一种定量轴向柱塞泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柱塞泵领域，特别地，涉及一种定量轴向柱塞泵。
【背景技术】
[0002]柱塞泵是依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封腔的空间容积发生变化来实现吸油或排油的泵。现有技术中，多柱塞的柱塞泵主要有两种，一种是轴向柱塞泵，另一种是径向柱塞栗。
[0003]其中，径向柱塞泵是指柱塞径向排列安装在转子中，转子连同柱塞一起由电机带动旋转。柱塞靠离心力的作用和低压大流量齿轮泵供给的油液作用而紧抵于定子的内壁。其结构如图4所示，其中，01、柱塞，02、转子，03、衬套，04、定子，05、配油轴。当转子左偏作顺时针方向旋转时，由于定子和转子间有偏心距e，因此，柱塞绕经上半周时逐渐向外伸出，油缸内的空间容积由小变大，形成部分真空而吸油；当柱塞转到下半周时，定子内壁将柱塞往里推，油缸内的空间容积由大变小而排油。转子每转一周，每个柱塞各完成一次吸油和一次排油，若转子连续不停地旋转，油泵便可不断地完成输油工作。改变所述偏心距e即可改变油泵的流量。改变偏心的方向，即可改变输油的方向。径向柱塞泵具有流量大(50?400L/min)和流量可调节、流向可变、工作压力高￠.3?40MPa)，运行平稳等特点。但径向泵是由传动轴、定子、转子、大流量齿轮泵、柱塞泵、伺服阀、电磁阀、背压阀、安全阀及柱塞泵的左、右油缸和壳体等30多个零部件装配而成的，其结构复杂，制造难度大，体积大且笨重；因此大多用在最高工作压力为10?20MPa左右的低速、大功率(20?150kw)的大重型机械液压设备中。另外，转子上的柱塞靠转子的旋转离心力作用和齿轮泵供给的油压力作用而紧顶定子内壁，改变缸体各孔的空间容积，达到吸入介质和排出介质的目的；这存在摩擦因数大，工作介质单一等缺陷。
[0004]而轴向柱塞泵是活塞或柱塞的往复运动方向与缸体中心轴平行的柱塞泵。轴向柱塞泵利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来工作。现有的轴向柱塞泵主要包括传动轴、缸体、与缸体同轴设置的配流盘等部件。由传动轴带动缸体旋转，配流盘不动，液压油从配流盘上的腰型孔沿轴向进入缸体中，例如为对称分布的4个腰型孔。在这种柱塞泵中，配流盘的直径与缸体直径一致，由于缸体和配流盘的非腰型孔的贴合面无间隙，所以只能采用静压摩擦旋转的配流方式完成吸油和排油工作。当泵的设计压力和工作压力提高，在旋转中配流盘与缸体平面间的摩擦加剧，形成配流盘与缸体贴合面出现干摩擦状态，从而导致配流盘与缸体贴合面被磨坏而产生轴向漏油，造成柱塞泵报废。此外，随着设计压力提高和配流部位摩擦加剧使得泵中流体的温度升高(如油温从低压20MPa时的50°C升高至32.5MPa时的60°C )，进而油的粘度变小、泵的容积效率下降而达不到国家标准。因此，现有的轴向柱塞泵的设计压力最高值一般在31.5?35MPa。另有一种进口泵的配流盘和缸体配流面均为部分球面的轴向柱塞泵，这样的设计相比平面盘来说，可以适度缓解配流部位的摩擦，因而泵的设计压力可以适度提高，但这样的轴向柱塞泵又存在配流部位的工件曲面型加工复杂、轴向柱塞泵及其配件极其昂贵的问题。
[0005]因而，上述两种柱塞泵都有各自的优点和缺点，简单来说径向柱塞泵的设计压力较高，但结构复杂、装置的体积庞大。而轴向柱塞泵的配流方式决定了其设计压力，无法适应给大功率设备提供液压能的需要。因而本领域需要研发一种全新的柱塞泵。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于提供一种结构简单、工艺先进、容易制造、转速高、线速度低、摩擦因数小、使用寿命长、应用广泛(既能够用油做工作介质，又能够用水做工作介质，还能够用气体做工作介质)的径向配流的定量轴向柱塞泵，以解决现有技术中的上述问题。
