,其所述静压支承平面为滑盘上、沿所述主轴轴心向主轴一侧延伸的凸台面,在所述凸台面上设置有多个油室,所述油室以滑盘轴心为中心间隔地分布在所述凸台面上,在每个油室底部与对应柱塞球窝之间设置有通油孔,所述通油孔将油液引入所述油室,使所述凸台面与斜盘的端面形成间隙配合的静压油膜支承。本发明所述的平面静压支承滑盘副结构,其在所述凸台面上设置有用于密封油液的密封部,所述密封部包括设置在油室径向内外侧的内密封部和外密封部,以及设置在相邻油室之间的间隔密封部。本发明所述的平面静压支承滑盘副结构,其在所述滑盘的凸台面外周设置有多个辅助支承面,所述辅助支承面之间设置有径向泄油槽,所述辅助支承面与所述外密封部之间设置有环形泄油槽,所述径向泄油槽与环形泄油槽之间相互连通。本发明所述的平面静压支承滑盘副结构,其所述通油孔或柱塞中心孔设置成阻尼孔或设置有阻尼器,,所述阻尼孔或阻尼器能够使油室的油压随外荷载变化而变化,以形成带油膜压力反馈的静压支承,使得所述滑盘与斜盘之间间隙始终处于相对稳定的状态。本发明所述的平面静压支承滑盘副结构,其在所述滑盘与斜盘之间夹设有衬板,所述静压支承平面支承在所述衬板上且始终与所述衬板保持滑动配合,所述通油孔将油液引入静压支承平面与衬板之间,使所述静压支承平面与衬板形成间隙配合的静压油膜支承。一种包含上述平面静压支承滑盘副结构的斜盘式柱塞泵或马达,包括主轴、壳体、第一轴承、第二轴承、柱塞、缸体、配流盘以及中心弹簧,所述主轴的主轴轴心与所述缸体的缸体中心轴心重合,所述中心弹簧通过球铰将所述滑盘压紧,所述柱塞球头固定在所述滑盘的柱塞球窝上并与所述柱塞球窝滑动配合,所述滑盘的静压支承平面支承在所述斜盘上并与所述斜盘工作面保持紧密配合,所述主轴贯通所述斜盘、滑盘、缸体和配流盘,并由两端的第一轴承和第二轴承支承,所述缸体支承在所述主轴上并与所述主轴通过键连接,所述主轴和缸体在旋转工作时,在所述斜盘的支承力和中心弹簧的回程力作用下,所述柱塞在缸体的柱塞腔内做往复运动,实现泵或马达的吸排油工作。一种包含上述平面静压支承滑盘副结构的斜盘式柱塞泵或马达,包括主轴、壳体、第一轴承、第二轴承、柱塞、缸体、配流盘和中心弹簧,所述主轴的主轴轴心与所述缸体的缸体中心轴心重合,所述主轴一端支承在第一轴承上,另一端贯通配流盘并与所述缸体通过键连接,所述缸体通过缸套支承在第二轴承上,所述柱塞球头固定在所述滑盘的柱塞球窝上并与所述柱塞球窝滑动配合,所述中心弹簧通过套筒和钢球将所述滑盘压紧,所述滑盘的静压支承平面支承在所述斜盘上并与所述斜盘工作面保持紧密配合,所述主轴和缸体在旋转工作时,在所述斜盘的支承力和中心弹簧的回程力作用下,所述柱塞在缸体的柱塞腔内做往复运动,实现泵或马达的吸排油工作。本发明所述的斜盘式柱塞泵或马达,其所述柱塞包含带锥形结构的连杆柱塞、两端均设置有球头的连杆柱塞、带万向铰的球面柱塞的一种,所述柱塞一端可相对缸体往复滑动的方式拆入所述缸体的柱塞孔内,另一端以相对滑盘端面远离受限且能够倾动的状态固定在所述滑盘的柱塞球窝上。基于上述技术方案,本发明的有益效果是:1、本发明的静压支承滑盘结构将多个独立的滑靴和与滑靴接触连接的回程盘集成在一起,使得柱塞与滑盘、滑盘与压盘连接更加可靠,避免了现有技术中滑靴颈部及肩部磨损、剪切破坏和回程盘钻孔部位发生开裂等现象,从而提高了斜盘式柱塞泵或马达的工作可靠性。2、本发明采用的整体式静压支承滑盘结构,滑盘各部分的离心力及摩擦力相互抵消,避免了单个滑靴在高速运动过程中受到周向运动引起的离心力矩以及随缸体旋转所产生的摩擦力矩综合作用下造成的滑靴相对斜盘表面产生倾覆的问题,而整体式滑盘结构磨耗均匀,消除或降低了原有滑靴副偏磨现象。