配流副的压紧力调节装置的制作方法

本发明涉及液压技术领域，尤其涉及一种柱塞式液压元件配流副的压紧力调节装置。

背景技术：

柱塞式液压元件主要包括轴向柱塞泵（马达）、浮杯式液压泵（马达）和基于前两者的液压变压器等，在上述液压元件的配流副在设计过程中，通常采用剩余压紧力系数设计原则。剩余压紧力系数对于配流副的性能影响很大，如果剩余压紧力系数过大，那么配流盘和柱塞缸的摩擦增大，机械效率降低，甚至会出现“烧盘”；如果剩余压紧力系数过小，那么配流盘和柱塞缸配合间隙过大导致泄漏量增大，容积效率降低。按照目前的设计方法，剩余压紧力系数取决于柱塞直径和配流盘腰形孔等结构尺寸，因此在径向柱塞泵等元件定型后，剩余压紧力系数将无法改变，严重影响配流副的润滑特性和径向柱塞泵等元件的整体效率。

因此，如何防止柱塞式液压元件中配流副摩擦过大，避免“烧盘”，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种配流副的压紧力调节装置，该装置可以有效地克服现有技术中存在的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种配流副的压紧力调节装置，包括柱塞托盘、配流盘及承托装置；所述柱塞托盘的周向设有多个用于容纳柱塞的空腔结构；所述配流盘上开设有高压腰形槽和低压腰形槽；所述承托装置上设有高压油路及低压油路；所述柱塞托盘、所述配流盘及所述承托装置依次贴合布置安装；与现有技术不同的是，还包括压紧力调节组件、安装孔、第一油道及第二油道，所述压紧力调节组件安装于所述安装孔内，所述安装孔、所述第一油道及所述第二油道均开设于所述配流盘上；所述第一油道的一端口连通于所述安装孔，另一端口连通于所述配流盘的顶面和/或底面；所述第二油道的一端口连通于所述高压腰形槽，另一端口连通于所述安装孔；所述压紧力调节组件包括阀芯、弹性阻尼单元、顶块和固定块，所述阀芯可在安装孔内轴向滑动，阀芯连接弹性阻尼单元，所述固定块固定安装于安装孔内，其侧面与安装孔配合连接，固定块的侧面开设有第一环形凹槽和第二环形凹槽，所述第一环形凹槽与第一油道连通，所述第二环形凹槽与第二油道连通，固定块与阀芯贴合的一面开设有动力孔，第一环形凹槽通过第三油道与动力孔相连通，第二环形凹槽通过第四油道与动力孔的孔底面连通，所述顶块装置在动力孔内，所述顶块与所述动力孔配合连接并可在动力孔内轴向滑动，所述顶块封闭所述第三油道在所述动力孔内的端口；当所述第四油道内进入高压介质后，可推动所述顶块在所述动力孔内移动，进而将所述第三油道与所述第四油道导通。

具体地，所述高压腰形槽中的高压油经所述第二油道进入所述第二环形凹槽，再经所述第四油道进入所述动力孔底部，当高压油对顶块所施加的力克服弹性阻尼单元的弹力时，推动顶块由动力孔的孔底向其孔顶滑移，滑移后使第三油道在动力孔内的端口开启，从而使第三油道与第四油道通过动力孔相连通，进而导通第一油道和第二油道，所述顶块滑移时带动阀芯并压缩弹性阻尼单元，当外力减小或失去后，所述弹性阻尼单元将阀芯和顶块顶回，进而断开所述第一油道和所述第二油道之间的通路。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作以下进一步改进。

进一步，所述弹性阻尼单元为弹簧，所述阀芯为圆柱体，其上底面与所述固定块贴合，下底面上开设有弹簧放置孔，所述弹簧一部分放置在弹簧放置孔内，其余部分露在弹簧放置孔的外部并与所述安装孔的孔底面抵接。

进一步，所述弹性阻尼单元为弹簧，所述阀芯为圆柱状，所述阀芯的上底面与所述固定块贴合，所述阀芯的侧面设有周向布置的凸起或环形凸缘，所述弹簧套装在所述阀芯外部，并且一端抵顶在所述凸起或凸缘的下表面，另一端与所述安装孔的孔底面抵接。

