專利名稱：電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓變壓器，具體地說是一種電液控制的雙作用葉片式液壓
變壓器，屬機(jī)械領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
液壓變壓器是指在液壓傳動中實(shí)現(xiàn)壓力轉(zhuǎn)換的一種液壓元件。液壓變壓器可以把給定壓力下的輸入液壓能高效率地轉(zhuǎn)換為另一種壓力下的輸出液壓能，使用它可以實(shí)現(xiàn)多負(fù)載在恒壓網(wǎng)絡(luò)中互不相關(guān)的控制，還會使能量逆向流動，不僅可以無節(jié)流損失地驅(qū)動直線負(fù)載，而且還可以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)負(fù)載。 現(xiàn)有的液壓變壓器基本上都是柱塞式結(jié)構(gòu)，其工作壓力高，在20Mpa以上，流量范圍大，一般用于高壓、大流量液壓系統(tǒng)中，在中、低壓液壓系統(tǒng)中使用，效率很低，而且柱塞式液壓變壓器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度高，對油污染敏感，濾油精度要求高，價(jià)格較昂貴，因此使得液壓變壓器的應(yīng)用范圍受到了很大的限制。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)任務(wù)是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、流量均勻、噪聲小、運(yùn)轉(zhuǎn)精度高且平穩(wěn)，可應(yīng)用于中高壓、中壓、中低壓液壓系統(tǒng)的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器，以豐富液壓變壓器的種類，擴(kuò)大液壓變壓器的應(yīng)用范圍。[0005] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案 —種電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器包括殼體、旋轉(zhuǎn)軸、左端蓋、配流盤、定子、轉(zhuǎn)子、右端蓋、葉片、變量油缸、齒輪、電機(jī)等；兩組轉(zhuǎn)子和定子的中心是固定且重合的，轉(zhuǎn)子的寬度比定子的寬度稍小，轉(zhuǎn)子安裝在定子內(nèi)，葉片的一端放入轉(zhuǎn)子的葉片槽內(nèi)，另一端與定子的內(nèi)表面接觸，葉片沿轉(zhuǎn)子徑向安置，轉(zhuǎn)子通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸配合聯(lián)接，定子外圈以長半徑圓弧中心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪形式，變量油缸包括變量活塞、端蓋、變量缸體即變壓器殼體，變量缸體是在變壓器殼體上加工而成的，變量活塞作成齒條形式，齒條式變量活塞與一個(gè)定子構(gòu)成齒輪傳動幅，另一個(gè)定子與齒輪構(gòu)成齒輪傳動副，齒輪安裝在電機(jī)的輸出軸上，電機(jī)安裝在殼體上，配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，并緊壓在定子的左右兩個(gè)側(cè)面上；旋轉(zhuǎn)軸的左、右兩端通過滑動軸承安裝在左、右側(cè)配流盤上，左端蓋、右端蓋通過螺栓固定在殼體上。 本實(shí)用新型的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效果是 (1)本實(shí)用新型能以無節(jié)流損失的方式將恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)壓力調(diào)整為負(fù)載壓力變化范圍內(nèi)的任一值。 (2)本實(shí)用新型可應(yīng)用于中高壓、中壓、中低壓液壓系統(tǒng)中，即7Mpa以上，20Mpa以
下的液壓系統(tǒng)中，擴(kuò)大了液壓變壓器的應(yīng)用范圍，豐富了液壓變壓器的品種。
(3)本實(shí)用新型體積小、重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小，動態(tài)響應(yīng)快，易于實(shí)現(xiàn)精確控制，控制性能好。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)簡圖 圖2是本實(shí)用新型的的A-A視圖 圖3是本實(shí)用新型的的B-B視圖 圖4是本實(shí)用新型的的C-C視圖 圖5是本實(shí)用新型的油口連接形式示意圖 圖6是本實(shí)用新型的變壓原理示意圖 圖中1.殼體，2.旋轉(zhuǎn)軸，3.左端蓋，4、7、8、11.配流盤，5、9.定子，6、10.轉(zhuǎn)子，12.右端蓋，13.變量油缸，13-1.變量活塞，13-2.變量油缸端蓋，14、16.葉片，15.齒輪，
