一种带有对称倾斜式旋转组件的浮动斜盘式轴向柱塞泵

本技术涉及柱塞泵，尤其涉及一种带有对称倾斜式旋转组件的浮动斜盘式轴向柱塞泵。

背景技术：

1、“双碳目标”是当今世界发展的主旋律，为流体动力技术的应用、创新、发展提供了新机遇和挑战。流体动力作为工程机械、航空航天航海、制造业等装备中的重要支撑技术，需在能源转型中加快进化，为机电装备升级换代提供支撑。工程机械原动机由内燃机替换成电动机，由于电动机与内燃机完全不同的技术特性，工程机械电动化对斜盘式轴向柱塞泵这一液压动力元件提出了新的技术要求和需求，传统柱塞滑靴式斜盘轴向柱塞泵中的柱塞滑靴组件及其相关的柱塞副和滑靴副，是传统柱塞滑靴式斜盘轴向柱塞泵无法适用电动化新技术要求和需求的关键，由于柱塞副侧向力过大，造成缸体易倾覆（直接影响到配流副密封润滑承载性能）、柱塞/缸孔接触长度过长、润滑不足、pv值过大、斜盘变量倾角受到限制一般不大于20°等系列严重问题，由于滑靴副中的滑靴离心力过大导致滑靴易倾覆偏磨、柱塞腔吸油负压不足吸空气蚀严重问题。

2、在此背景下，实用新型人提出了新型的浮动斜盘式轴向柱塞泵，基于“二力杆”原理转移柱塞副巨大侧向力，基于静压支承原理抵消消化转移出来的柱塞副的巨大侧向力，并据此设计了多种结构方案的浮动斜盘式轴向柱塞泵，申请了系列国家实用新型专利。现有的传统轴向柱塞泵、浮杯泵以及此前设计的浮动斜盘式轴向柱塞泵仍然存在技术不足，主要表现在现有的传统轴向柱塞泵以及此前设计的浮动斜盘式轴向柱塞泵的柱塞数一般为9至11个，柱塞数较少，导致流量脉动大、压力脉动大，泵振动噪音显著，浮杯泵为近些年来由荷兰innas实用新型的新型轴向柱塞泵，实现了将泵的柱塞数拓展到了24个，显著地降低了泵的流量脉动、压力脉动及振动噪音，但也带来了新的问题。浮杯泵的柱塞为固定式柱塞，即固定在主轴上，柱塞与主轴无相对运动自由度，缸体为分体式缸体，柱塞腔独立了出来设计成了一个新的叫“杯体”的零件，杯体活套装在固定的柱塞上，同时杯体两端被夹持在分体式的缸体中，杯体相对于分体式的缸体，具有一定空间的相对滑移运动自由度，这也即“浮杯泵”的名称的由来，浮杯泵的杯体受到柱塞以及夹持在杯体两侧的分体式缸体的驱动，而浮杯泵的分体式缸体与主轴之间通过传动销进行连接和传递转矩，由于分体式缸体和杯体相较于主轴都是呈倾斜布置，因此浮杯泵的分体式缸体的旋转轴和主轴的旋转轴不在同一条轴线上，而是呈一个轴间角，因此浮杯泵的分体式缸体的转速和主轴的转速并不是完全等转速，因此浮杯泵的柱塞副仍然存在间歇周期性的侧向力和摩擦力，浮杯泵的浮动的杯体与夹持杯体的分体式缸体之间也呈在一定程度的相对滑移运动，也会产生摩擦力。

技术实现思路

1、本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，进一步完善本实用新型的浮动斜盘式轴向柱塞泵技术体系，提出一种带有对称倾斜式旋转组件的浮动斜盘式轴向柱塞泵。

