轴向柱塞式泵及马达
专利汇可以提供轴向柱塞式泵及马达专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且轴向 柱塞 式 泵 及 马 达，是一种 流体 能-机械能转换元件。本 发明 的主要特征在于：在缸体与配油盘之间设置了 螺旋槽 式动压 轴承 作为辅助支承；在回程机构的设计中，采用了非固定式球铰；回程盘与滑靴的 接触 面为一圆环面，滑靴圆柱体周围具有缓冲圈；缸体表面设有将泵体内油液泵入吸油口及润滑部位的 螺纹 式动压泵；柱塞采用了加强圆板密封端部，中心通过空心针管导油的无死容积式结构。，下面是轴向柱塞式泵及马达专利的具体信息内容。
1、轴向柱塞式泵及马达，由传动轴(1)，缸体(2)，柱塞组(3)，非金属缓冲圈(4)，滑靴(5)，斜盘(6)，球铰(7)，回程盘(8)，环型挡圈(9)，配油盘(15)等零件组成，其特征在于：
在缸体配流面与配油盘之间，开设了螺旋槽式动压轴承作为辅助支承。该螺旋槽式动压轴承可以开在两者中的任一表面上。
2、根据权利要求“1”所述的泵及马达，其特征在于;
a，球铰可相对于传动轴作相对转动及轴向移动。
b，回程盘与滑靴底部圆盘的接触平面为一圆环面，即回程盘只与滑靴底部圆环面的部分面积相接触。
c，在滑靴圆柱面周围，安设了非金属制的缓冲圈。
3、根据权利要求“1”所述的泵及马达，其特征在于：在缸体的表面设置了螺纹槽式动压泵，该动压泵可将泵体内油液随时抽入回油口及必要的零件润滑处。
本发明是一种关于轴向柱塞式泵及马达，特别是一种在配流盘及缸体之间采用了螺旋槽动压轴承作为辅助支承的，缸体浮动式柱塞泵及马达。
轴向柱塞式泵及马达，由于具有体积小，重量轻，功率密度大等优点，目前被广泛使用于各个工业领域中。但是，在现有的缸体浮动式轴向柱塞泵及马达中，仍然存在着若干问题。其中最重要也是最难解决的问题之一便是保持缸体与配流盘之间的适当间隙和稳定的流体润滑油膜，以提高其效率及可靠性。为解决这一问题，目前广泛采用的方法有两种;一种是采用所谓马蹄型或扇形的动压轴承辅助支承，一种是采用静压轴承辅助支承。前一种方式虽然在一定程度上解决了磨损或烧盘的问题，但难以保持稳定的油膜，有效地避免固体接触及磨损。后一种方式则需要牺牲相当的容积效率。
此外，对于通轴式轴向液压泵及马达，在采用中心弹簧通过球铰和回程盘使柱塞回程的结构中，存在着三个问题。第一个问题是，由于通常将球铰用花键或平键等固定在传动轴上，使其只能相对轴线平移而不能相对于轴转动。由此引起的弱点是：若想获得较大的轴径设计，则往往会因接触压力角变小而使球铰与回程盘之间的球面摩擦副的PV值过大乃至引起严重的粘着磨损等故障。
第二个问题是，如果回程盘与滑靴接触的平面的平面度等加工不良，在较高转速及吸油压力较低时，则很难使滑靴底面始终平行地接触在斜盘上。第三个问题是，由于各个滑靴的圆柱面外圆部轮流与回程盘上相应的通孔侧面接触而驱动回程盘转动，当上述通孔的加工质量不好时，便会引起冲击与噪音。
还有一个问题是，由于泵体内始终充满油液，故当泵在工作时，柱塞和滑靴以及回程盘等将在油液中高速搅动。由此引起至少两个问题，一是使油中产生大量的气泡，二是产生相当的扭矩损失及发热等。
对于工作压力高于300巴的超高压柱塞泵，由于液体的可压缩性及柱塞与缸孔之间的较大死容积的存在，容积效率会受到相当的影响。另一方面，考虑到在高速时柱塞的惯性力及良好的回程性，又难以将柱塞加工成实心的形式以消除死容积。
针对这一现状，本发明的目的在于提供一种可一举解决上述诸问题的轴向柱塞式泵及马达。
发明的意图是这样实现的;在缸体或配流盘配油面的任一（圆形）表面的外圆部位，开设所谓的螺旋槽动压轴承（Spiral Groov Bearing简称SGB）辅助支承区域。这种螺旋槽轴承的基本特点是：螺旋槽的条数多为几条到几十条，其深度为数微米到数十微米，由螺旋槽的泵效应引起的流动既可以是源流型也可以是汇流型。一般而论，螺旋槽应该开在摩擦副两表面中较硬的一面上，通常开在固定的配流盘上，汇流型比源流型的承载能力大。由于这种轴承具有一种对于液压机械来说十分理想的特性-在很小的间隙范围内存在着很大的轴承刚度且摩擦损失远小于其他类型的动压轴承，故既可有效地保持稳定的，很薄的流体润滑油膜，又可得到很高的机械效率，容积效率，从根本上避免固体磨损，大大提高泵的寿命及可靠性。