[0007]本发明提供一种定量轴向柱塞泵，所述柱塞泵为径向配流泵，包括受外力驱动而旋转的传动轴、与传动轴连接的缸体、配流套、配流轴以及使得所述柱塞泵定量输出流体的斜盘；所述缸体、配流套和配流轴均与所述传动轴同轴设置；所述配流套呈圆柱状，且配流套紧密连接在缸体内的圆柱形凹洞中；传动轴的旋转带动所述缸体和配流套绕配流轴做旋转运动；配流轴轴向的一端设置在配流套内，且在配流轴和配流套间形成径向间隙；多根沿轴向设置或均与轴向呈倾斜>0°?10°的角度设置的柱塞设置在缸体孔内且位于配流套径向外侧；流体经吸流口进入缸体孔中，在配流轴中轴向设置的介质流道中沿轴向流动，再从配流轴上径向设置的第一配流槽先后流入配流套的通孔和位于缸体中径向设置的第二配流槽内并进入吸流口侧的缸体孔；同时，流体从排流口侧的缸体孔流动至位于缸体中径向设置的第二配流槽，再经过配流套上的通孔和在配流轴上的径向配流槽，流过介质流道后，流出配流轴并从排流口排出。
[0008]本发明的发明人在先试图发明一种高压柱塞定量泵，其申请号为CN201210052645，但因该柱塞泵中未涉及使用配流套与配流轴进行配合旋转，更不涉及在二者间存在一定的径向间隙，使得该变量泵中并没能实际解决“本领域需要提供一种工作压力高且结构简单的柱塞泵”的问题。此外，该申请中也并未公开合适的介质流道、第一配流槽和第二配流槽的形状和结构；还没有公开配流轴的曲面外表面上和/或配流套的曲面内表面上平行设置的多条圆弧通槽及其具体的优选方式。因此，该在先申请还只是一种未能具体实现的构思，通过发明人在后续过程中的设计、完善和应用，使得本发明提供了一种极具工业意义的新的柱塞泵。
[0009]本发明中，优选所述柱塞均与传动轴轴向呈5?10°的角度设置，这样可进一步降低柱塞与缸体孔的摩擦。在一种具体的实施方式中，图1中所述柱塞均是上端朝向径向外侧、下端朝向径向内侧而使得柱塞与轴向呈一定角度。
[0010]在一种具体的实施方式中，所述缸体由外径不同的两个圆柱体在轴向上连接而成，其中靠近传动轴外接端的第一缸的外径大于远离传动轴外接端的第二缸。优选地，传动轴的泵内端通过滚针轴承与配流轴上部的中孔配合，所述滚针轴承与传动轴同轴设置；且所述传动轴的泵内端位于第一缸中。
[0011]在一种具体的实施方式中，远离传动轴外接端的缸体外圆通过圆锥轴承与柱塞泵的端盖连接，且所述圆锥轴承与传动轴同轴设置。
[0012]在一种具体的实施方式中，所述柱塞泵还包括与端盖匹配设置的泵壳、设置在泵壳上的泄流口、与斜盘配合且位于其远离传动轴外接端一侧的柱塞滑靴组件、回程盘、弹簧和球铰；所述弹簧和球铰紧顶回程盘，使得回程盘带动柱塞滑靴组件紧贴斜盘且随着传动轴的旋转而转动，改变缸体孔的空间容积，达到吸油和排油的目的。
[0013]在一种具体的实施方式中，配流轴的外径为缸体的最大外径的20?65%。
[0014]在一种具体的实施方式中，配流轴与配流套之间的间隙为0.02-0.05_。
[0015]在一种具体的实施方式中，在靠近传动轴外接端的位置，所述柱塞泵还含有用于连接传动轴与泵壳的深沟球轴承，所述深沟球轴承与传动轴同轴设置。
[0016]在一种具体的实施方式中，在所述配流轴的曲面外表面上和/或配流套的曲面内表面上平行设置有多根圆弧通槽(平衡槽)。优选地，每条圆弧通槽由较宽的吸流端半圆弧通槽和较窄的排流端半圆弧通槽连通而成；且所述吸流端平衡槽的宽度为3?4mm，排流端平衡槽的宽度为0.6?1.0mm，二者以宽度方向的中心线呈居中对齐设置。
[0017]本发明提供了一种工作压力可高达40?60MPa同时体积小、结构紧凑的新的柱塞泵。本发明提供的柱塞泵在工作压力为32.5MPa时的容积效率可高达96%以上，远超出现有的轴向柱塞泵在这个工作压力下的容积效率93%。本发明提供的柱塞泵与传统的径向柱塞泵相比，主要优势在于泵的结构简单、体积小、重量轻；而与传统的轴向柱塞泵相比，主要优势在于泵的转速可以大幅提高、工作压力可以大幅提高，流量成倍增大，或在同等工作压力下，本发明提供的泵的容积效率显著上升。具体的，用现有的轴向柱塞泵去举升某10t的重物至一定高度时，其仅能提供最高32.5MPa的工作压力使得其必须选用大尺寸缸体和相关部件的泵。而使用本发明中提供的轴向柱塞泵，其工作压力可高达40?60MPa，且使用常规尺寸的缸体和相关部件的泵即可实现该举升。
[0018]本发明具有以下有益效果:
[0019](I)本发明提供的定量轴向柱塞泵