2、本实用新型是通过以下技术方案实现的：

3、一种带有对称倾斜式旋转组件的浮动斜盘式轴向柱塞泵，包括有泵体，在泵体内安装有主轴，在主轴上安装有转盘，在所述转盘两个侧面分别对称设有相同数量的球窝，在所述主轴上位于转盘两侧分别花键连接或一体成型有球铰，在每个球铰外侧均安装有缸体，在每个缸体靠近转盘的一面上设有多个缸孔，所述的缸孔与球窝一一对应，在每个缸孔内均设有细杆柱塞，细杆柱塞的端部柱塞球头伸出缸孔并伸进与其对应的转盘的球窝内，在两个缸体远离转盘的一侧设有配流盘，所述配流盘呈一定倾斜角固定在泵体内壁，配流盘配流面紧贴在缸体底面上；

4、所述的泵体包括有前泵体和后泵体，在前泵体、后泵体与主轴之间均设有轴承，在前泵体与主轴之间还设有轴封；所述的细杆柱塞共有26个，转盘两侧分别有13个，在所述转盘两侧分别对称安装布置；

5、在所述缸体远离转盘的一面上设有多个与缸孔连通的通油孔口，在所述配流盘上设有吸油腰型通孔和排油腰型通孔，所述的多个通油孔口与配流盘上吸油腰型通孔和排油腰型通孔连通，在泵体上设有入油口和出油口，在泵体内部设有入油口流道和出油口流道，所述的入油口流道两端分别与两侧的配流盘吸油腰型通孔连通，所述的出油口流道两端分别与两侧的配流盘排油腰型通孔连通。

6、所述的球铰为圆柱销式球铰，圆柱销式球铰的外侧固定有三个同步圆柱销，在缸体一内壁设有与三个同步圆柱销相对应的弧形槽轨道，同步圆柱销位于弧形槽轨道内，主轴带动圆柱销式球铰转动，通过同步圆柱销和弧形槽轨道配合传递转矩，驱动缸体转动。

7、所述的球铰为三枢轴式球铰，在三枢轴式球铰外侧面固定有三根枢轴，在三根枢轴上安装有球形滚轮，在缸体二内壁设有与球形滚轮相对应的槽型轨道，球形滚轮位于槽型轨道内，主轴带动三枢轴式球铰转动，通过球形滚轮和槽型轨道配合传递转矩，驱动缸体转动。

8、所述的球铰为曲面凹槽滚道型球铰，在曲面凹槽滚道型球铰外侧面设有多个曲面凹槽，在曲面凹槽滚道型球铰外侧套有保持架，在保持架上开有相应的腰型通孔，在曲面凹槽滚道型球铰的曲面凹槽和保持架的腰型通孔内设有滚珠，在缸体三内壁设有多个与滚珠相对应的曲面滚道，所述滚珠位于曲面滚道内，主轴带动曲面凹槽滚道型球铰转动，通过滚珠和曲面滚道的配合传递转矩，驱动缸体转动。

9、所述的球铰为直线型槽滚道型球铰，在直线型槽滚道型球铰外侧面设有多个直线型槽，在直线型槽滚道型球铰外侧套有保持架，在保持架上开有相应的腰型通孔，在直线型槽滚道型球铰的直线型槽和保持架的腰型通孔内设有滚珠，在缸体四内壁设有多个与滚珠相对应的直线型滚道，所述滚珠位于直线型滚道内，主轴带动直线型槽滚道型球铰转动，通过滚珠和直线型滚道的配合传递转矩，驱动缸体转动。

10、所述的主轴与转盘一体成型，在所述球铰的靠近转盘一的端面上开有环形凹槽一，在主轴上通过花键连接有限位盘一，所述限位盘一外部为阶梯状，限位盘一外径小的一端位于球铰的环形凹槽一内，在限位盘一外径大的一端与球铰端面之间连接有中心弹簧，在主轴上靠近限位盘位置处设有退刀槽。

11、所述的圆柱销式球铰、三枢轴式球铰、曲面凹槽滚道型球铰、直线型槽滚道型球铰，与所述主轴通过花键进行连接；

12、所述的圆柱销式球铰、三枢轴式球铰、曲面凹槽滚道型球铰、直线型槽滚道型球铰的外侧面均呈球形面或呈部分球形面，对应的所述缸体一、缸体二、缸体三、缸体四的中间通孔含有一段球形面，所述的圆柱销式球铰、三枢轴式球铰、曲面凹槽滚道型球铰、直线型槽滚道型球铰的外侧球形面与对应的所述缸体一、缸体二、缸体三、缸体四的中间通孔的球形面配合接触。