另外，为了解决上述回程机构中的三个问题，在本发明中采取了以下三个措施：
（1），球铰与缸体外伸端或传动轴之间为间隙配合，不存在任何相对转动及轴向移动的约束。同时，在回程弹簧或弹簧力传递顶针与球铰底平面之间，安置一块起轴向轴承作用的环型挡圈。这样，当泵在工作时，回程盘相对于球铰只作最有限的摇摆运动而不存在相对转动。与此相对应，球铰相对于传动轴及环型挡圈作一定的来回转动，从而使球铰与回程盘之 间的球面摩擦副的PV值大大降低，即使把两零件间得接触压力角设计得很小，也不会出现任何问题。
（2），回程盘与滑靴接触的面为一宽度较窄的环型面，换句话说，回程盘仅与滑靴底部圆环面的（中心分布圆以外的）外圆部分相接触。从而既便于回程盘的加工，又能保证有效地将滑靴压紧在斜盘上。
（3），在各个滑靴的圆柱面周围，安置一圆筒状的橡胶或塑料缓冲圈，这样，既使回程盘上的通孔加工质量较差，也不会在滑靴与回程盘之间产生硬冲击和噪音。
为了解决柱塞等运动件高速搅动泵体内油液的问题且同时又能保证轴承及球铰面等的有效润滑，在本发明中采取的方法如下：
在缸体的表面，设有两段旋向相反的圆柱面螺纹槽式动压泵区，两段螺纹槽区之间由一环型槽连通，这一环型槽同开在缸体上（柱塞孔之间）的数个轴向孔相通，轴向孔的一端通至泵体内的油液储存空间。在两段螺纹槽区的端部，分别开有两个出油孔，各个出油孔上串接一个单向阀，两个单向阀的出口并接在一起，构成两个螺纹槽泵的共同出口。由该共同出口流出的油，一部分被引导去润滑轴承及球铰等零件，一部分直接至回油口。
最后，为了消除柱塞与缸孔之间的死容积，同时又能保持柱塞的重量不会增加，本发明采取了如下的方法;在柱塞中部的园柱形空间的不同轴向部位，安设两块圆形密封板（当然也可以是一块或两块以上），一块在柱塞的端部，一块在中部适当的位置，板的中心有一个小孔，通过该小孔，用一根空心针管将高压油从柱塞的端部引导至柱塞的球头部及滑靴的底部。密封板与柱塞之间采用紧配合，空心针管与密封板的小孔之间，采用高性能的粘接剂粘死，形成气密状态。这样，既消除了死容积，且又能在不增加柱塞重量的同时，提高柱塞的抗弯曲强度。
与传统的同类泵或马达相比，本发明具有效率高，可靠性高，运转平 稳，噪音低，加工容易等特点。
本发明用于轴向通轴式定量柱塞泵的实施例由附图一-附图七给出。
下面，结合附图一-附图七，详细说明依据本发明提出的轴向通轴式定量柱塞泵的工作原理及特点等。
附图一为泵的主视图，图二为F向视图，表示吸排油口的相对位置关系。该泵由传动轴（1），缸体（2），柱塞（3），非金属材料做成的减振圈（4），滑靴（5），斜盘（6），球较（7），回程盘（8），环型挡圈（9），连接螺钉（10），中心回程弹簧（11），传力顶针（12），轴承（13）和（14），配油盘（15），泵体（16），后盖（17），定位销（18），单向阀（19），油封（20）等零件构成。传动轴（1）通过轴承（13）及（14）支承在泵体（16）及后盖（17）上。缸体（2）通过花键（S）与轴（1）连结在一起，但可作一定的相对轴向移动。中心回程弹簧（11）将弹簧力通过传力顶针（12）依次传递到环形挡圈（9），球铰（7），回程盘（8），滑靴（5）上，使滑靴能始终紧贴在斜盘（6）上，保持泵的正常吸排油。当传动轴带动缸体等沿图示方向转动时，低压油通过（A）孔被柱塞吸入，然后经高压排油孔（B）排出。
图三为A-A剖视图，表示螺旋槽动压轴承与高低压配油槽的位置关系。图中所示的为汇流型结构。环型供油槽（Ca）与吸油孔（A）连通，油经螺旋槽泵入环形槽（Cb）以后，通过配流盘上的小孔（C）又循环流回吸油孔（A）。从配油盘高压区外密封面（So）泄漏出来的油也经此环形槽（Cb）及小孔（C）至回油口。
对于需双向旋转的泵或马达，配流盘上应分别设有与不同转向相对应的螺旋槽动压轴承区域（El）和（Er）及相应的油流循环通道，如图四所示。
