一种旋转斜盘可调液压变压器.pdf

本发明涉及一种旋转斜盘可调液压变压器，属于液压传动技术领域。包括斜盘、壳体回油口螺塞，配流盘，配流盘固定销，后端盖，支撑套，滑动轴承，主轴，缸体柱塞组件，壳体，挡圈A，圆柱滚子轴承，推力轴承，挡圈B，主轴轴承，伺服电机，调整垫，隔环，联接套，平键，密封板，圆锥滚子轴承，端盖，蜗杆和蜗轮；壳体为一带有空腔的圆柱体；主轴的一端支撑在壳体上；斜盘与蜗轮紧固连接；在斜盘的上方为缸体柱塞组件，缸体柱塞组件与主轴之间活动联接；主轴的另一端支撑在后端盖的沉孔内；在壳体的螺纹孔安装有壳体回油口螺塞；在壳体的凸台的内部开有一通孔安装蜗杆。本发明的旋转斜盘可调液压变压器结构简单，操纵方便，具有实际应用价值。

1.  一种旋转斜盘可调液压变压器，包括壳体回油口螺塞(2)，配流盘(3)，配流盘固定销(4)，后端盖(5)，支撑套(6)，滑动轴承(7)，主轴(8)，缸体柱塞组件(9)，壳体(10)，挡圈A(11)，圆柱滚子轴承(12)，推力轴承(13)，挡圈B(14)，主轴轴承(15)，伺服电机(16)，调整垫(17)，隔环(18)，联接套(19)，平键(20)，密封板(21)，圆锥滚子轴承(22)，端盖(23)，蜗杆(24)和蜗轮(25)，外围设备包括控制器，其特征在于液压变压器还包括斜盘(1)；
壳体(10)为一带有空腔的圆柱体，壳体(10)空腔的底部有上、中、下三个连续的台阶；主轴(8)的一端通过主轴轴承(15)支撑在壳体(10)的下台阶上，主轴(8)与主轴轴承(15)之间用挡圈B(14)卡紧；斜盘(1)与蜗轮(25)紧固连接；斜盘(1)通过推力轴承(13)支撑在壳体(10)的中间台阶上，斜盘(1)通过圆柱滚子轴承(12)支撑在主轴(8)上并通过挡圈A(11)卡紧；在斜盘(1)的上方为缸体柱塞组件(9)，缸体柱塞组件(9)与主轴(8)之间通过花键活动联接；在缸体柱塞组件(9)的上方为配流盘(3)，配流盘(3)与后端盖(5)通过配流盘固定销(4)周向定位；后端盖(5)为一长方体，后端盖(5)内侧中心位置有一个沉孔；主轴(8)的另一端通过滑动轴承(7)和支撑套(6)支撑在后端盖(5)的沉孔内；后端盖(5)位于壳体(10)的顶端，后端盖(5)与壳体(10)通过螺栓连接；后端盖(5)上开有3个通孔，后端盖上的3个通孔与配流盘(3)上的A、B、T三个配流口相对应；在壳体(10)的一侧开有螺纹孔，在壳体(10)上开有的螺纹孔安装有壳体回油口螺塞(2)；在壳体(10)开有螺纹孔的一侧有一个半圆柱形的凸台，在壳体(10)的凸台的内部开有一通孔安装蜗杆(24)；
伺服电机(16)与壳体(10)通过螺栓固定连接；伺服电机(16)与蜗杆(24)的一端通过联接套(19)和平键(20)固定连接；在联接套(19)与壳体(10)之间以及壳体(10)与伺服电机(16)之间有隔环(18)；隔环(18)为台阶状的带有空腔的一端直径大一端直径小的圆柱体，在联接套(19)与壳体(10)之间的隔环(18)为直径小的一端，在壳体(10)与伺服电机(16)之间为直径大的一端，在隔环(18)与伺服电机(16)之间有调整垫(17)；在联接套(19)下方的蜗杆(24)的外侧套有密封板(21)；蜗杆(24)通过2个圆锥滚子轴承(22)支撑在壳体(10)上；蜗杆(24)与蜗轮(25)啮合连接；在蜗杆(24)的另一端为端盖(23)，端盖(23)与壳体(10)通过螺栓固定连接；端盖(23)对蜗杆(24)起到轴向定位作用，伺服电机(16)与控制器连接。

一种旋转斜盘可调液压变压器
技术领域
