一種定量軸向柱塞泵的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及柱塞泵領域，特別地，涉及一種定量軸向柱塞泵。
【背景技術】
[0002]柱塞泵是依靠柱塞在缸體中往復運動，使密封腔的空間容積發生變化來實現吸油或排油的泵。現有技術中，多柱塞的柱塞泵主要有兩種，一種是軸向柱塞泵，另一種是徑向柱塞栗。
[0003]其中，徑向柱塞泵是指柱塞徑向排列安裝在轉子中，轉子連同柱塞一起由電機帶動旋轉。柱塞靠離心力的作用和低壓大流量齒輪泵供給的油液作用而緊抵于定子的內壁。其結構如圖4所示，其中，01、柱塞，02、轉子，03、襯套，04、定子，05、配油軸。當轉子左偏作順時針方向旋轉時，由于定子和轉子間有偏心距e，因此，柱塞繞經上半周時逐漸向外伸出，油缸內的空間容積由小變大，形成部分真空而吸油；當柱塞轉到下半周時，定子內壁將柱塞往里推，油缸內的空間容積由大變小而排油。轉子每轉一周，每個柱塞各完成一次吸油和一次排油，若轉子連續不停地旋轉，油泵便可不斷地完成輸油工作。改變所述偏心距e即可改變油泵的流量。改變偏心的方向，即可改變輸油的方向。徑向柱塞泵具有流量大(50?400L/min)和流量可調節、流向可變、工作壓力高￠.3?40MPa)，運行平穩等特點。但徑向泵是由傳動軸、定子、轉子、大流量齒輪泵、柱塞泵、伺服閥、電磁閥、背壓閥、安全閥及柱塞泵的左、右油缸和殼體等30多個零部件裝配而成的，其結構復雜，制造難度大，體積大且笨重；因此大多用在最高工作壓力為10?20MPa左右的低速、大功率(20?150kw)的大重型機械液壓設備中。另外，轉子上的柱塞靠轉子的旋轉離心力作用和齒輪泵供給的油壓力作用而緊頂定子內壁，改變缸體各孔的空間容積，達到吸入介質和排出介質的目的；這存在摩擦因數大，工作介質單一等缺陷。
[0004]而軸向柱塞泵是活塞或柱塞的往復運動方向與缸體中心軸平行的柱塞泵。軸向柱塞泵利用與傳動軸平行的柱塞在柱塞孔內往復運動所產生的容積變化來工作。現有的軸向柱塞泵主要包括傳動軸、缸體、與缸體同軸設置的配流盤等部件。由傳動軸帶動缸體旋轉，配流盤不動，液壓油從配流盤上的腰型孔沿軸向進入缸體中，例如為對稱分布的4個腰型孔。在這種柱塞泵中，配流盤的直徑與缸體直徑一致，由于缸體和配流盤的非腰型孔的貼合面無間隙，所以只能采用靜壓摩擦旋轉的配流方式完成吸油和排油工作。當泵的設計壓力和工作壓力提高，在旋轉中配流盤與缸體平面間的摩擦加劇，形成配流盤與缸體貼合面出現干摩擦狀態，從而導致配流盤與缸體貼合面被磨壞而產生軸向漏油，造成柱塞泵報廢。此外，隨著設計壓力提高和配流部位摩擦加劇使得泵中流體的溫度升高(如油溫從低壓20MPa時的50°C升高至32.5MPa時的60°C )，進而油的粘度變小、泵的容積效率下降而達不到國家標準。因此，現有的軸向柱塞泵的設計壓力最高值一般在31.5?35MPa。另有一種進口泵的配流盤和缸體配流面均為部分球面的軸向柱塞泵，這樣的設計相比平面盤來說，可以適度緩解配流部位的摩擦，因而泵的設計壓力可以適度提高，但這樣的軸向柱塞泵又存在配流部位的工件曲面型加工復雜、軸向柱塞泵及其配件極其昂貴的問題。
[0005]因而，上述兩種柱塞泵都有各自的優點和缺點，簡單來說徑向柱塞泵的設計壓力較高，但結構復雜、裝置的體積龐大。而軸向柱塞泵的配流方式決定了其設計壓力，無法適應給大功率設備提供液壓能的需要。因而本領域需要研發一種全新的柱塞泵。

【發明內容】

[0006]本發明目的在于提供一種結構簡單、工藝先進、容易制造、轉速高、線速度低、摩擦因數小、使用壽命長、應用廣泛(既能夠用油做工作介質，又能夠用水做工作介質，還能夠用氣體做工作介質)的徑向配流的定量軸向柱塞泵，以解決現有技術中的上述問題。