3、本发明采用的整体式静压支承滑盘结构,由于具有较大的接触面积,滑盘与斜盘摩擦副间磨损较小且更加均匀,避免过早出现“烧盘”现象,有利于进一步提高泵或马达的工作压力、工作转速。4、本发明采用的整体式静压支承滑盘结构,静压支承面、油室、球窝均在滑盘上加工,而原有滑靴结构须对各个滑靴和回程盘分别加工,降低了高精度加工构件工作量。5、本发明采用的整体式静压支承滑盘结构,有利于降低因滑靴和回程盘存在间隙而因摩擦、推挤、冲击等原因造成的机械噪音。6、由于采用了连杆柱塞结构,使得柱塞作用在缸体上的侧向力降低,由于缸体受到的侧向力减少,进一步使得作用在的主轴上的侧向弯矩减少,因此有利于缸体端面与配流盘保持紧密配合,防止油液从缸体端面与配流盘端面出现过大漏损、偏磨严重等病害,提高泵或马达的使用寿命和工作压力。附图说明图1为现有技术中滑靴式斜盘柱塞泵或马达的一种结构示意图。图2为现有技术中滑靴式斜盘柱塞泵或马达的另一种结构示意图。图3为本发明中带平面静压支承滑盘副结构的斜盘式柱塞泵或马达的一种实施例结构示意图。图4为本发明中平面静压支承滑盘副结构的一种结构示意图。图5为本发明中滑盘的一种实施例示意图。图6为本发明中滑盘的另一种实施例示意图。图7为本发明中带辅助支承面的滑盘的一种实施例示意图。图8为图5和图6中A-A剖面图。图9为本发明中带平面静压支承滑盘副结构的斜盘式柱塞泵或马达的另一种实施例结构示意图。图10为图9中斜盘式柱塞泵或马达的平面静压滑盘副结构原理示意图。图11为图10中平面静压支承滑盘副结构的示意图。图中标记:10为主轴,10C为主轴轴心,11为第一轴承支承部,12为第二轴承支承部,21为第一轴承,22为第二轴承,31为前壳或泵体,32为壳体主体,33为端盖或变量机构,34为第一空腔,35为第二空腔,36为螺栓,40为斜盘,41为斜盘变量部,42为衬板,50为滑盘,50a为静压支承平面,50C为滑盘轴心,51为凸台面,52为油室,53为通油孔,54为外密封部,55为内密封部,56为间隔密封部,57为滑盘中心孔,58为柱塞球窝,59为中心球窝,510为辅助支承面,511为径向泄油槽,512为环形泄油槽,60为压板,70为柱塞,71为柱塞球头,72为柱塞中心孔,73为锥形杆部,74为柱塞部,80为缸体,81为柱塞孔,82为主轴装配孔,83为缸体端面,84为缸套,80C为缸体中心轴心,90为配流盘,100为中心弹簧,101为止挡,102为顶针,103为球铰,104为钢球,105为套筒,106为外套,120为滑靴,130为回程盘。具体实施方式下面结合附图,对本发明作详细的说明。尽管本发明容许有不同形式的实施例,但本说明书和附图仅仅公开了如本发明的示例的一些特定形式。然而本发明并不试图限于所述的实施例。本发明的范围在所附的权利要求中给出。为了方便描述,本发明的实施例以典型的取向示出,所述取向使得当斜盘式柱塞泵或马达的主轴的中心轴线水平静置,以主轴的联轴端一侧为左,端盖为右,描述中使用的“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”“水平”、“底”、“内”、“外”等术语都是参照这个位置而使用的,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作,应理解的是本发明可以不同于所述的位置的取向进行制造、存放、运送、使用和销售。为了便于说明,重点对斜盘式柱塞泵进行说明,斜盘式柱塞马达的结构可以参照斜盘式柱塞泵的结构并做必要的改变,但应指出的是,一切利用本发明原理的斜盘式柱塞泵或马达均可被认为包含在内。