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双作用变量叶片泵或马达

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一种双作用变量叶片泵或马达申请号：201310711555.2申请日：2013-12-23

申请(专利权)人马江地址072656 河北省保定市定兴县固城镇北太平庄村环西街86号发明(设计)人马江主分类号F04C2/344(2006.01)I分类号F04C2/344(2006.01)I F04C15/00(2006.01)I F03C2/30(2006.01)I公开(公告)号103939335A公开(公告)日2014-07-23专利代理机构代理人(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.07.23

CN 103939335 A(21)申请号 201310711555.2(22)申请日 2013.12.23

F04C 2/344(2006.01)

F04C 15/00(2006.01)

F03C 2/30(2006.01)

(71)申请人马江地址072656 河北省保定市定兴县固城镇北太平庄村环西街86号

(72)发明人马江

(54)发明名称一种双作用变量叶片泵或马达(57)摘要一种双作用变量叶片泵或马达，主要包括转子、定子、叶片、缸盖、轴承，其特征：它是在转子和叶片上设置一个隔板盘，隔板盘将双作用叶片泵隔成前后两个部分，通过转子和叶片与隔板盘相对轴向滑动，从而改变前后两个部分工作腔的容积排量实现变量目。本发明双作用变量叶片泵或马达在保持双作用定量叶片泵的优点的同时能按工作需要改变其排量。泵体自身不会产生闭油及气穴现象，泵内密闭良好实现密封泄露少，叶片磨损均匀，压力平衡，本发明结构相对简单，高低速及高低压性能兼容稳定的，变量调节范围大，方便易行，适用范围广泛，可广泛应用于气动液压和变速传动领域。可实现恒压或衡功率。

(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书7页 附图6页

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请

权利要求书2页 说明书7页 附图6页(10)申请公布号CN 103939335 A1/2页

21.一种双作用变量叶片泵或马达，主要包括转子、定子、叶片、缸盖、轴承，其特征是：在转子和叶片上设置一个与转子和叶片同步转动的隔板盘，隔板盘设置与叶片数量相同的槽，转子、隔板盘、叶片之间密封，隔板盘将双作用叶片泵隔成前后两个部分，通过转子和叶片与隔板盘相对轴向滑动，从而改变前后两个部分工作腔的容积排量实现变量目的。2.根据权利要求1所述的双作用变量叶片泵或马达，其特征是：隔板盘设在第一定子、第二定子中间，第一定子、第二定子的内曲面完全相同，隔板盘外径大于第一定子、第二定子的最大内径，第一定子、隔板盘、第二定子之间密封，第一定子、隔板盘和第二定子与转子和叶片相对轴向滑动，从而改变前后两个部分工作腔的容积排量实现变量目的。3.根据权利要求2所述的双作用变量叶片泵或马达，其特征是：在前缸盖和前配流盘、后缸盖和后配流盘分别设进油口和出油口，在前缸盖和后缸盖上或缸体的前后两端设置变量控制油口，转子和叶片不能轴向滑动，第一定子、隔板盘和第二定子能同步轴向滑动，缸体、第一定子、第二定子、前缸盖、前配流盘、后缸盖、后配流盘相邻之间密封，通过液压改变缸体、第一定子、第二定子、前缸盖、前配流盘、后缸盖、后配流盘组成的前后两个空间之间的大小，实现第一定子、隔板盘、第二定子的同步轴向滑动，从而改变前后两个部分工作腔的容积排量实现变量目的。4.根据权利要求2所述的双作用变量叶片泵或马达，其特征是：在前缸盖和前配流盘、后缸盖和后配流盘分别设进油口和出油口，转子和叶片不能轴向滑动，第一定子、第二定子和隔板盘能同步轴向滑动，通过将一侧的进油口和出油口连通，然后通过改变此侧工作腔内液压油的体积，从而实现第一定子、隔板盘、第二定子的同步轴向滑动，从而改变另一侧工作腔的容积排量实现变量目的。5.根据权利要求4所述的双作用变量叶片泵或马达，其特征是：在前缸盖和后缸盖上或缸体前后两端设置压力平衡控制油口，缸体、第一定子、第二定子、前缸盖、前配流盘、后缸盖、后配流盘相邻之间密封，将缸体、第一定子、第二定子、前缸盖、前配流盘、后缸盖、后配流盘组成的左右两个空间连通并通过液压给予一定的压力以保持第一定子、隔板盘、第二定子之间的工作间隙和压力平衡。6.根据权利要求2所述的双作用变量叶片泵或马达，其特征是：在隔板盘两侧的缸体和第一定子、缸体和第二定子上设置进油口和出油口，在前缸盖和后缸盖上设置变量控制油口，转子通过花键槽安装在泵轴上，转子能在泵轴上轴向滑动，第一转子密封板、第二转子密封板分别在转子两侧紧贴转子，第一转子密封板、第二转子密封板不能转动，第一定子、第一转子密封板、转子、叶片、第二转子密封板、第二定子相邻之间密封，第一定子、第二定子固定不动，隔板盘不能轴向滑动，第一转子密封板、第二转子密封板、转子、叶片同步轴向滑动，前缸盖、第一定子、第一转子密封板、后缸盖、第二定子、第二转子密封板相邻之间密封，通过液压改变前缸盖、第一定子、第一转子密封板组成的空间和后缸盖、第二定子、第二转子密封板组成的空间的大小，实现转子、叶片、第一转子密封板、第二转子密封板同步轴向滑动，从而改变前后两个部分工作腔的容积排量实现变量目的。7.根据权利要求2所述的双作用变量叶片泵或马达，其特征是：在隔板盘两侧的缸体和第一定子、缸体和第二定子上设置进油口和出油口，转子通过花键槽安装在泵轴上，转子能在泵轴上轴向滑动，第一转子密封板、第二转子密封板分别在转子两侧紧贴转子，第一转子密封板、第二转子密封板不能转动，第一定子、第一转子密封板、转子、叶片、第二转子密

