1.本實(shí)用新型屬于通軸式軸向柱塞泵領(lǐng)域，尤其涉及一種通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

2.通軸式軸向柱塞泵是容積式液壓泵的一種，由于其結(jié)構(gòu)緊湊、徑向尺寸小、轉(zhuǎn)動慣量小，在農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、冶金、航空等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

3.通軸式軸向柱塞泵(簡稱柱塞泵)一般都有柱塞回程結(jié)構(gòu)，其作用是在吸油過程中幫助把柱塞從柱塞腔中提升出來，完成吸油工作，并保證滑靴與斜盤有良好的貼合?，F(xiàn)有的柱塞回程結(jié)構(gòu)完全依靠回程盤為柱塞提供回程力，導(dǎo)致柱塞泵在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，回程盤的工作負(fù)載過大，易于磨損而導(dǎo)致柱塞回程機(jī)構(gòu)的使用壽命較短。此外，現(xiàn)有的柱塞回程結(jié)構(gòu)是依靠回程盤帶動滑靴，再由滑靴帶動柱塞體，在遇到吸空工況時，滑靴與柱塞體之間將會有較大的分離力，嚴(yán)重時會導(dǎo)致柱塞體與滑靴拉脫，進(jìn)而造成柱塞泵失效。

4.因此，現(xiàn)有柱塞回程結(jié)構(gòu)存在使用壽命較短和遇到吸空工況時容易造成柱塞泵失效的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本實(shí)用新型的目的在于，提供一種通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型具有使用壽命較長和不易造成柱塞泵失效的優(yōu)點(diǎn)。

6.本實(shí)用新型的技術(shù)方案：一種通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)，包括主軸、回程盤、球鉸、滑靴、缸體，缸體上設(shè)有柱塞孔，柱塞孔內(nèi)設(shè)有柱塞體，所述柱塞體位于柱塞孔內(nèi)部的端面上設(shè)有第一永磁環(huán)，第一永磁環(huán)的一側(cè)第二永磁環(huán)，第二永磁環(huán)與柱塞孔的底面固定，第一永磁環(huán)的極性和第二永磁環(huán)的極性方向相反。

7.前述的通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)中，第一永磁環(huán)的面積與第二永磁環(huán)的面積相等，第一永磁環(huán)與第二永磁環(huán)同軸。

8.前述的通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)中，所述第一永磁環(huán)和第二永磁環(huán)的材質(zhì)均為釹鐵硼。

9.前述的通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)中，所述主軸與缸體之間設(shè)有彈簧，彈簧的內(nèi)側(cè)端設(shè)有第一墊片，第一墊片通過支撐銷與球鉸彈性連接，彈簧的外側(cè)端設(shè)有第二墊片，第二墊片的外側(cè)設(shè)有與缸體連接的擋圈。

10.前述的通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)中，所述球鉸和缸體均與主軸花鍵連接。

11.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型是在現(xiàn)有柱塞回程機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上做了如下的改進(jìn)：增加了磁力裝置，即第一、第二永磁環(huán)，可以輔助回程盤一起把柱塞體從柱塞孔內(nèi)提升出來，減少回程盤等零件的磨損程度，增加柱塞回程機(jī)構(gòu)的使用壽命，并且，在柱塞泵遇到空吸工況時，可減少柱塞體與滑靴之間的分離力，避免柱塞體與滑靴拉脫，防止柱塞泵失效。

因此，本實(shí)用新型具有使用壽命較長和不易造成柱塞泵失效的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

12.圖1是本實(shí)用新型的正視結(jié)構(gòu)示意圖。

13.圖2是柱塞體嵌入第一環(huán)狀永磁體時的示意圖。

14.圖3是缸體的柱塞孔的底面上嵌入第二環(huán)狀永磁體時的示意圖。

15.圖4是本實(shí)用新型的受力分析圖。

16.附圖中的標(biāo)記為：1-主軸，2-斜盤，3-球鉸，4-回程盤，5-滑靴，6-支撐銷，7-柱塞體，8-缸體，9-第一墊片，10-彈簧，11-第一永磁環(huán)，12-第二永磁環(huán)，13-第二墊片，14-擋圈。

具體實(shí)施方式

17.下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本實(shí)用新型限制的依據(jù)。

18.實(shí)施例。一種通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括主軸1、斜盤2、回程盤4、球鉸3、滑靴5、支撐銷6、柱塞體7、缸體8、第一墊片9、彈簧10、第一永磁環(huán)11、第二永磁環(huán)12，第二墊片13，擋圈14。

19.所述主軸1貫穿斜盤2、回程盤4、球鉸3和缸體8。

20.所述彈簧10壓裝于缸體8之中，左右兩端分別設(shè)有第一墊片9與第二墊片13，第二墊片13的右側(cè)設(shè)有與缸體8連接的擋圈14。

21.所述支撐銷6設(shè)置于缸體8內(nèi)，支撐銷6的一端與第一墊片9接觸、另一端與球鉸3接觸。所述球鉸3位于缸體8的左端，并由支撐銷6抵住。斜盤2與缸體8均受外力作用，缸中的彈簧10受到壓縮，并將壓力通過支撐銷6傳遞至球鉸3上，球鉸3將壓力傳遞至回程盤4上，回程盤4將滑靴5壓緊在斜盤2上。