当回程盘（8）轮流由各个柱塞（3）驱动旋转时，因其自转轴的角速度相对与传动轴的角速度为一有规律的变量，如果在球铰（7）与传动轴（1）之间存在转动约束，则这一由于角速度差引起的相对转动只能由球铰与回程盘之间的球面摩擦副的相对转动来吸收。在本发明中，由于球铰与轴之间没 有任何转动约束，故球铰相对于环型挡圈（9）及传动轴（1）表面必然有一相对转动，由此而消除了球面摩擦副之间的相对转动，大大减小了球面摩擦副之间的PV值，即使在接触压力角很小的情况下，也不会产生任何问题。为保证球铰与缸体外伸端或传动轴之间既使在高温高速的情况下也不产生磨损，在球铰的内表面开设了螺旋润滑油槽（R）。当然，这一螺旋润滑油槽也可开在缸体的外伸端和轴的表面上。
固定在滑靴圆柱面上的缓冲胶圈（4）可有效地防止滑靴（5）与回程盘（8）之间的硬冲击及由此引起的噪音。其较为详细的装配关系见图五。当然，也可将缓冲圈安放在回程盘上的通孔壁面上。
随着转速的提高，在离心力的作用下，滑靴将向外倾翻，尤其在低压区内，滑靴的底圆外周与斜盘的内圈将会产生较严重的磨损及增大泄漏。因此，有效地将滑靴压紧在斜盘上，也是一个不容忽视的问题。在本发明中，回程盘与滑靴底部圆环面的接触区域为其中心分布圆的外圆部分，也就是说，回程盘与滑靴接触的那一面为一圆环面，这种结构可大大增强对滑靴的压紧效应。回程盘的结构例见图六。
在缸体的园柱面上，开有两段旋向相反的螺纹槽区（Bl）和（Br），这两段螺旋槽的作用相当于两个不同转向的微型螺纹动压泵，对应于缸体的不同转向，左旋或右旋螺纹泵将泵体内的储油空间（Sb）的油液泵入指定的地方。如图一所示，两个螺纹泵的中间有一相当于公共吸油口的环型槽（Bs），这一环形槽同开在缸体上（柱塞孔之间）的数个轴向孔（D）相通，轴向孔的一端连通至泵体内的油液储存空间（Sb）。在两端螺旋槽的端部，分别开有两个出油口（Cl）和（Cr），各个出油口分别与一个单向阀（19）相连，两个单向阀的出口并接在一起，构成两个螺纹槽泵的公共出口。从该公共出口流出的油，首先流入与小轴承（14）相通的油腔（Ss），因为油腔（Ss）通过一固定的节流孔（E）与吸油口（A）相通，故该油腔内的压力高于吸油口的压力。通过开在传动轴（1）上的轴向通油孔（Z）和径向通油孔（K1）和（K2），分别将油引导至球铰摩擦副及大轴承（13）处，对球铰（7），回程盘（8），滑靴 （5）的底圆部背面即与回程盘接触的那一面，大轴承（13），油封（20）等零件进行润滑。不言而吁，对于只需要单向旋转的泵或马达，可以去掉一段螺纹槽区（Bl）或（Br）及两个单向阀（19）等。调整轴向孔（D）的位置，可在泵体储油腔得到不同的油面高度。
图七给出了带增强板及中心针管的，无死容积式柱塞的详细结构例。由图中结构可以看出，该柱塞的纵剖面形状接近于等强度结构。在实际加工时，仅对小密封板（21）及大密封板（22）与柱塞内圆柱面的结合部位（M1），（M2）处有精度要求。（A0），（A1）及（A2）为粘接结合处。这种结构形式对于高压，高速，大排量型泵及马达，尤其具有优越性。
顺便指出，本发明所论原理不仅适应于上述定量泵及马达，同时也适应于轴向变量柱塞泵及马达。
关于附图中图号的简单说明;
（1），传动轴;（2），缸体;（3），柱塞;（4），缓冲圈;（5），滑靴;（6），斜盘;（7），球铰;（8），回程盘;（9），环型挡圈;（10），连接螺钉，（11），中心回程弹簧;（12），传力顶针;（13），大轴承;（14），小轴承;（15），配油盘;（16），泵体;（17），后盖;（18），定位销;（19），单向阀，（20），油封，（21），小密封板;（22），大密封板;
（A），吸油孔;（B），排油孔;（C），配流盘上的循环油孔;（D），开在缸体柱塞孔之间的轴向通油孔;（Z），开在传动轴中心的轴向孔;
（E），节流小孔;（K1），（K2），传动轴上的径向通油孔;（Bs），两个螺纹泵的公共吸油口环形槽;（Ca），SGB的供油槽;（Cb），SGB及配流盘的泄油槽;（Sb），泵体内的储油空间;（Ss），润滑油腔;
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