实施例1:如图3-8,示出了本发明的平面静压滑盘副结构及包含该结构的斜盘式柱塞泵的一种实施例,在所示的优选实施例中,斜盘式柱塞泵以轴支承缸体结构形式呈现,所述斜盘式柱塞泵包含主轴10、壳体30、第一轴承21、第二轴承22、斜盘40、滑盘50、柱塞70、缸体80、配流盘90以及中心弹簧100。所述主轴10的主轴轴心10C与所述缸体80的缸体中心轴心80C重合,所述中心弹簧100通过球铰103将所述滑盘50压紧,所述滑盘50朝向缸体80一侧端面的环周向与柱塞70相对位置设置有多个柱塞球窝58,所述柱塞70球头通过压板60固定在所述滑盘50的柱塞球窝58上并与所述柱塞球窝58滑动配合,所述滑盘50与斜盘40对置的端面设置有静压支承面50a,所述滑盘50的静压支承面50a支承在所述斜盘40上并与所述斜盘40工作面保持紧密配合,所述主轴10贯通所述斜盘40、滑盘50、缸体80和配流盘90,并由两端的第一轴承21和第二轴承22支承,所述缸体80与所述主轴10通过键连接并支承在所述主轴10上,在作为斜盘式柱塞泵时,原动机(未示出,例如电动马达、内燃机等)带动主轴10旋转,在所述斜盘40的支承力和中心弹簧100的回程力作用下,柱塞70在缸体80柱塞腔内做往复运动,实现泵或马达的吸排油工作。其中,所述壳体30包括一端开口的前壳31、呈中空状的壳体主体32以及与壳体主体连接的端盖33,所述前壳31具有用于容纳第一轴承21的第一空腔34,所述壳体主体32具有用于容纳缸体的第二空腔35,所述端盖33用于容纳第二轴承22并支承配流盘90,必要时可在其设置进油口和出油口(未示出),当斜盘式柱塞泵为变量泵时,可在壳体主体32上设置用于与斜盘连接并实现变量摆动的斜盘变量部41。所述主轴10呈圆柱状贯通前壳31、壳体主体32至端盖33,在其上设置有第一轴承支承部11和第二轴承支承部12,第一轴承支承部11与壳体主体32之间夹设有第一轴承21,第二轴承支承部12与端盖33之间夹设有第二轴承22,所述主轴10一端伸出前壳31用于外界原动机(或负载)并经由第一轴承21支承在前壳31上,另一端贯通至端盖33并经由第二轴承22支承在端盖33上,主轴10经由第一轴承21和第二轴承22可相对于壳体主体32绕自身的轴心旋转自如,主轴10中部的环周面上设置有用于连接缸体的键连接结构,主轴10经由键连接结构驱使缸体80实现同步旋转。所述缸体80是沿径向截面为圆形的柱状构形,并容纳在壳体主体32的第二空腔35内,具有以缸体中心轴心80C环向均匀分布的多个柱塞孔81和在中心处用于容纳主轴的主轴装配孔82,所述柱塞孔81及主轴装配孔82沿着径向的截面为圆形形状,且在缸体朝向滑盘50一侧的端面形成开口,所述柱塞70一端以能够往复运动的方式拆入缸体80的柱塞孔81中,主轴10以其轴体外周设置键连接方式与缸体80连接并穿过缸体80的主轴装配孔82,缸体80以其与主轴10同步运动的方式支承在主轴10上。其中,缸体80的主轴装配孔82在介于主轴10和缸体80内环周面的空间中设置有中心弹簧100,所述中心弹簧100一端借助止挡101支撑在缸体环周面上,另一端借助顶针102与球铰103作用,在工作中,中心弹簧100处于压缩状态,通过中心弹簧100的作用,使得缸体80一端经由中心弹簧100预压力作用以能够滑动的方式与配流盘90端面紧密抵接,形成具有间隙配合的静压油膜支承,另一端通过中心弹簧100预压力作用并经由球铰103作用在滑盘50上,使滑盘50始终与斜盘40贴紧,并对柱塞起到回程作用。缸体端面83与配流盘90端面可设置成平面或球面构形的配合面。配流盘90上设置有高压口和低压口(未示出),该高压口和低压口被经过主轴轴心10C平面分割成两侧。