22.所述回程盤4置于球鉸3上，并通過中心錐面孔與球鉸3配合。

23.所述柱塞體7置于缸體8的柱塞孔內(nèi)。

24.所述滑靴5與柱塞體7的左端球鉸接，可繞柱塞體7的左端自由轉(zhuǎn)動。

25.所述滑靴5頸部位于回程盤4上的滑靴5安裝孔中，滑靴5右側(cè)底面與回程盤4貼緊、左側(cè)底面與斜盤2貼緊。

26.所述柱塞體7右側(cè)的底部嵌有環(huán)狀的第一永磁環(huán)11，所述缸體8的柱塞孔底部嵌有第二永磁環(huán)12，第一永磁環(huán)11與第二永磁環(huán)12所在位置相互配合，二者面積相同且同軸，兩者極性朝向相反而相互排斥。

27.所述球鉸3和缸體8均與主軸1花鍵連接。主軸1旋轉(zhuǎn)時帶動球鉸3與缸體8轉(zhuǎn)動，缸體8帶動柱塞體7旋轉(zhuǎn)，由于斜盤2平面存在傾斜角，迫使柱塞體7做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時在柱塞孔內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)；柱塞體7被抽出柱塞孔內(nèi)時，柱塞孔容腔不斷增大，工作介質(zhì)被吸入柱塞孔內(nèi)，柱塞體7被推入柱塞孔內(nèi)時，柱塞孔容腔不斷減小，工作介質(zhì)被排出柱塞孔。第一永磁環(huán)11、第二永磁環(huán)12均為汝鐵硼永磁體。第一永磁環(huán)11、第二永磁環(huán)12也可采用實(shí)心塊狀結(jié)構(gòu)，但在柱塞泵工作時，產(chǎn)生的磁力作用不穩(wěn)定，所以優(yōu)選還是環(huán)狀。

28.如圖4所示，斜盤2受外部支撐力f1，缸體8受外部支撐力f2；在f1與f2的作用下，彈簧10處于壓緊狀態(tài)，并對第二墊片13產(chǎn)生推力f3，對第一墊片9產(chǎn)生推力f4；推力f4由支撐

銷6傳遞給球鉸3，再由球鉸3傳遞給回程盤4，回程盤4再傳遞給滑靴5，并最終將滑靴5壓緊在斜盤2上；柱塞體7底部的第一永磁環(huán)11與缸體8柱塞孔內(nèi)的第二永磁環(huán)12產(chǎn)生相斥力f5；在初始狀態(tài)下，單個柱塞體7收到受到的軸向方向上的力f6＝f5+f4/n，其中n為柱塞數(shù)量。柱塞泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，柱塞體7隨缸體8一起做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，由于斜盤2平面存在傾斜角，迫使柱塞體7做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時在柱塞孔內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動；單個柱塞體7每隨缸體8旋轉(zhuǎn)一周，其中半周吸入工作介質(zhì)，另外半周排除工作介質(zhì)，吸入工作介質(zhì)和排出工作介質(zhì)的受力情況不一樣，本實(shí)用新型講的是柱塞的回程，所以主要分析柱塞體7吸入工作介質(zhì)時的受力情況。柱塞體7回程時由于做加速直線運(yùn)動，故其受慣性力p1作用；由于柱塞孔內(nèi)的壓力低于大氣壓，故柱塞體7吸入介質(zhì)需要克服吸力p2；由于斜盤2對滑靴5的作用力存在徑向分力，故柱塞體7在做往復(fù)直線運(yùn)動時會受到缸體8的摩擦力p3；在柱塞回程過程中需要克服的軸向力為p4＝p1+p2+p3。綜上所述，為了保證柱塞回程過程中滑靴5能夠貼緊斜盤2，需要滿足f6＞p4的條件。

29.本實(shí)用新型通過設(shè)置磁力裝置，即第一、第二永磁環(huán)，為柱塞吸入介質(zhì)過程提供額外的回程力，減輕回程盤4的工作負(fù)載。在柱塞泵發(fā)生吸空現(xiàn)象時，力p2會大幅增大，如果僅靠回程盤4來幫助柱塞回程，則會導(dǎo)致滑靴5與柱塞體7之間產(chǎn)生較大的分離力，此時相斥力f5則能夠有效減小該分離力，避免柱塞體與滑靴拉脫，保證零件不受損傷，提高產(chǎn)品運(yùn)行的穩(wěn)定性。此外，為滿足不同的生產(chǎn)需求，更換缸體8材料時，摩擦力p3會發(fā)生較大變化，從而影響產(chǎn)品其他元件受力狀態(tài)發(fā)生變化，引入相斥力f5可以一定程度上減小由于摩擦力p3的變化對產(chǎn)品其他元件受力產(chǎn)生的影響。

