齿轮齿条式双作用叶片二次元件.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201510159059.X

申请日:

2015.04.06

公开号:

CN104791246A

公开日:

2015.07.22

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F04C 2/344申请公布日:20150722|||实质审查的生效IPC(主分类):F04C 2/344申请日:20150406|||公开

IPC分类号:

F04C2/344; F04C14/04; F03C2/30

主分类号:

F04C2/344

申请人:

山东交通学院

发明人:

臧发业; 戴汝泉; 孔祥臻; 张竹林; 尹修杰

地址:

250357山东省济南市天桥区交校路5号山东交通学院

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

一种齿轮齿条式双作用叶片二次元件主要由壳体、传动轴、配流盘、转子、定子、叶片、手轮、螺杆、变量柱塞、上端盖、下端盖等组成;其特征在于转子和定子的中心是固定且重合的,叶片沿转子径向安置,转子通过花键与传动轴联接,定子外圈以长半径圆弧中心为中心150°范围内作成齿轮型式;变量柱塞安装在二次元件壳体内,变量柱塞的一个侧面加工成齿条型式,与齿轮式定子构成齿轮传动幅,变量柱塞的另一个侧面加工有凹槽,变量柱塞的凹槽上装有导向块,变量柱塞与螺杆构成传动幅,螺杆上端固定有手轮,螺母可将螺杆锁紧在上端盖上,上端盖、下端盖通过螺栓固定在壳体上;配流盘安装在传动轴上,并紧压在定子的左右两个侧面上。

权利要求书

1.  一种齿轮齿条式双作用叶片二次元件包括壳体(1)、传动轴(2)、配流盘(3、6)、转子(4)、定子(5)、叶片(7)、手轮(8)、螺母(9)、上端盖(10)、套筒(11)、导向块(12)、螺杆(13)、变量柱塞(14)、下端盖(15);其特征在于,转子(4)和定子(5)的中心是固定且重合的,转子(4)的宽度比定子(5)的宽度稍小,转子(4)安装在定子(5)内,叶片(7)的一端放入转子(4)的叶片槽内,叶片(7)的另一端与定子(5)的内表面接触,叶片(7)沿转子(4)径向安置,转子(4)通过花键与传动轴(2)配合联接,定子(5)外圈以长半径圆弧中心为中心150°范围内作成齿轮型式;变量柱塞(14)安装在二次元件壳体(1)内,变量柱塞(14)的一个侧面加工成齿条型式,变量柱塞(14)的另一个侧面加工有凹槽,变量柱塞(14)的凹槽上装有导向块(12),变量柱塞(14)的上端部加工有内螺纹,螺杆(13)的下端加工为外螺纹,螺杆(13)与变量柱塞(14)构成传动幅,螺杆(13)上装有套筒(11),套筒(11)安装在二次元件壳体(1)内,套筒(11)的上端面与螺杆(13)凸肩的下表面配合接触,螺杆(13)凸肩的上表面与上端盖(10)配合接触,上端盖(10)装在螺杆(13)上,螺杆(13)上端固定有手轮(8),变量柱塞(14)与定子(5)构成齿轮传动幅,螺母(9)可将螺杆(13)锁紧在上端盖(10)上,上端盖(10)、下端盖(15)通过螺栓固定在二次元件壳体(1)上;配流盘(3、6)安装在传动轴(2)上,并紧压在定子(5)的左右两个侧面上;定子(5)的初始旋转位置是定子(5)长半径圆弧中心线与一组配油窗口中心线重合时的位置,在初始旋转位置处,定子(5)的旋转角为零度,二次元件的排量为零,定子(5)可从初始旋转位置逆时针或顺时针旋转,转角范围为-45°— 45°;当定子(5)绕中心从初始旋转位置顺时针转动一个正角度,转子及传动轴顺时针方向旋转时,二次元件处于“液压马达”工况,转子及传动轴逆时针方向旋转时,二次元件处于“液压泵”工况;当定子(5)过零点逆时针旋转一个负角度,转子及传动轴顺时针方向旋转时,二次元件处于“液压泵”工况,转子及传动轴逆时针方向旋转时,二次元件处于“液压马达”工况;当定子(5)从初始旋转位置顺时针或逆时针旋转时,二次元件的排量不断增大,当转角达到±45°时,二次元件的排量达到最大值。