所述柱塞70包括一端支承在滑盘50的柱塞球窝58上且经由压板60固定在滑盘端面的柱塞球头71、用于连通柱塞孔81和柱塞球窝58并将油液通至静压支承面的柱塞中心孔72、外周面呈圆锥形的锥形杆部73以及与缸体柱塞孔81壁间隙配合的且可在其往复运动的柱塞部74。所述柱塞球头71呈球状且能够滑动自如的支承在滑盘的柱塞球窝上,所述锥形杆部73是大致从柱塞球端向柱塞部74逐渐增加的锥形状,当柱塞70运动到某一位置时,锥形杆部74与缸体柱塞孔81内环周面接触,起到传力作用。但需要说明的是,柱塞70不限于锥形柱塞类型,还可以包含外周面呈柱状的柱塞以及两端均为球头的连杆柱塞或者带万向铰的球面柱塞。所述滑盘50朝向缸体一侧的端面的环周向与柱塞70相对位置设置有多个柱塞球窝58,所述柱塞球窝58在滑盘50端面形成开口大致成半球状的凹部,柱塞球窝58以在滑盘50上以滑盘轴心50C的共同的圆周均匀间隔地分布的状态对柱塞球头71进行支承,在柱塞球头71安装在柱塞球窝58后,通过压板60将其固定在滑盘50的端面上,使得柱塞70相对滑盘50的端面的远离移动受到限制。特殊地,用于将柱塞70固定在滑盘50的端面的方式也不限于采用压板的方式,例如,也可以在滑盘50上设置有形状锁合的压紧装置(未示出),该压紧装置可通过大于180度的包覆将柱塞球头71进行固定。在滑盘50和压板60中心部设置有用于与球铰103抵接的开口57,该开口57成形于与球铰匹配的球面,球铰在中心弹簧110预压力作用下作用在滑盘50上,使滑盘50始终与斜盘40贴紧,并对柱塞起到回程作用。其中,所述滑盘50与斜盘40对置的端面上设置有与滑盘轴心50C垂直的静压支承平面50a,所述滑盘轴心50C与主轴轴心10C呈一定角度,所述静压支承平面50a支承在斜盘40上且始终与所述斜盘40保持滑动配合,所述滑盘50上设置有连通所述柱塞球窝58与所述静压支承平面50a的通油孔53,通油孔53将油液引入静压支承平面50a与斜盘40端面之间,使所述静压支承平面50a与斜盘40端面形成间隙配合的静压油膜支承。进一步地,所述滑盘50的静压支承平面50a上设有多个油室52,所述油室52是以滑盘轴心50C为中心间隔地分布在所述静压支承平面50a上,特殊地所述油室52为均匀间隔地分布,在所述油室52底部与各个柱塞球窝58之间设置有通油孔53,所述通油孔53将油液引入所述油室52,使所述静压支承平面50a与斜盘40端面形成间隙配合的静压油膜支承。进一步地,所述滑盘50与斜盘40对置的端面上设置有沿滑盘轴心50C向斜盘40一侧延伸的突起的凸台面51,所述凸台面51是以垂直于滑盘轴心50C方式并且由内直径和外直径围城的区域构成,所述滑盘50的凸台面51与斜盘40端面以能够滑动的方式相互抵接。在所述凸台面51上、与柱塞球窝58位置对应处还设置有油室52,所述油室52与柱塞球窝或柱塞数量相同,所述油室52是以滑盘轴心50C为中心的共同的圆周均匀间隔地分布在所述凸台面51上,在油室52底部与各个柱塞球窝58之间设置有通油孔53,所述通油孔53经由设置于柱塞中心的通油孔与缸体80中的高压油液连通,并将高压油液引入滑盘50的凸台面的油室中,使得凸台面51与斜盘40端面之间形成间隙配合的静压油膜支承。为了使凸台面51与斜盘40之间形成有效的静压油膜支承,在所述凸台面51上设置有用于密封油液作用的密封部,所述密封部以包围所述油室52的状态设置在油室的内外周,所述密封部包括分布在油室径向内外的内密封部55、外密封部54,以及设置在相邻油室之间的间隔密封部56。所述内密封部55是由油室52内边缘与凸台面51的内直径围成的区域,所述外密封部54是由油室52外边缘与凸台面51的外直径围成的区域,所述间隔密封部56是由两油室52之间的间隔凸台面区域,所述凸台面51的密封部与斜盘40之间始终保持一定合理的间隙使得油膜泄漏处于合理水平。