权 利 要 求 书CN 103939335 A2/2页

3封板、第二定子相邻之间密封，在前缸盖和后缸盖上设置压力平衡控制油口，前缸盖、第一定子、第一转子密封板、后缸盖、第二定子、第二转子密封板相邻之间密封，将前缸盖、第一定子、第一转子密封板组成的空间和后缸盖、第二定子、第二转子密封板组成的空间连通并通过液压给予一定的压力以保持第一转子密封板、转子、第二转子密封板之间的工作间隙和压力平衡，第一定子、第二定子固定不动，隔板盘不能轴向滑动，第一转子密封板、第二转子密封板、转子、叶片同步轴向滑动，通过将一侧的进油口和出油口连通密闭，然后通过改变此侧工作腔内液压油的体积，从而实现转子、叶片、第一转子密封板、第二转子密封板的同步轴向滑动，从而改变另一侧工作腔的容积排量实现变量目的。8.根据权利要求1至7项中任一权利要求所述的双作用变量叶片泵或马达，其特征是：隔板盘的槽内设密封滑块，密封滑块宽度和叶片的厚度相同，密封滑块厚度和隔板盘的厚度相同，在隔板盘的槽内密封块和叶片同步沿隔板盘的槽径向滑动，密封滑块与隔板盘不能轴向相对滑动，叶片顶部侧面设凹槽和密封滑块滑动连接密封并防止叶片和密封滑块分开，叶片与密封滑块能轴向相对滑动，密封滑块起到叶片顶部在隔板槽内的密封作用。9.根据权利要求2至7项中任一权利要求所述的双作用变量叶片泵或马达，其特征是：在第一定子、隔板盘和第二定子上设置预紧机构，使其保持最佳的工作间隙达到用来控制第一定子、第二定子和隔板盘的磨损并保持密封作用。10.根据权利要求1至7项中任一权利要求所述的双作用变量叶片泵或马达，其特征是：叶片和可以是单层，也可以是双层或多层。

权 利 要 求 书CN 103939335 A1/7页

4一种双作用变量叶片泵或马达技术领域[0001] 本发明涉及一种液体变容式机械，属于液压气动设备领域，它属于一种通过部件相对轴向滑动实现变量的双作用变量叶片泵或马达。