进一步，所述固定块固定安装于所述安装孔的孔顶部，所述阀芯安装于安装孔的孔底部，所述弹性阻尼单元的一端抵顶在阀芯上，另一端与安装孔的底部相抵。

进一步，所述安装孔安装有阀芯一侧的底面或侧壁上开设有连通外部的第五油道，并且第五油道不会被阀芯堵住端口。

进一步，所述第一油道位于所述配流盘的顶面和/或底面的端口处设有凹陷的沟槽，所述端口设置在沟槽的中心位置，所述沟槽为圆弧形，并且该圆弧与所述配流盘同圆心。

与上述技术方案原理类似，本发明还提供了以下技术方案。

一种柱塞式液压元件的压紧力调节装置，包括柱塞托盘、配流盘及承托装置；所述柱塞托盘的周向设有多个用于容纳柱塞的空腔结构；所述配流盘上开设有高压腰形槽和低压腰形槽；所述承托装置上设有高压油路及低压油路；所述柱塞托盘、所述配流盘及所述承托装置依次贴合布置安装；与现有技术不同的是，与现有技术不同的是，还包括压紧力调节组件、安装孔、第一油道及第二油道，所述压紧力调节组件安装于所述安装孔内，所述安装孔、所述第一油道及所述第二油道均开设于所述承托装置上；所述第一油道的一端口连通于所述安装孔，另一端口连通于所述承托装置的与所述配流盘相接的一面；所述第二油道的一端口连通于所述高压油路，另一端口连通于所述安装孔；所述压紧力调节组件包括阀芯、弹性阻尼单元、顶块和固定块，所述阀芯可在安装孔内轴向滑动，阀芯连接弹性阻尼单元，所述固定块固定安装于安装孔内，其侧面与安装孔配合连接，固定块的侧面开设有第一环形凹槽和第二环形凹槽，所述第一环形凹槽与第一油道连通，所述第二环形凹槽与第二油道连通，固定块与阀芯贴合的一面开设有动力孔，第一环形凹槽通过第三油道与动力孔相连通，第二环形凹槽通过第四油道与动力孔的孔底面连通，所述顶块装置在动力孔内，所述顶块与所述动力孔配合连接并可在动力孔内轴向滑动，初始状态时，所述顶块封闭所述第三油道在所述动力孔内的端口；当所述第四油道内进入高压介质后，可推动所述顶块在所述动力孔内移动，进而将所述第三油道与所述第四油道导通。

具体地，所述高压油路中的高压油经所述第二油道进入所述第二环形凹槽，再经所述第四油道进入所述动力孔底部，当高压油对顶块所施加的力克服弹性阻尼单元的弹力时，顶块由动力孔的孔底向其孔顶滑移，滑移后使第三油道在动力孔内的端口开启，从而使第三油道与第四油道通过动力孔相连通，进而导通第一油道和第二油道，所述顶块滑移时带动阀芯并压缩弹性阻尼单元，当外力减小或失去后，所述弹性阻尼单元将阀芯和顶块顶回，进而断开所述第一油道和所述第二油道之间的通路。

上述方案还可以有如下进一步的改进方案。

进一步，所述弹性阻尼单元为弹簧，所述阀芯为圆柱体，其上底面与固定块贴合，下底面上开设有弹簧放置孔，所述弹簧一部分放置在弹簧放置孔内，其余部分露在弹簧放置孔的外部，并与所述安装孔的孔底面抵接。

进一步，所述弹性阻尼单元为弹簧，所述阀芯为圆柱状，所述阀芯的上底面与所述固定块贴合，所述阀芯的侧面设有周向布置的凸起或环形凸缘，所述弹簧套装在所述阀芯外部，并且一端抵顶在所述凸起或凸缘的下表面，另一端与所述安装孔的孔底面抵接。

进一步，所述固定块固定安装于所述安装孔的孔顶部，所述阀芯安装于安装孔的孔底部，所述弹性阻尼单元的一端抵顶在阀芯上，另一端与安装孔的底部相抵。

进一步，所述安装孔安装有阀芯一侧的底面或侧壁上开设有连通外部的第五油道，并且第五油道不会被阀芯堵住端口。

进一步，所述配流盘上开设有第六油道，所述第六油道的一端口位于与所述承托装置相贴合的一面，并且与所述第一油道相接，第六油道的另一端口位于所述配流盘与所述柱塞托盘相贴合的一面。

