用于控制液壓激振系統(tǒng)的交變配流泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種泵，具體涉及一種用于控制液壓激振系統(tǒng)的交變配流泵。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓激振系統(tǒng)因其較高的功率密度，在200Hz以內(nèi)大驅(qū)動力加載方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于汽車、高鐵列車、海洋裝備等產(chǎn)業(yè)零部件的疲勞壽命、振動模擬等測試環(huán)節(jié)。
[0003]傳統(tǒng)的液壓激振系統(tǒng)是由液壓泵輸出直流液流，再通過閥芯運(yùn)動切換油口逆變?yōu)榻涣饕毫髁钭鲃悠餮h(huán)往復(fù)運(yùn)動。其中由于伺服閥等處存在較大的節(jié)流和溢流損失，能量利用率低，對測試時(shí)間較長的疲勞振動加載來說，極大地增加了能耗成本。
[0004]近年來，泵控直驅(qū)液壓系統(tǒng)得到深入發(fā)展，減少了節(jié)流和溢流損耗，但交流輸出需要通過驅(qū)動電機(jī)的換向來實(shí)現(xiàn)，因受電機(jī)性能的限制，加載頻率有限，大幅延長了試驗(yàn)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于控制液壓激振系統(tǒng)的交變配流泵，它可以用于控制液壓激振系統(tǒng)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型用于控制液壓激振系統(tǒng)的交變配流泵的技術(shù)解決方案為:
[0007]包括主電機(jī)1，主電機(jī)I的殼體通過鐘罩2與固定配流盤5固定連接，主電機(jī)I的輸出軸通過聯(lián)軸器3與缸體驅(qū)動軸10連接，缸體驅(qū)動軸10沿軸向依次穿過固定配流盤5和旋轉(zhuǎn)配流盤6，缸體驅(qū)動軸10與柱塞缸體12固定連接；旋轉(zhuǎn)配流盤6的后端面與固定配流盤5的前端面接觸，旋轉(zhuǎn)配流盤6的前端面與柱塞缸體12接觸；旋轉(zhuǎn)配流盤6的外圈形成外齒輪并與配流主動齒輪7相嚙合；配流主動齒輪7連接配流伺服電機(jī)11的轉(zhuǎn)子，配流伺服電機(jī)11通過驅(qū)動配流主動齒輪7使旋轉(zhuǎn)配流盤6旋轉(zhuǎn)；柱塞缸體12的前端沿周向分布有多個(gè)圓孔，每個(gè)圓孔中分別插有柱塞14 ;多個(gè)柱塞14能夠沿柱塞缸體12的軸向移動；該多個(gè)柱塞14的前端設(shè)置斜盤15 ;斜盤15的旋轉(zhuǎn)軸線與柱塞缸體12的軸線之間成一夾角，以使斜盤15的工作面與柱塞缸體12的端面之間成一夾角；工作時(shí)，各柱塞14在柱塞缸體12內(nèi)液壓油的作用下壓緊在斜盤15的工作面上；固定配流盤5的工作端面形成直徑不同的內(nèi)外兩道環(huán)形槽B、A ;兩條環(huán)形槽沿軸向向內(nèi)延伸，外環(huán)形槽A連接激振缸22的A腔，內(nèi)環(huán)形槽B連接激振缸22的B腔；旋轉(zhuǎn)配流盤6上開設(shè)有兩條截面為弧形的配流通道1、II，內(nèi)配流通道I與外配流通道II相對設(shè)置；內(nèi)配流通道I的兩端半徑相同，內(nèi)配流通道I的后端用于連通固定配流盤5的內(nèi)環(huán)形槽B，內(nèi)配流通道I的前端連通柱塞缸體12的部分柱塞圓孔；外配流通道II的后端半徑大于前端半徑，外配流通道II的后端用于連通固定配流盤5的外環(huán)形槽A，外配流通道II的前端連通柱塞缸體12的另一部分柱塞圓孔；外配流通道II的前端半徑與內(nèi)配流通道I的半徑相同。
[0008]所述主電機(jī)I通過缸體驅(qū)動軸10帶動柱塞缸體12連續(xù)旋轉(zhuǎn)，由于斜盤15的作用，迫使柱塞14在柱塞缸體12內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動，從而形成相位固定的吸油區(qū)和排油區(qū)；