背景技术[0002] 目前，已知的液压泵（马达）主要有柱塞式和叶片式以及齿轮式等几类形式，变量泵主要有柱塞式和叶片式，其中柱塞式主要缺点是结构复杂体积笨重，单作用叶片式变量泵压力不平衡，磨损大、压力和转速受到很大限制。 [0003] 叶片泵是一种广泛应用在液压系统中的动力元件。叶片泵具有输出流量均匀、运转平稳、噪声低等特点，因此它被广泛应用于机床、船舶、工程机械等的液压系统中。 [0004] 目前应用于液压系统中的叶片泵有单作用式和双作用式两大类。单作用叶片泵主要是由定子、转子、叶片和配流盘组成，由于定子和转子存在一定的偏心量，所以当转子旋转时，叶片，转子，定子及两侧的配流盘所围成的密封容腔体积将发生变化，通过配流盘上的吸、排油口实现油泵的吸油和排油，改变定子和转子的偏心量e就可以改变叶片泵排量的大小，但是由于该泵是单边输出压力油，所以泵的主轴及轴承受到的径向力较大，这就大大影响了该泵的使用寿命及压力的提高。 [0005] 双作用叶片泵主要也是由叶片、配流盘及转子和定子组成，该泵的定子曲线是由两对对称的圆弧和四段过渡曲线组成的。当泵的主轴带动转子旋转时，叶片就随着定子曲线在转子的叶片槽中伸出和缩进，每旋转一周叶片在转子叶片槽中伸缩两次，完成两次吸油和排油，称之为双作用叶片泵，该泵的两个吸油腔和两个排油腔是对称布置的，所以作用在转子上的径向液压力基本平衡，轴承的寿命较长，有利于压力的提高，但是该泵的理论排量基本是不可变的，因此在一定程度上也限制了该泵的应用。 [0006] 上述形式虽然经过不断改进，性能有了很大提升，但还是存在很大不足，这都在一定程度上限制了这两类泵的应用。同时使设备也变得更加复杂昂贵。 [0007] 本发明的技术与现有叶片泵较为接近，相似专利有：专利、双作用变量叶片泵CN 2426529 Y、双作用变量叶片泵CN 87206578 U、双作用变量叶片泵CN 1128294 C、双作用变量叶片泵CN 2109447 U等。专利CN 2426529 Y的缺点主要有1.叶片磨损不均匀，2.变量封油盘两侧压力不平衡，3.因变量封油盘两侧压力不平衡造成变量调节螺杆承受的力量过大并使工作中调节困难，4.手动变量调节装置调节不便，5.不能在高压下工作。 [0008] 本发明和现有技术的主要区别在于；它在转子和叶片上设置一个与转子和叶片同步转动的隔板盘，隔板盘外径大于定子的最大内径，隔板盘可以和转子、叶片相对轴向滑动，隔板盘设置与叶片数量相同的槽，转子、隔板盘、叶片之间密封，隔板盘将双作用叶片泵隔成前后两个部分。隔板盘同时可设在第一定子、第二定子中间，第一定子、第二定子的内曲面完全相同，隔板盘外径大于第一定子、第二定子的最大内径，第一定子、隔板盘、第二定子之间密封，第一定子、第二定子和隔板盘与转子和叶片相对轴向滑动，从而改变前后两个部分工作腔的容积排量实现变量目的。泵体自身不会产生闭油及气穴现象，泵内密闭良好

说 明 书CN 103939335 A

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液压钳工理论考试题

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一、填空题1、液压泵的主要性能参数有流量、容积效率、压力、功率、机械效率、总效率.2、液压泵的种类很多,常见的有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵.3、液压控制阀可分为方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀三大类,4、压力控制阀包括溢流阀、减压阀、顺序阀等.5、流量控制阀是控制，调节油液通过阀口的流量,而使执行机构产生相应的运动速度.6、流量控制阀有节流阀、调速阀等.7、单向阀的作用是使油液只能向一个方向流动.8、方向控制阀的作用是控制液压系统中的油流方向,以改变执行机构的运动方向或工作顺序.9、换向阀是利用阀芯和阀体的相对运动来变换油液流动的方向,接通或关闭油路.10、根据蓄能器的结构来分有活塞式、弹簧式、皮囊式等.11、液压系统中的压力,即常说的表压力，指的是___相对____压力。

