一种旋转斜盘式液压变压器制造技术

本发明专利技术涉及一种旋转斜盘式液压变压器，包括前端盖、壳体、后端盖、减速装置、液压工作装置和监测装置，前端盖和后端盖分别与壳体前后两侧盖合形成密封的工作腔，工作腔包括相互不连通的传动控制腔和转子工作腔，减速装置包括设于工作腔外部的电机和设于传动控制腔内的N组齿轮组，N为大于1的自然数，齿轮组包括相互啮合且中心孔径相等的主动齿轮和从动齿轮，第一组齿轮组的主动齿轮与电机的输出轴相连接；液压工作装置设于转子工作腔内，液压工作装置的斜盘与第N组齿轮组的从动齿轮固定连接；监测装置包括斜盘转角监测单元和转子监测单元。本发明专利技术具有结构紧凑、控制精准效率高，成本低、使用寿命长、准确调整和监测转轴位置的有益效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转斜盘式液压变压器


[0001]本专利技术涉及液压元件
，具体涉及一种旋转斜盘式液压变压器。

技术介绍

[0002]液压变压器是实现液压恒压网络系统的关键元件，不仅可完成执行元件的无损负载匹配，并且在一定条件下可回收负载端的能量，提高液压系统的效率。因此，液压变压器自提出以后就得到了工程机械和车辆传动领域的广泛使用。
[0003]液压变压器经历了从传统串联结构到新型集成结构再到双缸体结构的发展历程，新型集成结构又可分为旋转配流盘式和旋转斜盘式。二者的区别在于变量方式，相较于旋转配流盘式液压变压器，旋转斜盘式液压变压器的配流盘固定，通过改变斜盘转角来改变排量，进而改变输出口的压力和流量。
[0004]斜盘的驱动力矩与负载有关，当电机功率一定时，负载压力越大，所需驱动力矩越大，减速比越大，斜盘的响应速度越慢；负载压力越小，所需驱动力矩越小，减速比越小，斜盘的响应速度越快。因此，旋转斜盘式液压变压器的减速机构需要适应不同的负载需求，并对减速比进行调整。中国专利CN101749293A公开了一种旋转斜盘可调液压变压器，采用“电机+涡轮蜗杆减速机构”驱动斜盘转动。这种液压变压器存在如下问题：
[0005]1)该减速机构的减速比固定，不能针对不同负载进行减速比的自由调整。
[0006]2)该减速机构成本较高，效率较低，易发热。
[0007]3)该减速机构和转子工作机构在同一腔体内，减速机构工作过程中的磨损颗粒会直接进入壳体，污染液压油，加剧变压器摩擦副的磨损，影响变压器的工作特性和使用寿命。此外，变压器具有四象限工作特性，斜盘转角需要在正负之间频繁的转换，为了防止驱动斜盘时，克服最大静摩擦力导致的响应时间延时，在控制策略上加入了颤频，使斜盘一直处于微动状态，而转子工作机构处于高速旋转状态，因搅油产生的涡旋流场及机构运行造成的冲击振动会对减速机构的颤频微驱控制造成干扰，甚至失效。
[0008]4)相较于柱塞泵和柱塞马达，液压变压器的配流盘有三个油口，每个配流口分得的柱塞个数减少，导致液压变压器的力矩脉动较大，并且液压变压器的转子处于运动学的自由欠约束状态，转子的启停位置不确定。为了精准研究液压变压器的模型和特性，需要考虑转子转动角度对驱动力矩的影响。

