[发明专利]一种轴向柱塞泵回程机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴向柱塞泵回程机构，属于液压传动领域。

背景技术

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，柱塞腔内高压油将柱塞顶出，使滑靴压紧斜盘；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。为解决柱塞的回程问题，通常有以下四种方法：

（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。目前国内定型生产的CY14型和ZB型泵均采用此种结构。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。

发明内容

本发明的目的是针对现有轴向柱塞泵回程机构的不足，提供一种轴向柱塞泵回程机构，以克服现有技术的全部或部分缺陷。

为实现上述目的，本发明所采用的技术手段是：本发明的柱塞呈阶梯状；缸体的壁上沿缸体的轴向设有多个阶梯状缸孔，且阶梯状缸孔沿缸体的周向间隔分布，所述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形成间隙配合，并且柱塞的小直径段与阶梯状缸孔的小直径段形成间隙配合；当柱塞在阶梯状缸孔内往复移动时，在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，并且，在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；在所述缸体的壁上还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所述第一油道与一个环形区域连通，每个第一油道内设有液阻；各所述环形区域之间相互连通。

进一步地，本发明所述柱塞的大直径段的头部呈球形，所述柱塞的小直径段的端面为平面，所述柱塞开设有轴向通孔，所述轴向通孔的一端与对应的油腔连通、另一端与滑靴的中心通孔连通。

进一步地，本发明所述第一油道由第一分油道、第二分油道和第三分油道组成，第一分油道通过第三分油道与第二分油道连通，其中，第一分油道与对应的环形区域连通，第二分油道与对应的油腔连通，所述液阻置于第三分油道内。

进一步地，本发明的每相邻的两个环形区域之间通过一个第四油道连通。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

（1）当柱塞位于吸油行程时，作用于柱塞的阶梯面上的液压油压力约为该轴向柱塞泵的排油压力的一半，对柱塞产生向外伸出的推力，强制柱塞回程，提高了轴向柱塞泵的自吸能力，避免空化气蚀现象，延长轴向柱塞泵的使用寿命。

（2）本发明回程机构中的柱塞滑靴球面副仅承受压应力，避免了机械强制回程机构中的柱塞滑靴球面副承受高频拉压应力的现象，消除了柱塞滑靴球面副松动、拉脱甚至碎裂的现象；此外，本发明回程机构不需弹簧的辅助，避免了因弹簧承受高频交变应力而使轴向柱塞泵寿命下降的现象。

附图说明

图1为本发明的柱塞的一个实施例的结构示意图。

图2为本发明的缸体的一个实施例的结构示意图。

图3为本发明轴向柱塞泵回程机构的一个实施例的剖视图。

图4为图3中F部的放大图。

图5为图3沿A-A方向的剖视图。

图6为图5中G部的放大图。