本发明涉及一种旋转斜盘可调液压变压器，属于液压传动技术领域。
背景技术
现有液压变压器的配流盘和后端盖上均开有A(接高压油源)、B(接负载执行元件)、T(接低压油源或油箱)三个油口，通过旋转配流盘实现变压。在变压过程中，由于配流盘与后端盖之间有圆周方向的相对转动，容易使二者之间的油口发生错位，需要采取特殊措施保持配流盘上的A、B、T三个油口与后端盖上相应油口的对应关系，同时配流盘的旋转角度范围受到限制，使得液压变压器的变压比变化范围小。
本发明中所用的缸体柱塞组件为现有斜盘式轴向柱塞泵的组件，包括缸体、柱塞、滑靴、回程盘、球形铰、蝶形弹簧和中心弹簧。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有液压变压器中配流盘与后端盖油口之间的节流以及现有液压变压器的变压比变化范围小的问题，提出一种旋转斜盘可调液压变压器。
本发明的一种旋转斜盘可调液压变压器，包括斜盘、壳体回油口螺塞，配流盘，配流盘固定销，后端盖，支撑套，滑动轴承，主轴，缸体柱塞组件，壳体，挡圈A，圆柱滚子轴承，推力轴承，挡圈B，主轴轴承，伺服电机，调整垫，隔环，联接套，平键，密封板，圆锥滚子轴承，端盖，蜗杆和蜗轮；外围设备包括控制器；
其连接关系为：壳体为一带有空腔的圆柱体，壳体空腔的底部有上、中、下三个连续的台阶；主轴的一端通过主轴轴承支撑在壳体的下台阶上，主轴与主轴轴承之间用挡圈B卡紧；斜盘与蜗轮紧固连接；斜盘通过推力轴承支撑在壳体的中间台阶上，斜盘通过圆柱滚子轴承支撑在主轴上并通过挡圈A卡紧；在斜盘的上方为缸体柱塞组件，缸体柱塞组件与主轴之间通过花键活动联接；在缸体柱塞组件的上方为配流盘，配流盘与后端盖通过配流盘固定销周向定位；后端盖为一长方体，后端盖内侧中心位置有一个沉孔；主轴的另一端通过滑动轴承和支撑套支撑在后端盖的沉孔内；后端盖位于壳体的顶端，后端盖与壳体通过螺栓连接；后端盖上开有个通孔，后端盖上的3个通孔与配流盘上的A、B、T三个配流口相对应；在壳体的一侧开有螺纹孔，在壳体上开有的螺纹孔安装有壳体回油口螺塞；在壳体开有螺纹孔的一侧有一个半圆柱形的凸台，在壳体的凸台的内部开有一通孔安装蜗杆；
伺服电机与壳体通过螺栓固定连接；伺服电机与蜗杆的一端通过联接套和平键固定连接；在联接套与壳体之间以及壳体与伺服电机之间有隔环；隔环为台阶状的带有空腔的一端直径大一端直径小的圆柱体，在联接套与壳体之间的隔环为直径小的一端，在壳体与伺服电机之间为直径大的一端，在隔环与伺服电机之间有调整垫；在联接套下方的蜗杆的外侧套有密封板，密封板用来防止壳体内的油液泄漏到外界；蜗杆通过2个圆锥滚子轴承支撑在壳体上；蜗杆与蜗轮啮合连接；在蜗杆的另一端为端盖，端盖与壳体通过螺栓固定连接；端盖对蜗杆起到轴向定位作用，端盖防止壳体内的油液泄漏到外界，伺服电机与控制器连接。
斜盘顺时针旋转时的工作过程：
1)初始状态
在初始状态，斜盘的转角为0°，斜盘上的最低工作点BDC(或者最高工作点TDC)与配流盘配流口A的圆弧上的中点对应，B口和T口分布在斜盘的TDC和BDC连线的两侧，同时A口也被斜盘的TDC和BDC的连线平分；A口与高压油源相通，在此位置，液压变压器的排量为0，主轴和缸体柱塞组件组成的回转体不转动，变压器不工作，变压比为0；
2)斜盘顺时针旋转
控制器向伺服电机发出控制信号，伺服电机驱动蜗杆和蜗轮工作并带动斜盘由初始位置向顺时针方向旋转角度θ；斜盘的TDC与BDC的连线将A口分成两部分，在A口区域内的柱塞在高压油液压力及斜盘支撑力的作用下产生的和力矩为顺时针方向，驱动主轴和缸体柱塞组件按顺时针方向旋转，此时B口输出压力油，T口吸入低压油；