进一步，所述第六油道的两个端口处至少其一设有凹陷的沟槽，所述端口设置在沟槽的中心位置，所述沟槽为圆弧形，并且该圆弧与所述配流盘同圆心。

本发明的有益效果是，通过安装于安装孔中的压紧力调节组件，可以将高压油引入到具有相对转动的柱塞托盘和配流盘之间或者引入到配流盘与承托装置之间，通过高压油的引入，可以抵消配流副的一部分摩擦力，进而可以保证在合适的剩余压紧力系数的前提下，减小配流盘和柱塞缸之间的摩擦力或者减小配流盘和承托装置之间的摩擦力，避免了“烧盘”现象的发生，同时，也不会因为配流副之间的间隙过大而导致泄漏量增大，保证了容积效率;对于采用多个压紧力调节组件而言，随着压力增加，配流盘和柱塞托盘的离力呈“阶梯式”增大，使两者的剩余压紧力更小，减小了摩擦，避免“烧盘”；该装置油路结构简单，易于制造。

附图说明

图1为本发明所提供的安装有配流副的压紧力调节装置后的一种柱塞泵的整体结构示意图；

图2为本发明中的一种配流盘的具体实施例的示意图；

图3为本发明中的一种配流盘及一种压紧力调节组件的拆解结构示意图；

图4为本发明中固定块的一种具体实施例的示意图；

图5为本发明中弹簧和一种阀芯在安装孔中的安装方式示意图；

图6为本发明中弹簧和另一种阀芯在安装孔中的安装方式示意图；

图7至图9为压紧力调节组件安装于配流盘中的剖视结构示意图；

图10为压紧力调节组件安装于后盖中的剖视结构示意图；

图11为采用本发明提供的压紧力调节装置后的柱塞缸与配流盘的作用力示意图。

1、壳体，2、轴承，3、主轴，4、柱塞托盘，5、柱塞，6、配流盘，7、后盖，8、柱塞腔，9、压紧力调节组件，61、高压腰形槽，62、低压腰形槽，63、沟槽，65、安装孔，66、第一油道，67、第二油道，68、第五油道，69、第六油道，91、弹簧，92、阀芯，93、顶块，94、固定块，95、弹性挡圈，921、弹簧放置孔，941、第一环形凹槽，942、第二环形凹槽，943、动力孔，944、第三油道，945、第四油道，e1、第一压紧力调节组件，e2、第二压紧力调节组件，e3、第三压紧力调节组件。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

由于本发明所提供的配流副的压紧力调节装置可以用于轴向柱塞泵（马达）、浮杯式液压泵（马达）和基于前两者的液压变压器等液压元件，这类元件的共同特征就是都具有配流副，下面主要以轴向柱塞泵为例详细阐述本发明。

本发明所提供的一种配流副的压紧力调节装置，主要包括两种实现方式，一种是安装于配流盘6的方式，另一种是安装于承托装置的方式，该承托装置在图1所示的轴向柱塞泵中，即为后盖7，在一些其它元件中，也可以为支撑托盘，或类似的其它形式的零件。

参照图1，图1为本发明所提供的安装有所述配流副的压紧力调节装置后的一种柱塞泵的整体结构示意图。该柱塞泵包括壳体1、轴承2、主轴3、柱塞托盘4、柱塞5、配流盘6、后盖7，主轴3驱动柱塞托盘4旋转并带动柱塞5在用于容纳柱塞5的空腔结构内周期性的伸出和压入，在上述结构中，用于容纳柱塞5的空腔结构为柱塞腔8，固定不动的配流盘6的左、右端面分别与旋转的柱塞缸4的右端面和后盖7的左端面贴合，当柱塞5在柱塞腔8中伸出时，外部油箱的低压油通过配流盘6的低压腰形槽62进入柱塞腔8，当柱塞5在柱塞腔8中压入时，柱塞腔8中的高压油通过配流盘6的高压腰形槽61排出。