17. 電機(jī)
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作以下詳細(xì)地說明。 如
圖1、2、3、4所示，本實(shí)用新型所述的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器主要由殼體1、旋轉(zhuǎn)軸2、左端蓋3、配流盤4、7、8、11和定子5、9與轉(zhuǎn)子6、10及右端蓋12、齒輪15、變量油缸13、電機(jī)17、葉片14、16等組成；轉(zhuǎn)子6和定子5的中心是固定且重合的，轉(zhuǎn)子6的寬度比定子5的寬度稍小，轉(zhuǎn)子6安裝在定子5內(nèi)，葉片14的一端放入轉(zhuǎn)子6的葉片槽內(nèi)，另一端與定子5的內(nèi)表面接觸，葉片14沿轉(zhuǎn)子6徑向安置(即安放角為零)，轉(zhuǎn)子6通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸2的左半軸配合聯(lián)接，在恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中高壓油的作用下，轉(zhuǎn)子6可帶動旋轉(zhuǎn)軸2旋轉(zhuǎn)，定子5外圈以長半徑圓弧中心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪形式，變量油缸13由變量活塞13-1、端蓋13-2、變量缸體即變壓器殼體1等構(gòu)成，變量缸體是在變壓器殼體1上加工而成的，變量活塞13-1作成齒條形式，齒條式變量活塞13-1與齒輪式定子5構(gòu)成齒輪傳動幅，定子5在變量油缸13的作用下可繞中心旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)變量，配流盤4、7安裝在旋轉(zhuǎn)軸2上，并緊壓在定子5的左右兩個(gè)側(cè)面上；轉(zhuǎn)子10和定子9的中心也是固定且重合的，轉(zhuǎn)子10的寬度比定子9的寬度稍小，轉(zhuǎn)子10安裝在定子9內(nèi)，葉片16的一端放入轉(zhuǎn)子10的葉片槽內(nèi)，另一端與定子9的內(nèi)表面接觸，葉片16沿轉(zhuǎn)子10徑向安置，定子9外圈以長半徑圓弧中心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪形式，定子9與齒輪15構(gòu)成齒輪傳動副，在電機(jī)17的帶動下定子9順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)進(jìn)行變量，齒輪15安裝在電機(jī)17的輸出軸上，電機(jī)17安裝在殼體1上，配流盤8、 11安裝在旋轉(zhuǎn)軸2上，并緊壓在定子9的左右兩個(gè)側(cè)面上，轉(zhuǎn)子10通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸2的右半軸配合聯(lián)接，由旋轉(zhuǎn)軸2帶動轉(zhuǎn)子10旋轉(zhuǎn)，輸出壓力油；旋轉(zhuǎn)軸2的左端通過滑動軸承安裝在左側(cè)配流盤4上，旋轉(zhuǎn)軸2的右端通過滑動軸承安裝在右側(cè)配流盤11上，左端蓋3、右端蓋12通過螺栓固定在殼體1上。[0021] 由旋轉(zhuǎn)軸2、轉(zhuǎn)子6、定子5、葉片14、變量油缸13和配流盤4、7等可組成變量部件18，由旋轉(zhuǎn)軸2、轉(zhuǎn)子10、定子9、齒輪15、葉片16、電機(jī)17、配流盤8、11等可組成變量部件
18。 所述的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器的變量部件18、變量部件19與雙作用葉片式二次元件的結(jié)構(gòu)、功能相似，變量部件18、19可以看作為雙作用葉片式二次元件，如圖5所示，于是，所述的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器可以看作是由兩個(gè)二次元件同軸 剛性聯(lián)接而成的，變量部件18的左上油口 M為電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器的進(jìn)油 口，進(jìn)油口 M與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高壓油路連接，變量部件19的右上油口 N為電液控制的雙 作用葉片式液壓變壓器的出油口 ，出油口 N與負(fù)載端連接，進(jìn)油口M與出油口N大小相同， 變量部件18的下油口與變量部件19的下油口連接在一起，成為電液控制的雙作用葉片式 液壓變壓器一個(gè)油口 0，油口 0與油箱連接，油口 O—方面向液壓變壓器補(bǔ)充油液，另一方面 將多余的油液和液壓變壓器內(nèi)泄漏產(chǎn)生的油液流回油箱，油口 0大于進(jìn)油口 M與出油口 N。 