其中,在所述凸台面51上与柱塞球窝58位置对应处设置的油室52沿径向的截面可设置多种形式,图5-图7为本发明中示出的三种实施例,但本发明不限于此三种实施例,一切利用本发明原理的实施例均可被认为包含在内。图5为其中一个优选实施例,在实施例中,从沿滑盘轴心50C向滑盘端面观察,在滑盘的凸台面51上设置的油室52沿径向的截面呈腰形,腰形油室两端优先采用半个圆弧状,每一个腰形油室与相应柱塞球窝58对应,腰形油室均匀的环形地间隔分布在凸台面51上,在腰形油室底部设置有连通油室52与滑盘50球窝的通油孔53。图6为其中一个实施例,在实施例中,从沿滑盘轴心50C向滑盘端面观察,在滑盘的凸台面51上设置的油室52沿径向的截面呈圆形,每一个圆形油室与相应柱塞球窝58对应,圆形油室均匀的环形地间隔分布在凸台面51上,在圆形油室底部设置有连通油室与滑盘50球窝的通油孔53。进一步地,为了减少支承面上的支承力,减少磨损,可在凸台面51上设置圆形油室或腰形油室的基础上,沿径向在滑盘50外圆周上增设多个辅助支承面510,如图7所示,所述辅助支承面510之间设置有径向泄油槽511,所述辅助支承面510与所述外密封部54之间也设置有环形泄油槽512,所述径向泄油槽511与环形泄油槽512之间相互连通。特殊地,可以将贯通油室52底部和柱塞球窝58的通油孔53或柱塞中心孔72设置成阻尼孔形式,或者也可在通油孔53或柱塞中心孔72内设置阻尼器(未示出)。这种带阻尼孔或阻尼器的结构使得滑盘50端面与斜盘40形成带油膜压力反馈的平面静压油膜支承。这种结构可使油室52的压力随外荷载而变化,其具体工作原理如下:当外荷载增加,油膜厚度减少,漏损减少,通过阻尼孔的压降减少,油室52压力升高,滑盘50端面总推力加大,使得油膜厚度恢复至原来值;反之,当外荷载减少,油膜厚度增大,漏损加大,油室52压力下降,滑盘50端面总推力减少,使得油膜厚度恢复至原来值。进一步地,为了减少斜盘40表面的磨损,在斜盘40与滑盘50之间夹设有衬板42,所述衬板42呈平板的圆环状,所述衬板42以相对于斜盘40沿主轴轴心10C的方向位移被约束但可滑动的状态支承于斜盘40上,在所述滑盘50上设置有连通所述柱塞球窝58与所述静压支承平面的通油孔53,所述通油孔53将油液引入静压支承平面50a与衬板42之间,使所述静压支承平面50a与衬板42形成间隙配合的静压油膜支承。由于采用的整体式静压支承滑盘结构,滑盘50将现有滑靴结构技术中多个独立的滑靴和与滑靴接触连接的回程盘集成在一起,使得本发明中柱塞70与滑盘50、滑盘50与压板60连接更加可靠,避免了原有滑靴结构中滑靴颈部及肩部磨损、剪切破坏和回程盘钻孔部位发生开裂等现象,从而提高了斜盘式柱塞泵或马达的工作可靠性。同时,由于滑盘50是对称的圆形结构,在柱塞泵和马达高速工作运转下,滑盘50各部分的离心力及摩擦力相互抵消,避免了原有结构中单个滑靴在高速运动过程中受到周向运动引起的离心力矩以及随缸体旋转所产生的摩擦力矩综合作用下,使滑靴相对斜盘表面产生倾覆现象,因此,整体式滑盘结构磨耗更加均匀,消除或降低了原有滑靴结构中偏磨现象。再者,采用的整体式静压支承滑盘结构,由于具有较大的接触面积,可降低支承应力,因此,滑盘50与斜盘40摩擦副间磨损较小,避免过早出现“烧盘”现象,有利于进一步提高泵或马达的工作压力、工作转速。进一步地,由于采用压盘将柱塞球头固定在滑盘上,并通过球铰提供回程力,因此,有利于柱塞的回程,提高了泵或马达的自吸能力。