说明书

齿轮齿条式双作用叶片二次元件
技术领域
本发明涉及一种齿轮齿条式双作用叶片二次元件,属机械领域。
背景技术
二次元件是指能实现液压能和机械能互相转换的元件,也称变量液压马达/泵,它既可以工作在“液压马达”工况,又可以工作在“液压泵”工况,当二次元件从“拖动负载”过渡到“负载拖动”的工况时,它就由“液压马达”工况过渡到“液压泵”工况,即由消耗能量工况转变为回收能量工况,从而为能量的回收和再利用提供可能。
现有的二次元件大都是在斜盘式柱塞变量马达的基础上改进设计的,结构主要是柱塞式的,其工作压力高,在20MPa以上,流量范围大,一般用于高压、大流量液压系统中,在中、低压液压系统中使用,效率很低,而且柱塞式二次元件结构复杂、加工精度高,对油污染敏感,滤油精度要求高,价格较昂贵,因此使得二次元件的应用范围受到了很大的限制。
发明内容
本发明的目的是提供了一种结构紧凑、流量均匀、噪声小、运转精度高且平稳,可应用于中高压、中压、中低压液压系统的齿轮齿条式双作用叶片二次元件,以丰富二次元件的品种,扩大二次元件的应用范围。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案:
一种齿轮齿条式双作用叶片二次元件主要由壳体、传动轴、配流盘、转子、定子、叶片、手轮、螺母、上端盖、套筒、导向块、螺杆、变量柱塞、下端盖等组成;转子和定子的中心是固定且重合的,转子的宽度比定子的宽度稍小,转子安装在定子内,叶片的一端放入转子的叶片槽内,叶片的另一端与定子的内表面接触,叶片沿转子径向安置,转子通过花键与传动轴配合联接,定子外圈以长半径圆弧中心为中心150°范围内作成齿轮型式;由手轮、螺母、上端盖、套筒、导向块、螺杆、变量柱塞、下端盖等构成变量机构,变量柱塞安装在二次元件壳体内,变量柱塞的一个侧面加工成齿条型式,变量柱塞的另一个侧面加工有凹槽,变量柱塞的凹槽上装有导向块,变量柱塞的上端部加工有内螺纹,螺杆的下端加工为外螺纹,螺杆与变量柱塞构成传动幅,螺杆上装有套筒,套筒安装在二次元件壳体内,套筒的上端面与螺杆凸肩的下表面配合接触,螺杆凸肩的上表面与上端盖配合接触,上端盖装在螺杆上,螺杆上端固定有手轮,齿条式变量柱塞与齿轮式定子构成齿轮传动幅,螺母可将螺杆锁紧在上端盖上,上端盖、下端盖通过螺栓固定在壳体上;配流盘安装在传动轴上,并紧压在定子的左右两个侧面上。二次元件的进、出油口大小相同。
本发明的一种齿轮齿条式双作用叶片二次元件与现有技术相比,所产生的有益效果是:
通过对定子旋转角度的控制,使二次元件的“液压马达”工况与“液压泵”工况相互转换,实现能量的回收和再利用;本发明可应用于中高压、中压、中低压液压系统中,即7MPa以上,20MPa以下的液压系统中,扩大了二次元件的应用范围,丰富了二次元件的品种。
附图说明
    下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是齿轮齿条式双作用叶片二次元件的结构简图
图2是齿轮齿条式双作用叶片二次元件的A-A视图
图3是齿轮齿条式双作用叶片二次元件定子初始位置图
图4是齿轮齿条式双作用叶片二次元件的原理图
1.壳体,2.传动轴,3、6.配流盘,4.转子,5.定子,7.叶片,8.手轮,9.螺母,10.上端盖,11.套筒,12.导向块,13.螺杆,14.变量柱塞,15.下端盖。
具体实施方式
一种齿轮齿条式双作用叶片二次元件主要由壳体1、传动轴2、配流盘3、6和转子4、定子5、叶片7、手轮8、螺母9、上端盖10、套筒11、导向块12、螺杆13、变量柱塞14、下端盖15等组成;转子4和定子5的中心是固定且重合的,转子4的宽度比定子5的宽度稍小,转子4安装在定子5内,叶片7的一端放入转子4的叶片槽内,叶片7的另一端与定子5的内表面接触,叶片7沿转子4径向安置(即安放角为零),转子4通过花键与传动轴2配合联接,定子5外圈以长半径圆弧中心为中心150°范围内作成齿轮型式;由手轮8、螺母9、上端盖10、套筒11、导向块12、螺杆13、变量柱塞14、下端盖15等构成变量机构,变量柱塞14安装在二次元件壳体1内,变量柱塞14的一个侧面加工成齿条型式,变量柱塞14的另一个侧面加工有凹槽,变量柱塞14的凹槽上装有导向块12,导向块12可在二次元件壳体1上加工的导向槽中滑动,起导向和防止变量柱塞14转动的作用,变量柱塞14的上端部加工有内螺纹,螺杆13的下端加工为外螺纹,螺杆13与变量柱塞14构成传动幅,螺杆13上装有套筒11,套筒11安装在二次元件壳体1内,套筒11的上端面与螺杆13凸肩的下表面配合接触,螺杆13凸肩的上表面与上端盖10配合接触,上端盖10装在螺杆13上,螺杆13只能转动而不上下移动,螺杆13上端固定有手轮8,顺时针、逆时针旋转手轮8可通过螺杆13带动变量柱塞14上、下移动,齿条式变量柱塞14与齿轮式定子5构成齿轮传动幅,定子5在变量柱塞14的作用下可绕中心旋转实现变量,不变量时,由螺母9将螺杆13锁紧在上端盖10上,上端盖10、下端盖15通过螺栓固定在壳体1上;配流盘3、6安装在传动轴2上,并紧压在定子5的左右两个侧面上。二次元件的进、出油口大小相同。