技术实现思路

[0009]本专利技术意在提供一种旋转斜盘式液压变压器，以解决现有技术中存在的不足，本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案来实现。
[0010]一种旋转斜盘式液压变压器，包括前端盖、壳体、后端盖、减速装置、液压工作装置和监测装置，所述前端盖和后端盖分别与所述壳体的前后两侧盖合后形成密封的工作腔，所述工作腔包括相互不连通的传动控制腔和转子工作腔，所述减速装置包括设于所述工作腔外部的电机和设于所述传动控制腔内的N组齿轮组，N为大于1的自然数，所述齿轮组包括
相互啮合且中心孔径相等的主动齿轮和从动齿轮，第m
‑
1组的从动齿轮与第m组的主动齿轮安装于同一齿轮轴上，其中，m＝2、
……
、N，所述齿轮轴的轴径与其上安装的齿轮的中心孔径相互匹配，第一组所述齿轮组的主动齿轮与电机的输出轴相连接；所述液压工作装置设于所述转子工作腔内，所述液压工作装置包括转轴、斜盘、缸体柱塞组件，所述斜盘与第N组齿轮组的从动齿轮固定连接；所述监测装置设于所述工作腔外部，包括斜盘转角监测单元和转子监测单元，所述斜盘转角监测单元用于监测所述斜盘的转角位置，所述转子监测单元用于调整所述转轴的转角位置、监测所述转轴的转速和转角。
[0011]优选的，N＝3。
[0012]优选的，所述斜盘转角监测单元包括与所述前端盖转动连接的安装轴，第N组所述齿轮组中的从动齿轮安装于所述安装轴的一端，所述安装轴的另一端与斜盘转角传感器相连。
[0013]优选的，所述前端盖上设有通孔，所述安装轴穿设于所述通孔内且一端与所述斜盘转角传感器相连、另一端与第N组所述齿轮组中的从动齿轮相连，所述安装轴与所述通孔之间设有唇形密封圈II。
[0014]优选的，所述转子监测单元包括转角标定单元、转速转角监测单元和位置调整单元，所述转速转角监测单元用于监测所述转轴的转速和相对于初始位置的相对转角，所述转角标定单元用于标定所述转轴的转角位置，所述位置调整单元用于调整所述转轴的初始转角位置。
[0015]优选的，所述转速转角监测单元包括编码器，所述编码器与所述转轴的端部相连接，用于监测所述转轴的转速和相对于初始位置的相对转角。
[0016]优选的，所述后端盖上设有通孔，所述转轴的一端穿出所述后端盖上的通孔与所述编码器相连，所述转轴与所述通孔之间设有唇型密封圈III。
[0017]优选的，所述转角标定单元包括壳体标定线和转子标定线，所述壳体标定线设于所述转轴的正上方的后端盖上并呈竖直方向，所述转子标定线的数量为柱塞数量的约数，所述转子标定线设于所述转轴的轴端面上的并在圆周方向均匀分布，其中一个所述转子标定线与所述缸体柱塞组件中其中一个柱塞的中心重合时，其余所述转子标定线也分别与其中一个柱塞的中心重合。
[0018]优选的，所述位置调整单元包括设于所述转轴的轴端部且轴向对称的平面。
[0019]优选的，所述斜盘的一端连接有输出连接盘，所述输出连接盘分别与所述壳体和所述转轴转动连接，第N组所述齿轮组的从动齿轮与所述输出连接盘固定连接。
[0020]本专利技术具有如下有益效果：
[0021]1)现有技术中液压变压器的传动机构减速比不可根据实际工况范围进行调整，无法根据负载的不同进行优化匹配，本专利技术的采取多级齿轮减速机构传动，且该多级减速比可根据整机系统的工况及负载变化范围进行调节，以获得与整机系统匹配的最优减速比，解决了现有技术不能根据实际系统需要自由匹配控制减速比的问题，结构紧凑，效率高，成本低；
[0022]2)现有技术液压变压器的减速装置和液压工作装置在同一腔体内，无法隔开以消除减速机构与转子工作机构之间的相互影响，本专利技术将减速装置和液压工作装置隔离，，一方面消除了因减速装置的磨削对液压工作装置造成的异常磨损，进而消除了对液压变压器
的工作特性和寿命带来的影响，另一方面消除了液压工作装置高速旋转过程中所导致的涡旋流场及冲击振动对减速机构颤频微驱控制策略的影响，使控制策略的实际实施有效化、精准化，解决了现有技术的磨损过快以及控制策略失效的问题；
[0023]3)现有技术液压变压器无法准确研究转轴转角对液压变压器模型和性能的影响，本专利技术设置有转子监测单元可调整转轴转角的相对位置，并实时记录该转角位置，可消除转子位置的不确定性，并获取转轴的精准位置，解决了现有技术无法研究转子转角对变压器模型和性能的影响问题；
[0024]4)本专利技术提供的液压变压器具有四象限工作特性，不仅可以升压还可以降压，并在一定条件下可以实现能量回收。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的剖面结构示意图；
[0026]图2为本专利技术的侧视结构示意图；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转斜盘式液压变压器，其特征在于：包括前端盖(25)、壳体(26)、后端盖(27)、减速装置、液压工作装置和监测装置，所述前端盖(25)和后端盖(27)分别与所述壳体(26)的前后两侧盖合后形成密封的工作腔，所述工作腔包括相互不连通的传动控制腔(33)和转子工作腔(34)，所述减速装置包括设于所述工作腔外部的电机(13)和设于所述传动控制腔内的N组齿轮组，N为大于1的自然数，所述齿轮组包括相互啮合且中心孔径相等的主动齿轮和从动齿轮，第m
‑
1组的从动齿轮与第m组的主动齿轮安装于同一齿轮轴上，其中，m＝2、
……
、N，所述齿轮轴的轴径与其上安装的齿轮的中心孔径相互匹配，第一组所述齿轮组的主动齿轮与电机(13)的输出轴相连接；所述液压工作装置设于所述转子工作腔(34)内，所述液压工作装置包括转轴(1)、斜盘(10)、缸体柱塞组件，所述斜盘(10)与第N组齿轮组的从动齿轮固定连接；所述监测装置设于所述工作腔外部，包括斜盘转角监测单元和转子监测单元，所述斜盘转角监测单元用于监测所述斜盘(10)的转角位置，所述转子监测单元用于调整所述转轴(1)的转角位置、监测所述转轴(1)的转速和转角。2.根据权利要求1所述的一种旋转斜盘式液压变压器，其特征在于：N＝3。3.根据权利要求1所述的一种旋转斜盘式液压变压器，其特征在于：所述斜盘转角监测单元包括与所述前端盖(25)转动连接的安装轴(24)，第N组所述齿轮组中的从动齿轮安装于所述安装轴(24)的一端，所述安装轴(24)的另一端与斜盘转角传感器(23)相连。4.根据权利要求3所述的一种旋转斜盘式液压变压器，其特征在于：所述前端盖(25)上设有通孔，所述安装轴(24)穿设于所述通孔内且一端与所述斜盘转角传感器(23)相连、另一端与第N组所述齿轮组中的从动齿轮相连，所述安装轴(24)与所述通孔之间设有唇形密封圈II(30)。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周俊杰，包倩倩，荆崇波，李雪原，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：