[0009]與此同時(shí)，配流伺服電機(jī)11通過驅(qū)動配流主動齒輪7使旋轉(zhuǎn)配流盤6旋轉(zhuǎn)，而與配流盤罩殼9的外殼固定連接的固定配流盤5保持不動，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)配流盤6相對于固定配流盤5的旋轉(zhuǎn)，以及旋轉(zhuǎn)配流盤6相對于柱塞缸體12的旋轉(zhuǎn)，使旋轉(zhuǎn)配流盤6的兩條配流通道1、II與柱塞缸體12的吸油區(qū)和排油區(qū)的接觸面積發(fā)生變化；
[0010]旋轉(zhuǎn)配流盤6的旋轉(zhuǎn)角Φ=0°，旋轉(zhuǎn)配流盤6的內(nèi)配流通道I與柱塞缸體12吸油區(qū)和排油區(qū)的接觸面積相同，旋轉(zhuǎn)配流盤6的外配流通道II與柱塞缸體12吸油區(qū)和排油區(qū)的接觸面積相同，即固定配流盤5的內(nèi)環(huán)形槽B的輸入流量和外環(huán)形槽A的輸出流量為零；
[0011]隨著旋轉(zhuǎn)配流盤6的旋轉(zhuǎn)，交變配流泵的輸入輸出流量發(fā)生如下變化:
[0012]0° < Φ < 90°:旋轉(zhuǎn)配流盤6的內(nèi)配流通道I與柱塞缸體12的吸油區(qū)的接觸面積以及旋轉(zhuǎn)配流盤6的外配流通道II與柱塞缸體12的排油區(qū)的接觸面積逐漸變大，則固定配流盤5的內(nèi)環(huán)形槽B的輸入流量和外環(huán)形槽A的輸出流量同時(shí)變大；
[0013]Φ=90°:固定配流盤5的內(nèi)環(huán)形槽B的輸入流量和外環(huán)形槽A的輸出流量達(dá)到最大；
[0014]90° < Φ < 180°:旋轉(zhuǎn)配流盤6的內(nèi)配流通道I與柱塞缸體12的吸油區(qū)的接觸面積以及旋轉(zhuǎn)配流盤6的外配流通道II與柱塞缸體12的排油區(qū)的接觸面積逐漸變小，則固定配流盤5的內(nèi)環(huán)形槽B的輸入流量和外環(huán)形槽A的輸出流量同時(shí)變小；
[0015]Φ=180°:固定配流盤5的內(nèi)環(huán)形槽B的輸入流量和外環(huán)形槽A的輸出流量減小到零；
[0016]180° <Φ < 270°:旋轉(zhuǎn)配流盤6的外配流通道II與柱塞缸體12的吸油區(qū)的接觸面積以及旋轉(zhuǎn)配流盤6的內(nèi)配流通道I與柱塞缸體12的排油區(qū)的接觸面積逐漸變大，則固定配流盤5的外環(huán)形槽A的輸入流量和內(nèi)環(huán)形槽B的輸出流量同時(shí)變大；
[0017]φ=270°:固定配流盤5的外環(huán)形槽A的輸入流量和內(nèi)環(huán)形槽B的輸出流量達(dá)到最大;
[0018]270° <Φ < 360°:旋轉(zhuǎn)配流盤6的外配流通道II與柱塞缸體12的吸油區(qū)的接觸面積以及旋轉(zhuǎn)配流盤6的內(nèi)配流通道I與柱塞缸體12的排油區(qū)的接觸面積逐漸變小，則固定配流盤5的外環(huán)形槽A的輸入流量和內(nèi)環(huán)形槽B的輸出流量同時(shí)變?。?br>[0019]φ=360°:固定配流盤5的外環(huán)形槽A的輸入流量和內(nèi)環(huán)形槽B的輸出流量減小到零；
[0020]如此循環(huán)，交變配流泵的兩油口就會形成流量和方向都交替變化的油液，從而驅(qū)動激振缸往復(fù)運(yùn)動。
[0021]通過控制器23輸出信號改變所述旋轉(zhuǎn)配流盤6的轉(zhuǎn)速，激振缸22的往復(fù)頻率隨之變化；改變主電機(jī)I轉(zhuǎn)速，則改變泵的輸出流量，令激振缸22的激振幅值產(chǎn)生變化；或通過變量伺服電機(jī)21驅(qū)動變量絲桿20轉(zhuǎn)動一定轉(zhuǎn)角，就可使變量柱塞18移動，從而改變斜盤14的角度，從而改變泵排量，也可使激振缸22的激振振幅產(chǎn)生變化；通過控制器23測量激振缸22的實(shí)時(shí)位移和力，然后通過閉環(huán)控制，使激振缸22在所需的振幅和頻率下工作。
[0022]所述配流通道1、II的圓心角不大于180°。
[0023]所述缸體驅(qū)動軸10通過驅(qū)動軸軸承4實(shí)現(xiàn)與固定配流盤5的活動連接，缸體驅(qū)動軸10能夠相對于固定配流盤5旋轉(zhuǎn)。
[0024]所述固定配流盤5與配流盤罩殼9的外殼固定連接；配流盤罩殼9的內(nèi)腔設(shè)置有旋轉(zhuǎn)配流盤6，配流盤罩殼9通過配流盤軸承8支承旋轉(zhuǎn)配流盤6。