12、在液流中，由于压力降低到有气泡形成的现象，统称为__空穴_____现象。

13、单作用叶片泵转子每转一转，完成吸、排油各___1___次。

14、常用的粘度分为三种：___动力粘度___、___运动粘度___和相对粘度。

15、液压缸按结构特点的不同可分为_活塞式缸___、_柱塞式缸____和摆动缸.16、液压系统的压力损失可分为沿程压力损失和局部压力损失。

17、压力阀的工作原理是依靠作用在阀心上的液体压力与弹簧力平衡的原理工作的。

18、液压泵的工作压力是指泵工作时输出油液的实际压力，其大小由负载决定。

19、节流调速回路按流量阀的位置不同可分为进油路节流调速、回油路节流调速和旁油路节流调速回路三种20.液压辅助元件有滤油器、蓄能器、管件、密封件、油箱和热交换器等。

21.一般滤油器只可单向使用，即进、出口不可互换。

22.在油箱中设置隔板，以便将吸、回油隔开，迫使油液循环流动，利于散热和沉淀。

23.管件包括管道、管接头和法兰等。

24.热交换器包括加热器和冷却器。

25. 压力控制回路是利用压力控制阀来控制整个系统或局部支路的压力，以满足执行元件对力和转矩的要求。

4《液压传动》执行元件

4《液压传动》执行元件

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的供液次数，可分为：
第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
• 液压缸的基本计算，主要指其供液压力和驱动负载计算，以及输入 流量和运动速度的计算，输出功率可根据负载及其运动速度计算出。
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第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
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第4章 液压传动执行元件
4.6.2 液压缸的计算
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
•
静力平衡式马达式在staffa马达的基础上演变和发展起来的，如图 4.4-2所示，其特点是取消了连杆，并在主要摩擦副之间实现了静压 力平衡，故称静力平衡式液压马达，国外称之为“Roston”马达。
15
第4章 液压传动执行元件
4.4.2 静力平衡式径向柱塞马达
27
第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
3 密封装置 液压缸的密封是液压缸结构中的重要环节之一，用于活塞、活塞杆和 端盖等处。用以防止液压缸的内部泄漏。常见密封结构如下：
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第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
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第4章 液压传动执行元件
4.7 典型液压缸及其结构
4 液压缸缓冲装置 当液压缸带动质量较大的部件作快速往复运动时，应设置缓冲装置， 以防止活塞运动到末端时与缸盖碰撞，损坏液压缸。利用节流原理来实现 液压缸的缓冲，常有两种：间隙缓冲装置和节流阀缓冲装置。 环形间隙缓冲装置：当活塞达到行程末端时，长度L上的油液从环形间 隙S处挤出，形成缓冲压力。 节流阀缓冲装置：当活塞进入行程末端时，缓冲柱塞a进入缸盖孔c时， b腔回油液被柱塞a堵塞，回油口d被封闭，压油液只能通过节流阀2的阀口 排出，起到缓冲作用。回程时，油液经单向阀1和d口进入，可使活塞平稳 启动
液压习题题库带答案 天津科技大学.

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液压与气压传动习题库及参考答案填空题一流体力学基础部分1. 液压传动的工作原理是（）定律。

即密封容积中的液体既可以传递（），又可以传递（）。

（帕斯卡、力、运动）2. 液压管路中的压力损失可分为两种，一种是（），一种是（）。

（沿程压力损失、局部压力损失）3. 液体的流态分为（）和（），判别流态的准则是（）。

（层流、紊流、雷诺数）4. 在液压系统中，由于某些原因使液体压力突然急剧上升，形成很高的压力峰值，这种现象称为（）。

（液压冲击）5. 当油液压力达到预定值时便发出电信号的液－电信号转换元件是（）。

（压力继电器）6. 液体流动时分子间的（）要阻止分子（）而产生的一种（），这种现象叫液体的粘性。

（内聚力、相对运动、内摩擦力）7. 液压油的牌号是用（）表示的。

N32表示（）。

（运动粘度、40℃时油液的运动粘度为32cst （厘施））8. 在液压流动中，因某处的压力低于空气分离压而产生大量气泡的现象，称为（）。

（气穴现象或空穴现象）9. 根据液流连续性原理，同一管道中各个截面的平均流速与过流断面面积成反比，管子细的地方流速（），管子粗的地方流速（）。

（大、小）10. 理想液体的伯努利方程的物理意义为：在管内作稳定流动的理想液体具有（）、（）和（）三种形式的能量，在任意截面上这三种能量都可以（），但总和为一定值。