[0007]本發明提供一種定量軸向柱塞泵，所述柱塞泵為徑向配流泵，包括受外力驅動而旋轉的傳動軸、與傳動軸連接的缸體、配流套、配流軸以及使得所述柱塞泵定量輸出流體的斜盤；所述缸體、配流套和配流軸均與所述傳動軸同軸設置；所述配流套呈圓柱狀，且配流套緊密連接在缸體內的圓柱形凹洞中；傳動軸的旋轉帶動所述缸體和配流套繞配流軸做旋轉運動；配流軸軸向的一端設置在配流套內，且在配流軸和配流套間形成徑向間隙；多根沿軸向設置或均與軸向呈傾斜>0°?10°的角度設置的柱塞設置在缸體孔內且位于配流套徑向外側；流體經吸流口進入缸體孔中，在配流軸中軸向設置的介質流道中沿軸向流動，再從配流軸上徑向設置的第一配流槽先后流入配流套的通孔和位于缸體中徑向設置的第二配流槽內并進入吸流口側的缸體孔；同時，流體從排流口側的缸體孔流動至位于缸體中徑向設置的第二配流槽，再經過配流套上的通孔和在配流軸上的徑向配流槽，流過介質流道后，流出配流軸并從排流口排出。
[0008]本發明的發明人在先試圖發明一種高壓柱塞定量泵，其申請號為CN201210052645，但因該柱塞泵中未涉及使用配流套與配流軸進行配合旋轉，更不涉及在二者間存在一定的徑向間隙，使得該變量泵中并沒能實際解決“本領域需要提供一種工作壓力高且結構簡單的柱塞泵”的問題。此外，該申請中也并未公開合適的介質流道、第一配流槽和第二配流槽的形狀和結構；還沒有公開配流軸的曲面外表面上和/或配流套的曲面內表面上平行設置的多條圓弧通槽及其具體的優選方式。因此，該在先申請還只是一種未能具體實現的構思，通過發明人在后續過程中的設計、完善和應用，使得本發明提供了一種極具工業意義的新的柱塞泵。
[0009]本發明中，優選所述柱塞均與傳動軸軸向呈5?10°的角度設置，這樣可進一步降低柱塞與缸體孔的摩擦。在一種具體的實施方式中，圖1中所述柱塞均是上端朝向徑向外側、下端朝向徑向內側而使得柱塞與軸向呈一定角度。
[0010]在一種具體的實施方式中，所述缸體由外徑不同的兩個圓柱體在軸向上連接而成，其中靠近傳動軸外接端的第一缸的外徑大于遠離傳動軸外接端的第二缸。優選地，傳動軸的泵內端通過滾針軸承與配流軸上部的中孔配合，所述滾針軸承與傳動軸同軸設置；且所述傳動軸的泵內端位于第一缸中。
[0011]在一種具體的實施方式中，遠離傳動軸外接端的缸體外圓通過圓錐軸承與柱塞泵的端蓋連接，且所述圓錐軸承與傳動軸同軸設置。
[0012]在一種具體的實施方式中，所述柱塞泵還包括與端蓋匹配設置的泵殼、設置在泵殼上的泄流口、與斜盤配合且位于其遠離傳動軸外接端一側的柱塞滑靴組件、回程盤、彈簧和球鉸；所述彈簧和球鉸緊頂回程盤，使得回程盤帶動柱塞滑靴組件緊貼斜盤且隨著傳動軸的旋轉而轉動，改變缸體孔的空間容積，達到吸油和排油的目的。
[0013]在一種具體的實施方式中，配流軸的外徑為缸體的最大外徑的20?65%。
[0014]在一種具體的實施方式中，配流軸與配流套之間的間隙為0.02-0.05_。
[0015]在一種具體的實施方式中，在靠近傳動軸外接端的位置，所述柱塞泵還含有用于連接傳動軸與泵殼的深溝球軸承，所述深溝球軸承與傳動軸同軸設置。
[0016]在一種具體的實施方式中，在所述配流軸的曲面外表面上和/或配流套的曲面內表面上平行設置有多根圓弧通槽(平衡槽)。優選地，每條圓弧通槽由較寬的吸流端半圓弧通槽和較窄的排流端半圓弧通槽連通而成；且所述吸流端平衡槽的寬度為3?4mm，排流端平衡槽的寬度為0.6?1.0mm，二者以寬度方向的中心線呈居中對齊設置。
[0017]本發明提供了一種工作壓力可高達40?60MPa同時體積小、結構緊湊的新的柱塞泵。本發明提供的柱塞泵在工作壓力為32.5MPa時的容積效率可高達96%以上，遠超出現有的軸向柱塞泵在這個工作壓力下的容積效率93%。本發明提供的柱塞泵與傳統的徑向柱塞泵相比，主要優勢在于泵的結構簡單、體積小、重量輕；而與傳統的軸向柱塞泵相比，主要優勢在于泵的轉速可以大幅提高、工作壓力可以大幅提高，流量成倍增大，或在同等工作壓力下，本發明提供的泵的容積效率顯著上升。具體的，用現有的軸向柱塞泵去舉升某10t的重物至一定高度時，其僅能提供最高32.5MPa的工作壓力使得其必須選用大尺寸缸體和相關部件的泵。而使用本發明中提供的軸向柱塞泵，其工作壓力可高達40?60MPa，且使用常規尺寸的缸體和相關部件的泵即可實現該舉升。
[0018]本發明具有以下有益效果:
[0019](I)本發明提供的定量軸向柱塞泵