进一步地,本发明采用的整体式静压支承滑盘结构,静压支承面、油室、球窝均在滑盘50上加工,而原有滑靴结构须对各个滑靴和回程盘分别加工,降低了高精度加工构件工作量。同时,整体式静压支承滑盘结构,有利于降低因原有滑靴结构中滑靴和回程盘存在间隙而因摩擦、推挤、冲击等原因造成的机械噪音。进一步地,由于采用了连杆柱塞结构,使得柱塞作用在缸体上的侧向力降低,由于缸体受到的侧向力减少进一步使得作用在的主轴上的侧向弯矩减少,因此有利于缸体端面与配流盘保持紧密配合,防止油液从缸体端面与配流盘端面出现过大漏损、偏磨严重等病害,提高泵或马达的使用寿命。实施例2:如图9-图11表示本发明的实施方式2的斜盘式柱塞泵或马达,与实施方式1的不同之处在于缸体支承方式以及因缸体支承方式的不同导致滑盘副结构、中心弹簧支撑方式的差异。如图9所示,本实施例中的斜盘式柱塞泵以轴承支承缸体结构形式呈现,所述斜盘式柱塞泵包含主轴10、壳体30、第一轴承21、第二轴承22,斜盘40、滑盘50、柱塞70、缸体80、配流盘90以及中心弹簧100。所述主轴轴心10C与所述缸体的中心轴心80C重合,所述主轴10一端支承在第一轴承21上,另一端贯通配流盘90并与所述缸体80键连接,所述缸体80通过缸体套84支承在第二轴承21上,所述滑盘50朝向缸体一侧的端面的环周向与柱塞70相对位置设置有多个柱塞球窝58,所述柱塞70球头通过压板60固定在所述滑盘50的柱塞球窝58上,并与所述柱塞球窝58滑动配合,所述中心弹簧100通过套筒105、钢球104将所述滑盘50压紧,所述滑盘50的静压支承面50a支承在所述斜盘50上,并与所述斜盘40的工作面保持紧密配合,所述主轴10和缸体80在旋转工作时,在所述斜盘40的支承力和中心弹簧100的回程力作用下,所述柱塞70在缸体柱塞孔81内做往复运动,实现泵或马达的吸排油工作。所述壳体30包含泵体31、壳体主体32和端盖33(或变量机构),所述壳体主体32为中空状,其一端与泵体通过螺栓36连接,另一端与端盖33(或变量机构)连接,泵体31具有用于容纳第一轴承21的第一空腔34,在泵体上设置进油口31a或出油口31b,所述壳体主体32具有用于容纳缸体80和第二轴承22的第二空腔35。所述主轴10呈圆柱状贯通泵体31的第一空腔33和壳体主体32的第二空腔,在其上设置有第一轴承支承部11,所述第一轴承支承部11与泵体31之间夹设有第一轴承21,所述主轴10一端伸出壳体用于外界原动机(或负载)并经由第一轴承21支承在泵体31上,另一端与缸体80通过键连接,所述主轴10经由第一轴承21绕自身的轴心旋转自如。所述缸体80的外周部设置缸套84,在所述缸套84与壳体主体32之间夹设有第二轴承22,所述缸体80在第二轴承22的支承作用下绕自身轴心旋转自如,所述缸体80是沿径向截面为圆形的柱状构形,并容纳在壳体主体32的第二空腔35内,具有以缸体中心轴心80C环向均匀分布的多个柱塞孔81和在中心处用于容纳主轴的主轴装配孔82。所述柱塞孔81及主轴装配孔82沿着径向的截面为圆形形状,并在缸体朝向滑盘50一侧的端面形成开口。所述柱塞70一端以能够往复运动的方式拆入缸体80的柱塞孔81中,所述主轴90以其轴体外周设置键连接方式与缸体80连接并穿过缸体的主轴装配孔82,所述缸体80以其与主轴同步运动的方式支承在第二轴承22上。其中,在缸体的主轴装配孔82内设置有向斜盘40一侧开口的外套106,在所述外套106的中心空腔中设置有中心弹簧100,所述中心弹簧100一端支撑在外套106底面上,另一端借助套筒105和钢球104支撑在滑盘50中心球窝59上。