（比压能、比位能、比动能、相互转化）11. 液压传动是以（）为工作介质，依靠液体的（）来实现运动和动力传递的一种传动方式。

（液体、压力能）二液压缸1. 活塞缸按其结构不同可分为（）和（）两种，其固定方式有（）固定和（）固定两种。

（双杆式、单杆式、缸体、活塞杆）2. 单杆活塞缸可采用（）连接，使其运动速度提高。

（差动）3. 液压系统中，（）和（）是将油液压力能转换成机械能的执行装置。

(液压缸、液压马达三液压泵1. 常用的液压泵有（），（）和（）三大类。

液压泵的总效率等于（）和（）的乘积。

（齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、容积效率、机械效率）2. 双作用叶片泵属于（）量泵，单作用叶片泵属于（）量泵。

液压传动试题库

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下图所示为组合机床动力滑台液压系统，它能实现滑台“快进—工进—死挡铁停留—快退—停止”工作循环。

分析系统并解答下列问题：1）填制电磁铁动作顺序表（通电为+，断电为－）：2）详细写出各工步时的进、回油油路走向。

答： 1）电磁铁动作顺序表：（每答对一个小空得0.5分，共计12.5分）2）各工部时的油路走向：（共计9.5分）Ⅰ、快进进油路：油箱→滤油器13→泵（左+右）→单向阀2→换向阀3左位→换向阀4右位→无杆腔 （1分）回油路：有杆腔→换向阀3左位→单向阀7→换向阀4右位→无杆腔（1分）Ⅱ、工进：进油路：油箱→滤油器13→泵（左）→单向阀2→换向阀3左位→调速阀5→无杆腔 （1分）回油路：有杆腔→换向阀3左位→顺序阀8→溢流阀9→油箱（1分）Ⅲ、死挡铁停留：进油路：油箱→滤油器13→泵（左）→单向阀2→换向阀3左位→调速阀5→无杆腔 （1分）回油路：有杆腔→换向阀3左位→顺序阀8→溢流阀9→油箱（1分）Ⅳ、快退：进油路：油箱→滤油器13→泵（左+右）→单向阀2→换向阀3右位→有杆腔 （1分）回油路：无杆腔→换向阀4右位→换向阀3右位→油箱 （1分）Ⅴ、原位停止：电磁铁均断电，换向阀3处于中位，左泵油液经溢流阀12、右泵油液经顺序阀10流回油箱。

（1.5分）例 1-9 将流量16/min q L =的液压泵安装在油面以下，已知油液的运动粘度20.11/cm s ν=，油液的密度3900/kg m ρ=，弯头处的局部阻力系数ξ=0.2，其他尺寸如图所示，求液压泵入口处的绝对压力。

（17分）解：由已知条件求得吸油管内的流速υ及雷诺数 Re 3224441610/0.85/(2)3.140.02600.020.8515452320(3)0.1110e ecx q m s m s d d R R υπυν--⨯⨯===⨯⨯⨯===〈=⨯分分液流为层流。

（2分）以液压泵的吸油口中心线为基准，对油箱液面和靠近泵的吸入口的截面列实际流体的伯努利方程（油箱液面处的流速 10υ=，压力1a p p =） 2211122212222(2)22(1)2a p p h h h g g p gh p p αυαυγγρυρ++=++++=++ 分分 式中p ———液流压力损失，包括沿程压力损失1p 和局部压力损失2p而1443242222222128(1)128900.0111021610/3.140.02601345/(1)(1)29000.850.2/265/(1)L p q d N m N m p N m N m μπρυξ--=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯==⨯=⨯= 分分分分 所以，泵的吸入口的压力为2125252()(1)1.013109009.810.7(134565)/1.0610/(2)a p p gh p p N m N m ρ=+-+⎡⎤=⨯+⨯⨯-+⎣⎦=⨯ 分分 10．如图2-8所示：液压泵从油箱内吸油，油面压力为1个标准大气压，已知吸油管直径为d = 6 cm ,流量q = 150 l/min ，油泵吸油口处的真空度为0.2 ×105 N/m 2，油的运动粘度为υ= 30×10-6 m 2 /s,ρ= 900kg/m 3,弯头处的局部阻尼系数ζ1= 0.2，管子入口处的局部阻尼系数ζ2 = 0.5，管道长度等于H ，试求泵的安装高度H 。