当斜盘按顺时针方向继续旋转，液压变压器的排量逐渐增大，可实现的变压比也逐渐增大，当θ＝60°时，其理论变压比为1；当θ转角接近120°时，液压变压器的理论上可实现的变压比为无穷大；
斜盘逆时针旋转时针旋转时的工作过程：
1)初始状态
在初始状态，斜盘的转角为0°，斜盘上的最低工作点BDC(或者最高工作点TDC)与配流盘配流口A的圆弧上的中点对应，B口和T口分布在斜盘的TDC和BDC连线的两侧，同时A口也被斜盘的TDC和BDC的连线平分；A口与高压油源相通，在此位置，液压变压器的排量为0，主轴和缸体柱塞组件组成的回转体不转动，变压器不工作，变压比为0；
2)斜盘逆时针旋转
控制器向伺服电机发出控制信号，伺服电机驱动蜗杆和蜗轮工作并带动斜盘由初始位置向逆时针方向旋转角度θ；斜盘的TDC与BDC的连线将A口分成两部分，在A口区域内的柱塞在高压油液压力及斜盘支撑力的作用下产生的和力矩为逆时针方向，驱动主轴和缸体柱塞组件按逆时针方向旋转，此时T口输出压力油，B口吸入低压油；
当斜盘按逆时针方向继续旋转，液压变压器的排量逐渐增大，可实现的变压比也逐渐增大，当θ＝60°时，其理论变压比为1；当θ转角接近120°时，液压变压器的理论上可实现的变压比为无穷大。
有益效果
本发明的旋转斜盘可调液压变压器结构简单，操纵方便，具有实际应用价值。
附图说明
图1是本发明的结构原理图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是初始状态时，从后端盖向斜盘方向看，变压器斜盘转角为0°，各配流窗口与斜盘的相对位置关系；
图4是斜盘从初始状态按顺时针方向旋转θ角后，配流盘(3)上各配流窗口与斜盘的相对位置关系示意图；
图5是斜盘从初始状态按逆时针方向旋转θ角后，配流盘(3)上各配流窗口与斜盘的相对位置关系示意图；
其中，1-斜盘，2-壳体回油口螺塞，3-配流盘，4-配流盘固定销，5-后端盖，6-支撑套，7-滑动轴承，8-主轴，9-缸体柱塞组件，10-壳体，11-挡圈A，12-圆柱滚子轴承，13-推力轴承，14-挡圈B，15-主轴轴承，16-伺服电机，17-调整垫，18-隔环，19-联接套，20-平键，21-密封板，22-圆锥滚子轴承，23-端盖，24-蜗杆，25-蜗轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例
一种旋转斜盘可调液压变压器，如图1和图2所示，包括斜盘1、壳体回油口螺塞2，配流盘3，配流盘固定销4，后端盖5，支撑套6，滑动轴承7，主轴8，缸体柱塞组件9，壳体10，挡圈A11，圆柱滚子轴承12，推力轴承13，挡圈B14，主轴轴承15，伺服电机16，调整垫17，隔环18，联接套19，平键20，密封板21，圆锥滚子轴承22，端盖23，蜗杆24和蜗轮25；外围设备包括控制器；
其连接关系为：壳体10为一带有空腔的圆柱体，壳体10空腔的底部有上、中、下三个连续的台阶；主轴8的一端通过主轴轴承15支撑在壳体10的下台阶上，主轴8与主轴轴承15之间用挡圈B14卡紧；斜盘1与蜗轮25紧固连接；斜盘1通过推力轴承13支撑在壳体10的中间台阶上，斜盘1通过圆柱滚子轴承12支撑在主轴8上并通过挡圈A11卡紧；在斜盘1的上方为缸体柱塞组件9，缸体柱塞组件9与主轴8之间通过花键活动联接；在缸体柱塞组件9的上方为配流盘3，配流盘3与后端盖5通过配流盘固定销4周向定位；后端盖5为一长方体，后端盖5内侧中心位置有一个沉孔；主轴8的另一端通过滑动轴承7和支撑套6支撑在后端盖5的沉孔内；后端盖5位于壳体10的顶端，后端盖5与壳体10通过螺栓连接；后端盖5上开有3个通孔，后端盖上的3个通孔与配流盘3上的A、B、T三个配流口相对应；在壳体10的一侧开有螺纹孔，在壳体10上开有的螺纹孔安装有壳体回油口螺塞2；在壳体10开有螺纹孔的一侧有一个半圆柱形的凸台，在壳体10的凸台的内部开有一通孔安装蜗杆24；