在工作中,所述中心弹簧100处于压缩状态,通过中心弹簧100的作用,使得缸体80一端经由中心弹簧100预压力作用以能够滑动的方式与配流盘90端面紧密抵接,形成具有间隙配合的静压油膜支承,另一端通过中心弹簧100预压力作用并经由套筒105和钢球104作用在滑盘50上,使滑盘50始终与斜盘40贴紧,并对柱塞70起到回程作用。所述配流盘90设置在泵体31和缸体80之间,所述配流盘90上设置有高压口和低压口(未示出)并分别与泵体31的进油口31a和出油口31b相通,所述配流盘90的高压口和低压口被经过主轴轴心10C平面分割成两侧。如图11所示,所述滑盘50朝向缸体一侧的端面设置有多个柱塞球窝58和一个中心球窝59,所述柱塞球窝58和中心球窝59分别在滑盘50端面形成开口大致成半球状的凹部,所述柱塞球窝58以在滑盘50上以滑盘轴心50C为中心的共同的圆周均匀间隔地分布的状态对柱塞球头71进行支承,所述中心球窝59在主轴中心处形成并对钢球104进行支承。以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限与这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及及其改进,其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

权利要求:1.一种平面静压支承滑盘副结构,其特征在于:所述滑盘副结构包括用于提供支承的斜盘(40)以及支承在斜盘(40)上的滑盘(50),所述滑盘(50)为整体结构,所述滑盘(50)朝向缸体一侧的端面设置有多个柱塞球窝(58),所述滑盘(50)与斜盘(40)对置的端面设置有静压支承平面(50a),所述静压支承平面(50a)支承在所述斜盘(40)上且与所述斜盘(40)保持滑动配合,在所述滑盘(50)上设置有连通柱塞球窝(58)与静压支承平面(50a)的通油孔(53),所述通油孔(53)将油液引入静压支承平面(50a)与斜盘(40)端面之间,使所述静压支承平面(50a)与斜盘(40)端面形成间隙配合的静压油膜支承。2.根据权利要求1所述的平面静压支承滑盘副结构,其特征在于:所述滑盘(50)的静压支承平面(50a)上设有多个油室(52),所述油室(52)以滑盘轴心(50C)为中心间隔地分布在所述静压支承平面(50a)上,在每个油室(52)底部与对应柱塞球窝(58)之间设置有通油孔(53),所述通油孔(53)将油液引入所述油室(52),使所述静压支承平面(50a)与斜盘(40)端面形成间隙配合的静压油膜支承。3.根据权利要求2所述的平面静压支承滑盘副结构,其特征在于:所述静压支承平面(50a)为滑盘(50)上、沿所述主轴轴心(10C)向主轴一侧延伸的凸台面(51),在所述凸台面(51)上设置有多个油室(52),所述油室(52)以滑盘轴心(50C)为中心间隔地分布在所述凸台面(51)上,在每个油室(52)底部与对应柱塞球窝(58)之间设置有通油孔(53),所述通油孔(53)将油液引入所述油室(52),使所述凸台面(51)与斜盘(40)的端面形成间隙配合的静压油膜支承。4.根据权利要求3所述的平面静压支承滑盘副结构,其特征在于:在所述凸台面(51)上设置有用于密封油液的密封部,所述密封部包括设置在油室(52)径向内外侧的内密封部(55)和外密封部(54),以及设置在相邻油室(52)之间的间隔密封部(56)。5.根据权利要求4所述的平面静压支承滑盘副结构,其特征在于:在所述滑盘(50)的凸台面(51)外周设置有多个辅助支承面(510),所述辅助支承面(510)之间设置有径向泄油槽(511),所述辅助支承面(510)与所述外密封部(54)之间设置有环形泄油槽(512),所述径向泄油槽(511)与环形泄油槽(512)之间相互连通。