13、所述的主轴与所述球铰是一体成型的情况下，在球铰外侧面安装有多个长圆柱销，在与其对应的缸体五中间通孔内壁设有与长圆柱销对应的直线型槽轨道，所述的长圆柱销另一端位于直线型槽轨道内，与主轴一体的球铰转动时，通过长圆柱销和直线槽型轨道配合传递转矩，驱动缸体五转动；所述的缸体五中间通孔内壁均呈柱形面，不含有球形面；

14、在所述缸体五底部开有环形凹槽二，在所述的环形凹槽二内依次安装有限位盘二、中心弹簧和固定盘，所述的固定盘与缸体固定连接，所述限位盘二外径小于环形凹槽二，限位盘二的内球面与球铰的球面相配合，外部为阶梯状，中心弹簧安装于限位盘二的外部，且由固定盘限制。

15、在所述的转盘两侧面上分别固定有压板，在所述的压板上开有与球窝一一对应的通孔，通孔与细杆柱塞球头外表面相配合，使得细杆柱塞球头铰接在转盘球窝上。

16、当所述的主轴、球铰一体成型时，所述的压板为分体式，压板由两个半圆形压板构成；

17、当所述的主轴与球铰一体成型时，主轴为分体式，分体式主轴分别安装在转盘的两侧。

18、本实用新型中提出的一种带有对称倾斜式旋转组件的浮动斜盘式轴向柱塞泵，相比较于现有的传统轴向柱塞泵、浮杯泵及此前设计的浮动斜盘式轴向柱塞泵，具有以下几个新的结构和技术优势：

19、1、本实用新型两套旋转组件分别呈轴对称布置于泵体腔内两端，两套旋转组件的吸油和排油都分别通过设计的泵体内的吸油流道和排油流道实现了合流，即在泵体内部设有入油口流道和出油口流道，所述的入油口流道两端分别与两侧的配流盘吸油腰型通孔连通，所述的出油口流道两端分别与两侧的配流盘排油腰型通孔连通；

20、2、本实用新型柱塞数显著增多，为现有传统轴向柱塞泵及此前的浮动斜盘式轴向柱塞泵柱塞数的两倍多，比现有浮杯泵的柱塞数也多出了2个，可以更为显著地降低泵的流量脉动、压力脉动和振动噪音；

21、3、本实用新型相较于现有的传统轴向柱塞泵及浮杯泵，由于本实用新型专利中的细杆柱塞两头是与主轴时刻保持完全等速同步旋转的转盘和缸体，这样就不需要经过柱塞传递转矩驱动缸体，因此柱塞侧面可以不与缸孔接触，所以设计成了细杆柱塞，这样柱塞副在任意时刻都基本没有了侧向力和摩擦力；

22、4、本实用新型柱塞呈轴对称布置，柱塞腔油压产生的轴向力得以在泵体腔内完全抵消；而现有的传统轴向柱塞泵及此前设计的浮动斜盘式轴向柱塞泵，轴向力无法抵消，而是通过斜盘传递作用至壳体，最终由固定安装泵的法兰上的螺钉承担；

23、5、本实用新型设计的一种带有对称倾斜式旋转组件的浮动斜盘式轴向柱塞泵，柱塞为一种细杆柱塞，细杆柱塞通过柱塞球头铰接于主轴的转盘上，也即相对于主轴，细杆柱塞具有摆动运动的自由度，缸体为整体式的缸体，解决了现有浮杯泵中存在的浮动杯体与分体式缸体之间的摩擦力问题；

24、6、本实用新型变量控制相较于现有传统轴向柱塞泵及此前设计的浮动斜盘式轴向柱塞泵更为复杂一点，与浮杯泵相当。相对来说，本实用新型中的一种带有对称倾斜式旋转组件的浮动斜盘式轴向柱塞泵，更适宜用作定量泵，而此前专利提出的浮动斜盘式轴向柱塞泵则更适宜用作变量泵。