如圖6所示，在恒壓網(wǎng)絡(luò)壓力Pl的作用下，變量部件18產(chǎn)生的主動轉(zhuǎn)矩為r,-—(A -A) 變量部件19產(chǎn)生的阻力轉(zhuǎn)矩為 r2 =-^(p2-/70) 式中Vp、是變量部件18、變量部件19的排量，pp^是液壓變壓器進(jìn)、出油口處 的壓力，P。是油箱處的壓力，通常P。 = 0。 忽略變量部件18與變量部件19之間的摩擦阻力矩，當(dāng)1\+T2 = 0時(shí)，液壓變壓器
處于平衡狀態(tài)，此時(shí)液壓變壓器進(jìn)、出油口之間的壓力比為
;t = Zl = ii (1) 式中A為變壓比。 由以上推導(dǎo)可以看出，變壓比是液壓變壓器進(jìn)、出口壓力的比值，它也等于相應(yīng)排 量的反比。這里壓力Pl是恒壓網(wǎng)絡(luò)的壓力，它為定值，而壓力P2取決定于負(fù)載，因此所述的 一種電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器的變壓實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)排量V乂、的值，工作中可 分別或同時(shí)調(diào)節(jié)變量部件18的排量K或變量部件19的排量V2來滿足負(fù)載變化的需要。 所述的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器不工作時(shí)，變量部件18與變量部件 19的轉(zhuǎn)子6、 10均靜止不動，變量部件18的定子5處在初始旋轉(zhuǎn)位置(零點(diǎn))，變量部件19 的定子9可處在除零點(diǎn)外的任一位置，此時(shí)變量部件18的排量V工為零，變量部件19的排 量、不為零，由公式(1)可知，變壓比A等于零。 所述的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器工作時(shí)，為適應(yīng)負(fù)載的變化，在變量 油缸13和電機(jī)17的作用下，變量部件18、 19的定子5、9順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，隨著定子5、 9旋轉(zhuǎn)角度的變化，變量部件18的排量K或變量部件19的排量V2分別或同時(shí)不斷變化， 由公式(1)可知，變壓比A就隨之改變，實(shí)現(xiàn)變壓，滿足負(fù)載變化的需要。 所述的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器的變量部件18的定子5的旋轉(zhuǎn)角度 的大小和方向由變量活塞13-1的位移決定，變量活塞13-1的位移可由電液伺服(比例) 閥和位置傳感器控制，工作中，由位置傳感器檢測變量活塞13-1的位移，反饋給控制器，由 控制器發(fā)出指令給電液伺服(比例)閥，調(diào)節(jié)變量活塞13-1的位移(大小和方向)；變量 部件19的定子9的旋轉(zhuǎn)角度的大小和方向由電機(jī)17(伺服電動機(jī)或步進(jìn)電動機(jī))輸出軸 的轉(zhuǎn)角決定，工作中，由角位移傳感器檢測伺服電動機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)角，反饋給控制器，由控制器發(fā)出指令給伺服電動機(jī)，來控制定子的旋轉(zhuǎn)角度(大小和方向)，或由控制器控制發(fā)送 給步進(jìn)電動機(jī)的脈沖數(shù)，來控制定子的旋轉(zhuǎn)角度(大小和方向)。
權(quán)利要求一種電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器包括殼體(1)、旋轉(zhuǎn)軸(2)、左端蓋(3)、配流盤(4、7、8、11)、定子(5、9)、轉(zhuǎn)子(6、10)、右端蓋(12)、變量油缸(13)、葉片(14、16)、齒輪(15)、電機(jī)(17)；其特征在于，轉(zhuǎn)子(6)和定子(5)的中心是固定且重合的，轉(zhuǎn)子(6)的寬度比定子(5)的寬度稍小，轉(zhuǎn)子(6)安裝在定子(5)內(nèi)，葉片(14)的一端放入轉(zhuǎn)子(6)的葉片槽內(nèi)，葉片(14)的另一端與定子(5)的內(nèi)表面接觸，葉片(14)沿轉(zhuǎn)子(6)徑向安置，轉(zhuǎn)子(6)通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸(2)的左半軸配合聯(lián)接，定子(5)外圈以長半徑圓弧中心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪形式，變量油缸(13)包括變量活塞(13-1)、端蓋(13-2)、變量缸體即變壓器殼體(1)，變量缸體是在變壓器殼體(1)上加工而成的，變量活塞(13-1)作成齒條形式，齒條式變量活塞(13-1)與齒輪式定子(5)構(gòu)成齒輪傳動幅，配流盤(4、7)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(2)上，并緊壓在定子(5)的左右兩個(gè)側(cè)面上；轉(zhuǎn)子(10)和定子(9)的中心也是固定且重合的，轉(zhuǎn)子(10)的寬度比定子(9)的寬度稍小，轉(zhuǎn)子(10)安裝在定子(9)內(nèi)，葉片(16)的一端放入轉(zhuǎn)子(10)的葉片槽內(nèi)，葉片(16)的另一端與定子(9)的內(nèi)表面接觸，葉片(16)沿轉(zhuǎn)子(10)徑向安置，定子(9)外圈以長半徑圓弧中心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪形式，定子(9)與齒輪(15)構(gòu)成齒輪傳動副，齒輪(15)安裝在電機(jī)(17)的輸出軸上，電機(jī)(17)安裝在殼體(1)上，配流盤(8、11)安裝在旋轉(zhuǎn)軸(2)上，并緊壓在定子(9)的左右兩個(gè)側(cè)面上，轉(zhuǎn)子(10)通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸(2)的右半軸配合聯(lián)接；旋轉(zhuǎn)軸(2)的左端通過滑動軸承安裝在左側(cè)配流盤(4)上，旋轉(zhuǎn)軸(2)的右端通過滑動軸承安裝在右側(cè)配流盤(11)上，左端蓋(3)、右端蓋(12)通過螺栓固定在殼體(1)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，電機(jī) (17)是伺服電動機(jī)或步進(jìn)電動機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，左上油 口 (M)為電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器的進(jìn)油口，進(jìn)油口 (M)與恒壓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的高 壓端連接，右上油口 (N)為電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器的出油口，出油口 (N)與負(fù) 載端連接，下油口為電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器一個(gè)油口 (O)，油口 (0)與油箱連 接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，進(jìn)油口 (M)與出油口 (N)大小相同。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器，其特征在于，油口 (0) 大于進(jìn)油口 (M)與出油口 (N)。
專利摘要一種電液控制的雙作用葉片式液壓變壓器包括殼體、旋轉(zhuǎn)軸、左端蓋、配流盤、定子、轉(zhuǎn)子、右端蓋、葉片、變量油缸、齒輪、電機(jī)等；其特征在于，兩組轉(zhuǎn)子和定子的中心是固定且重合的，葉片沿轉(zhuǎn)子徑向安置，轉(zhuǎn)子通過花鍵與旋轉(zhuǎn)軸配合聯(lián)接，定子外圈以長半徑圓弧中心為中心150°范圍內(nèi)作成齒輪形式，變量油缸包括變量活塞、端蓋、變量缸體即變壓器殼體，變量缸體是在變壓器殼體上加工而成的，變量活塞作成齒條形式，齒條式變量活塞與一個(gè)定子構(gòu)成齒輪傳動幅，另一個(gè)定子與齒輪構(gòu)成齒輪傳動副，齒輪安裝在電機(jī)的輸出軸上，電機(jī)安裝在殼體上，配流盤安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，并緊壓在定子的左右兩個(gè)側(cè)面上；左端蓋、右端蓋通過螺栓固定在殼體上。
文檔編號F15B3/00GK201526532SQ200920226280
公開日2010年7月14日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月15日
發(fā)明者孔祥臻, 梁杰, 臧發(fā)業(yè), 鄭澈 申請人:山東交通學(xué)院