[0025]所述固定配流盤5的前端固定連接泵殼16，泵殼16的前端固定連接變量組件17 ;斜盤15通過其兩側(cè)的半圓耳軸支撐在變量組件17上。
[0026]所述柱塞缸體12設(shè)置于栗冗16內(nèi)，栗冗16通過缸體軸承13與柱塞缸體12活動連接。
[0027]所述斜盤15的前端球頭與變量柱塞18的端面槽口活動連接；變量柱塞18通過螺紋副沿軸向與變量絲桿19連接；變量絲桿19連接變量伺服電機(jī)21的轉(zhuǎn)子軸；變量伺服電機(jī)21的外殼與變量塞蓋20固定連接，變量塞蓋20與變量組件17固定連接。
[0028]本實(shí)用新型可以達(dá)到的技術(shù)效果是:
[0029]激振系統(tǒng)采用具有雙配流盤結(jié)構(gòu)的交變配流泵對作動器進(jìn)行驅(qū)動，利用旋轉(zhuǎn)配流盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)直接輸出交變液流，通過調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)配流盤轉(zhuǎn)速來控制激振頻率，通過改變主電機(jī)轉(zhuǎn)速或斜盤角度來控制綜合排量從而控制激振振幅。
【附圖說明】
[0030]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0031]圖1是本實(shí)用新型用于控制液壓激振系統(tǒng)的交變配流泵的分解示意圖；
[0032]圖2是本實(shí)用新型的剖視圖；
[0033]圖3是本實(shí)用新型的局部示意圖；
[0034]圖4a是本實(shí)用新型的固定配流盤的剖面示意圖；
[0035]圖4b是圖4a的側(cè)視圖；
[0036]圖5a是本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)配流盤的前端面示意圖；
[0037]圖5b是本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)配流盤的后端面示意圖；
[0038]圖5c是本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)配流盤的剖面示意圖；
[0039]圖6是本實(shí)用新型的工作原理示意圖；
[0040]圖7是本實(shí)用新型的控制原理示意圖。
[0041]圖中附圖標(biāo)記說明:
[0042]I為主電機(jī)，2為鐘罩，
[0043]3為聯(lián)軸器，4為驅(qū)動軸軸承，
[0044]5為固定配流盤，6為旋轉(zhuǎn)配流盤，
[0045]7為配流主動齒輪，8為配流盤軸承，
[0046]9為配流盤罩殼，10為缸體驅(qū)動軸，
[0047]11為配流伺服電機(jī)，12為柱塞缸體，
[0048]13為缸體軸承，14為柱塞，
[0049]15為斜盤，16為泵殼，
[0050]17為變量組件，18為變量柱塞，
[0051]19為變量絲桿，20為變量塞蓋，
[0052]21為變量伺服電機(jī)，22為激振缸，
[0053]23為控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0054]如圖1所示，本實(shí)用新型用于控制液壓激振系統(tǒng)的交變配流泵，包括主電機(jī)1、鐘罩2、聯(lián)軸器3、驅(qū)動軸軸承4、固定配流盤5、旋轉(zhuǎn)配流盤6、配流主動齒輪7、配流盤軸承8、配流盤罩殼9、缸體驅(qū)動軸10、配流伺服電機(jī)11、柱塞缸體12、缸體軸承13、柱塞14、斜盤15、泵殼16、變量組件17、變量柱塞18、變量絲桿19、變量塞蓋20、變量伺服電機(jī)21、激振缸22 ；
[0055]如圖2所示，主電機(jī)I的殼體通過鐘罩2與固定配流盤5固定連接，主電機(jī)I的輸出軸通過聯(lián)軸器3與缸體驅(qū)動軸10連接，缸體驅(qū)動軸10沿軸向依次穿過固定配流盤5和旋轉(zhuǎn)配流盤6，并通過花鍵實(shí)現(xiàn)缸體驅(qū)動軸10與柱塞缸體12的固定連接；
[0056]缸體驅(qū)動軸10通過驅(qū)動軸軸承4實(shí)現(xiàn)與固定配流盤5的活動連接，缸體驅(qū)