伺服电机16与壳体10通过螺栓固定连接；伺服电机16与蜗杆24的一端通过联接套19和平键20固定连接；在联接套19与壳体10之间以及壳体10与伺服电机16之间有隔环18；隔环18为台阶状的带有空腔的一端直径大一端直径小的圆柱体，在联接套19与壳体10之间的隔环18为直径小的一端，在壳体10与伺服电机16之间为直径大的一端，在隔环18与伺服电机16之间有调整垫17；在联接套19下方的蜗杆24的外侧套有密封板21，密封板21用来防止壳体10内的油液泄漏到外界；蜗杆24通过2个圆锥滚子轴承22支撑在壳体10上；蜗杆24与蜗轮25啮合连接；在蜗杆24的另一端为端盖23，端盖23与壳体10通过螺栓固定连接；端盖23对蜗杆24起到轴向定位作用，端盖23防止壳体10内的油液泄漏到外界，伺服电机16与控制器连接。
斜盘1顺时针旋转时的工作过程：
1)初始状态
在初始状态，如图3所示，斜盘1的转角为0°，斜盘1上的最低工作点BDC与配流盘3配流口A的圆弧上的中点对应，B口和T口分布在斜盘1的TDC和BDC连线的两侧，同时A口也被斜盘1的TDC和BDC的连线平分；A口与高压油源相通，在此位置，液压变压器的排量为0，主轴8和缸体柱塞组件9组成的回转体不转动，变压器不工作，变压比为0；
2)斜盘1顺时针旋转
控制器向伺服电机16发出控制信号，伺服电机16驱动蜗杆24和蜗轮25工作并带动斜盘1由初始位置向顺时针方向旋转角度θ，如图4所示；斜盘1的TDC与BDC的连线将A口分成两部分，一部分的包角为α₁，另一部分的包角为α₂，由于α₁＞α₂，在A口区域内的柱塞在高压油液压力及斜盘1支撑力的作用下产生的和力矩为顺时针方向，驱动主轴8和缸体柱塞组件9按顺时针方向旋转，此时B口输出压力油，T口吸入低压油；
当斜盘1按顺时针方向继续旋转，液压变压器的排量逐渐增大，可实现的变压比也逐渐增大，当θ＝60°时，其理论变压比为1；当θ转角接近120°时，液压变压器的理论上可实现的变压比为无穷大；
斜盘1逆时针旋转时针旋转时的工作过程：
1)初始状态
在初始状态，如图3所示，斜盘1的转角为0°，斜盘1上的最高工作点TDC与配流盘3配流口A的圆弧上的中点对应，B口和T口分布在斜盘1的TDC和BDC连线的两侧，同时A口也被斜盘1的TDC和BDC的连线平分；A口与高压油源相通，在此位置，液压变压器的排量为0，主轴8和缸体柱塞组件9组成的回转体不转动，变压器不工作，变压比为0；
2)斜盘1逆时针旋转
控制器向伺服电机16发出控制信号，伺服电机16驱动蜗杆24和蜗轮25工作并带动斜盘1由初始位置向逆时针方向旋转角度θ，如图5所示；斜盘1的TDC与BDC的连线将A口分成两部分，一部分的包角为α₁，另一部分的包角为α₂，由于α₁＜α₂，在A口区域内的柱塞在高压油液压力及斜盘1支撑力的作用下产生的和力矩为逆时针方向，驱动主轴8和缸体柱塞组件9按逆时针方向旋转，此时T口输出压力油，B口吸入低压油；
当斜盘1按逆时针方向继续旋转，液压变压器的排量逐渐增大，可实现的变压比也逐渐增大，当θ＝60°时，其理论变压比为1；当θ转角接近120°时，液压变压器的理论上可实现的变压比为无穷大。