图2至图9为安装于配流盘的方式，在此种方式下，本发明所提供的配流副的压紧力调节装置，包括柱塞托盘4、配流盘6及承托装置；该承托装置在图1所示的轴向柱塞泵中，即为后盖7。所述柱塞托盘4的周向设有多个用于容纳柱塞5的空腔结构，该用于容纳柱塞5的空腔结构在图1中即为柱塞腔8；配流盘6上开设有高压腰形槽61和低压腰形槽62；承托装置上设有高压油路71及低压油路；柱塞托盘4、配流盘6及承托装置依次贴合布置安装；还包括压紧力调节组件9、安装孔65、第一油道66及第二油道67，压紧力调节组件9安装于安装孔65内，安装孔65、第一油道66及第二油道67均开设于配流盘6上；第一油道66的一端口连通于安装孔65，另一端口连通于配流盘6的顶面或底面，或者同时连通于两面；图7即为第一油道66连通于顶面的示意图，图8为同时连通于两面的示意图。第二油道67的一端口连通于所述高压腰形槽61，另一端口连通于安装孔65；压紧力调节组件9包括阀芯92、弹性阻尼单元、顶块93和固定块94，阀芯92可在安装孔65内轴向滑动，阀芯92一端的底面与固定块94贴合，另一端连接弹性阻尼单元，固定块94固定安装于安装孔65内，其侧面与安装孔65配合连接，固定块94的侧面开设有第一环形凹槽941和第二环形凹槽942，第一环形凹槽941与第一油道66连通，第二环形凹槽942与第二油道67连通，固定块94与阀芯92贴合的一面开设有动力孔943，第一环形凹槽941通过第三油道944与动力孔943的孔底面相连通，第二环形凹槽942与动力孔943通过第四油道945连通，顶块93装置在动力孔943内，顶块93与动力孔943配合连接并可在动力孔943内轴向滑动，初始状态时，顶块93封闭第三油道944在动力孔943内的端口。

通过上述压紧力调节装置，当配流盘6的高压腰形槽61中进入高压油后，初始状态下，如图7所示，由于阀芯92的封堵作用，第一油道66和第二油道67之间不连通；当高压腰形槽61中的高压油经第二油道67进入第二环形凹槽942，再经所述第四油道945进入所述动力孔943底部后，高压油对顶块93所施加的力逐渐克服弹性阻尼单元的弹力，顶块93由动力孔943的孔底向孔顶滑移，顶块93滑移时带动阀芯92并压缩弹性阻尼单元，滑移后使第三油道944在动力孔943内的端口开启，如图9所示，从而使第一油道66和第二油道67通过动力孔943相连通，此时，高压油将会流入配流副中，进而产生一个柱塞缸4与配流盘6的分离力，或者配流盘6与后盖7之间的分离力，减小柱塞缸4与配流盘6的压紧力，或者减小配流盘6与后盖7之间的压紧力，降低摩擦，避免“烧盘”现象的发生；当外力减小或失去后，弹性阻尼单元将阀芯92和顶块93顶回，进而断开所述第一油道66和所述第二油道67之间的通路。

弹性阻尼单元可以有多种实施方式，可以是橡胶材料制成的，也可以为弹簧91。当弹性阻尼单元为弹簧91时：如图5所示，可以将阀芯92为设计为圆柱体，其上底面与固定块94贴合，其下底面开设有弹簧放置孔921，弹簧91一部分放置于弹簧放置孔921内，其余部分露在所述弹簧放置孔921的外部并与所述安装孔65的孔底面抵接，这样可以确保弹簧的稳定弹力；或者如图6-9所示，将阀芯92设计为圆柱状，其上底面与固定块94贴合，并在其侧面设置周向布置的凸起或环形凸缘，弹簧91套装在阀芯92外部，并且一端抵顶在凸起或凸缘的下表面，另一端与所述安装孔65的孔底面抵接；如7-9所示，为了防止阀芯92在安装孔65内移动时左右摇摆，可以在安装孔65底部开设导向槽，并设计阀芯92下部的长度大于弹簧91的自由长度，使弹簧91套装在阀芯92外部后，阀芯92下部还有部分余量暴露在弹簧91之外，该暴露部分插装在上述导向槽内并与导向槽配合连接；为避免导向槽内形成密闭空间导致阀芯92向下滑移时导向槽内产生正压力，可在阀芯92下部的侧面开设凹槽，该凹槽使导向槽与安装孔连通。