二次元件不工作时,图3中,定子5长半径圆弧中心线与一组配油窗口中心线重合,此时,定子5的转角为零度,即为齿轮式定子5的初始旋转位置(零点)。
定子5在初始位置时,二次元件的排量为零。假定对着二次元件传动轴2的方向,定子5顺时针方向旋转角为正,逆时针方向旋转角为负。当定子5顺时针或逆时针旋转时,随着定子5转角正向或负向增大,二次元件的排量也正向或负向增大,当转角达到45°时,二次元件的排量正向最大,当转角为-45°时,二次元件的排量负向最大,因此,定子5可在-45°— 45°转角范围内旋转,且使二次元件的排量不断变化。
二次元件工作时,松开螺母9,逆时针旋转手轮8,变量柱塞14向下移动,对着二次元件传动轴2的方向,通过齿轮齿条传动使定子5绕中心顺时针转动一个正角度,调节结束后拧紧螺母9。当二次元件上油口进油,下油口回油时,在图4(a)中,与二次元件上油口连通的左、右两个配油窗口处,由转子4、定子5、两相邻叶片及两侧配流盘3、6组成的两个对称封闭区域中,由于叶片hn的受压面积大于叶片mf的受压面积,在压力差的作用下,转子4及传动轴2以顺时针方向(对着二次元件传动轴2的方向)旋转,二次元件以“液压马达”工况工作,消耗液压系统的能量,驱动负载工作。
若停止给二次元件供油,在负载惯性动能的作用下,转子4及传动轴2将继续以顺时针方向(对着二次元件传动轴2的方向)旋转,此时,松开螺母9,顺时针旋转手轮8,变量柱塞14向上移动,使定子5逆时针方向旋转一个负角度(过零点)。在图4(b)中,与二次元件下油口连通的上、下两个配油窗口处,由转子4、定子5、两相邻叶片及两侧配流盘3、6组成的两个对称封闭区域容积不断增大,产生真空,吸入油液,下油口就成为吸油口;上油口处由转子4、定子5、两相邻叶片及两侧配流盘3、6组成的两个对称封闭区域容积不断减小,油液经上油口被压出进入液压系统中,以“液压泵”工况工作,向液压系统回馈能量,并起制动作用。
若定子5继续处在负角度位置,给二次元件上油口通压力油,下油口回油时,在图4(c)中,与二次元件上油口连通的左、右两个配油窗口处,由转子4、定子5、两相邻叶片及两侧配流盘3、6组成的两个对称封闭区域中,由于叶片ur的受压面积大于叶片sv受压面积,在压力差的作用下,转子4及传动轴2以逆时针方向(对着二次元件传动轴2的方向)旋转,二次元件又以“液压马达”工况工作,消耗液压系统的能量,驱动负载工作。
松开螺母9,逆时针旋转手轮8,变量柱塞14向下移动,通过变量柱塞14的作用,定子5过零点处于一个正角度,调节结束后拧紧螺母9,并停止给二次元件供油,若转子4及传动轴2仍以逆时针方向(对着二次元件传动轴2的方向)旋转,此时,在图4(d)中,与二次元件下油口连通的上、下两个配油窗口处,由转子4、定子5、两相邻叶片及两侧配流盘3、6组成的两个对称封闭区域容积不断增大,产生真空,吸入油液,下油口就成为吸油口;上油口处由转子4、定子5、两相邻叶片及两侧配流盘3、6组成的两个对称封闭区域容积不断减小,油液经上油口被压出进入液压系统中,以“液压泵”工况工作,向液压系统回馈能量,并起制动作用。
定子5旋转角度的大小和方向由变量柱塞14的位移决定,变量柱塞14的位移可由手轮8的转角控制,通过旋转手轮8可调节变量柱塞14的位移(大小和方向)。

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一种齿轮齿条式双作用叶片二次元件主要由壳体、传动轴、配流盘、转子、定子、叶片、手轮、螺杆、变量柱塞、上端盖、下端盖等组成;其特征在于转子和定子的中心是固定且重合的,叶片沿转子径向安置,转子通过花键与传动轴联接,定子外圈以长半径圆弧中心为中心150范围内作成齿轮型式;变量柱塞安装在二次元件壳体内,变量柱塞的一个侧面加工成齿条型式,与齿轮式定子构成齿轮传动幅,变量柱塞的另一个侧面加工有凹槽,变量柱塞的。

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