6.根据权利要求2所述的平面静压支承滑盘副结构,其特征在于:所述通油孔(53)或柱塞中心孔(72)设置成阻尼孔或设置有阻尼器,所述阻尼孔或阻尼器能够使油室(52)的油压随外荷载变化而变化,以形成带油膜压力反馈的静压支承,使得所述滑盘(50)与斜盘(40)之间间隙始终处于相对稳定的状态。7.根据权利要求1所述的平面静压支承滑盘副结构,其特征在于:在所述滑盘(50)与斜盘(40)之间夹设有衬板(42),所述静压支承平面(50a)支承在所述衬板(42)上且始终与所述衬板(42)保持滑动配合,所述通油孔(53)将油液引入静压支承平面(50a)与衬板(42)之间,使所述静压支承平面(50a)与衬板(42)形成间隙配合的静压油膜支承。8.一种包含有权利要求1至7中任意一项所述的平面静压支承滑盘副结构的斜盘式柱塞泵或马达,包括主轴(10)、壳体(30)、第一轴承(21)、第二轴承(22)、柱塞(70)、缸体(80)、配流盘(90)以及中心弹簧(100),所述主轴(10)的主轴轴心(10C)与所述缸体(80)的缸体中心轴心(80C)重合,所述中心弹簧(100)通过球铰(103)将所述滑盘(50)压紧,所述柱塞球头(71)固定在所述滑盘(50)的柱塞球窝(58)上并与所述柱塞球窝(58)滑动配合,所述滑盘(50)的静压支承平面(50a)支承在所述斜盘(40)上并与所述斜盘(40)工作面保持紧密配合,所述主轴(10)贯通所述斜盘(40)、滑盘(50)、缸体(80)和配流盘(90),并由两端的第一轴承(21)和第二轴承(22)支承,所述缸体(80)支承在所述主轴(10)上并与所述主轴(10)通过键连接,所述主轴(10)和缸体(80)在旋转工作时,在所述斜盘(40)的支承力和中心弹簧(100)的回程力作用下,所述柱塞(70)在缸体(80)的柱塞腔内做往复运动,实现泵或马达的吸排油工作。9.一种包含有权利要求1至7中任意一项所述的平面静压支承滑盘副结构的斜盘式柱塞泵或马达,包括主轴(10)、壳体(30)、第一轴承(21)、第二轴承(22)、柱塞(70)、缸体(80)、配流盘(90)和中心弹簧(100),所述主轴(10)的主轴轴心(10C)与所述缸体(80)的缸体中心轴心(80C)重合,所述主轴(10)一端支承在第一轴承(21)上,另一端贯通配流盘(90)并与所述缸体(80)通过键连接,所述缸体(80)通过缸套(84)支承在第二轴承(22)上,所述柱塞球头(71)固定在所述滑盘(50)的柱塞球窝(58)上并与所述柱塞球窝(58)滑动配合,所述中心弹簧(100)通过套筒(106)和钢球(104)将所述滑盘(50)压紧,所述滑盘(50)的静压支承平面(50a)支承在所述斜盘(40)上并与所述斜盘(40)工作面保持紧密配合,所述主轴(10)和缸体(80)在旋转工作时,在所述斜盘(40)的支承力和中心弹簧(100)的回程力作用下,所述柱塞(70)在缸体(80)的柱塞腔内做往复运动,实现泵或马达的吸排油工作。10.根据权利要求8或9所述的斜盘式柱塞泵或马达,其特征在于:所述柱塞(70)包含带锥形结构的连杆柱塞、两端均设置有球头的连杆柱塞、带万向铰的球面柱塞的一种,所述柱塞(70)一端可相对缸体(80)往复滑动的方式拆入所述缸体的柱塞孔(81)内,另一端以相对滑盘(50)端面远离受限且能够倾动的状态固定在所述滑盘(50)的柱塞球窝(58)上。

百度查询: 上海强田驱动技术有限公司 一种平面静压支承滑盘副结构及包含该结构的斜盘式柱塞泵或马达

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