在上述实施例中，需要确保固定块94为固定不动，因此，可以将安装孔65设计为台阶状，将固定块65的一端相抵于台阶上，另一端置于安装孔65的孔口处，用弹性挡圈95将其固定即可。

由于阀芯92安装于安装孔65的孔底端部分，所以为了保证阀芯92能正常移动，避免由于安装孔65的孔底端部分空间被压缩产生正压力而使阀芯92无法移动，可以在安装孔65孔底端部分的底面或侧壁上开设有连通外部的第五油道68，并且第五油道68不会被阀芯92堵住端口，如此当阀芯92被顶块94顶起后，安装孔65孔底端部分油液被压缩，压力增大，油液从第五油道68排出到外部低压区，以保持安装孔65内外压力平衡，从而确保阀芯92的正常移动。

在上述各种方案中，为了更好地实现调节配流副中的压力，在第一油道66位于所述配流盘6的顶面和/或底面的端口处设有凹陷的沟槽63，并且优选上述端口设置在沟槽63的中心位置，沟槽63为圆弧形，并且该圆弧与所述配流盘6同圆心，如图2或图4所示。

由于本发明的核心在于，如何将高压区的油引入到配流副中，而柱塞托盘4、配流盘6和承托装置三者之间形成了两个配流副，压紧力调节组件9安装于配流盘6中后，通过相应的油路的开设，可以实现发明效果，同样的原理，也可以将上述方案中的压紧力调节组件安装于承托装置中，仍以图1所示的轴向柱塞泵为例，其中承托装置即为后盖7。图10即为压紧力调节组件安装于后盖中的剖视结构示意图。在该种结构中，由于后盖7位于配流盘6的底面一侧，为了将油液引入到柱塞托盘4和配流盘6之间的配流副中，需要在配流盘6内开设第五油道69，这种结构适用于配流盘6与后盖7之间没有相对转动的元件中。

由于原理类似，在此对于压紧力调节组件9设于后盖7中的结构不做重复性解释，其结构形式可参考上述安装于配流盘6中的结构形式。

无论压紧力调节组件9安装于配流盘6还是后盖7中，均可以设置多个，如图2、图3中所示，可以设置为三个，相应的安装孔65和沟槽63也为三个，为了安装方便，也为了便于相关油路的连通，安装孔65可以设置在高压腰形槽61所在圆周的外部圆周内；类似地，设置沟槽63时，可以将其中一个设置在中部的高压腰形槽61附近，另外两个分别对称设置在配流盘/承托装置轴心与中间沟槽63上的端口中心之间连接线的两侧。

使用三个压紧力调节组件时，如图3所示，可以将其中一个设置在中部的高压腰形槽61附近，称为第二压紧力调节组件e2，另外两个分别设置在配流盘/承托装置轴线与第二压紧力调节组件e2轴线的之间连接面的两侧，称为第一压紧力调节组件e1和第三压紧力调节组件e3，并且第一压紧力调节组件e1和第三压紧力调节组件e3关于该连接面对称；同时第二压紧力调节组件e2中的弹簧的工作压力为p2，对称布置的第一压紧力调节组件e1和第三压紧力调节组件e3中的弹簧的工作压力为p1，并且p1<p2。

如此一来，如图11所述，当工作压力p<p1时，随着压力p增加，配流盘6和柱塞托盘4的分离力按照曲线ab变化，当工作压力p=p1时，第一压紧力调节组件e1和第三压紧力调节组件e3开始工作，分离力由b点“阶梯式”增大至c点，当工作压力p1<p<p2时，随着压力p增加，分离力按照曲线cd变化，当工作压力p=p2时，第二压紧力调节组件e2开始工作，分离力由d点“阶梯式”增大至e点，当工作压力p>p2时，分离力按照曲线ef变化，采用压紧力调节装置的分离力曲线abcdef和未采用压紧力调节装置的分离力曲线ag相比较，分离力曲线abcdef与压紧力曲线mn的差值更小，两者的剩余压紧力更小，减小了摩擦，避免“烧盘”。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。