30.本實(shí)用新型采用磁力提供柱塞回程力，使其具有下述的優(yōu)點(diǎn)：在柱塞泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，磁力裝置可以輔助回程盤4一起把柱塞體7從柱塞孔內(nèi)提升出來，從而減小回程盤4等零件的磨損程度，增加其使用壽命。通過設(shè)置磁力裝置，能夠在柱塞泵遇到吸空工況時減小柱塞體7與滑靴5之間的分離力，減小吸空對柱塞泵零件的影響，提高產(chǎn)品運(yùn)行的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型提出的柱塞回程結(jié)構(gòu)將一部分回程力直接作用在柱塞體7上，可以調(diào)節(jié)因缸體8等零件材料切換，設(shè)計(jì)參數(shù)改動而帶來的柱塞受力變化，為柱塞泵整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了新的思路。

31.對于嵌入環(huán)狀永磁體的相互作用力可由以下過程推導(dǎo)。圓片類磁體距圓片表面x(m)處的表場強(qiáng)度為：

[0032][0033]

其中：br為永磁體剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度(t)；l為圓片厚度(m)；r為圓片半徑(m)；所以圓環(huán)狀嵌入磁極產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度為：

[0034][0035]

其中r為單個圓環(huán)狀嵌入磁極的外徑；r為單個圓環(huán)狀嵌入磁極的內(nèi)徑。則一對永磁環(huán)的磁場強(qiáng)度hg＝2hi，其相互作用力為：

[0036]

f＝nbrhga。

[0037]

其中n為磁極對數(shù)，本發(fā)明n＝1；a為一對磁極的對應(yīng)面積(m2)。

[0038]

此外，對于永磁材料的選擇，選用釹鐵硼永磁體。釹鐵硼作為稀土永磁材料的一種

具有極高的磁能積和矯頑力，同時高能量密度的優(yōu)點(diǎn)使釹鐵硼永磁材料在現(xiàn)代工業(yè)和電子技術(shù)中獲得了廣泛應(yīng)用。

[0039]

綜上，本實(shí)用新型公開了一種軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)軸向柱塞泵的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，分別在柱塞體7和缸體8孔底嵌入永磁環(huán)，通過同極相斥的磁力作用可以為處于吸油過程中的柱塞提供回程力。本實(shí)用新型相對現(xiàn)有的柱塞回程結(jié)構(gòu)而言，通過磁力來平衡因柱塞高速往復(fù)運(yùn)動而產(chǎn)生的慣性力以及柱塞與缸體8之間的摩擦力，大大減小了回程盤4的工作負(fù)荷。此外，本實(shí)用新型可以有效減輕吸空工況對軸向柱塞泵的影響，提高產(chǎn)品運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性。技術(shù)特征：

1.一種通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)，包括主軸(1)、回程盤(4)、球鉸(3)、滑靴(5)、缸體(8)，缸體(8)上設(shè)有柱塞孔，柱塞孔內(nèi)設(shè)有柱塞體(7)，其特征在于：所述柱塞體(7)位于柱塞孔內(nèi)部的端面上設(shè)有第一永磁環(huán)(11)，第一永磁環(huán)(11)的一側(cè)第二永磁環(huán)(12)，第二永磁環(huán)(12)與柱塞孔的底面固定，第一永磁環(huán)(11)的極性和第二永磁環(huán)(12)的極性方向相反。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)，其特征在于：第一永磁環(huán)(11)的面積與第二永磁環(huán)(12)的面積相等，第一永磁環(huán)(11)與第二永磁環(huán)(12)同軸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述第一永磁環(huán)(11)和第二永磁環(huán)(12)的材質(zhì)均為釹鐵硼。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述主軸(1)與缸體(8)之間設(shè)有彈簧(10)，彈簧(10)的內(nèi)側(cè)端設(shè)有第一墊片(9)，第一墊片(9)通過支撐銷(6)與球鉸(3)彈性連接，彈簧(10)的外側(cè)端設(shè)有第二墊片(13)，第二墊片(13)的外側(cè)設(shè)有與缸體(8)連接的擋圈(14)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述球鉸(3)和缸體(8)均與主軸(1)花鍵連接。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型公開了一種通軸式軸向柱塞泵的柱塞回程結(jié)構(gòu)，包括主軸(1)、回程盤(4)、球鉸(3)、滑靴(5)、缸體(8)，缸體(8)上設(shè)有柱塞孔，柱塞孔內(nèi)設(shè)有柱塞體(7)，所述柱塞體(7)位于柱塞孔內(nèi)部的端面上設(shè)有第一永磁環(huán)(11)，第一永磁環(huán)(11)的一側(cè)第二永磁環(huán)(12)，第二永磁環(huán)(12)與柱塞孔的底面固定，第一永磁環(huán)(11)的極性和第二永磁環(huán)(12)的極性方向相反；第一永磁環(huán)(11)的面積與第二永磁環(huán)(12)的面積相等，第一永磁環(huán)(11)與第二永磁環(huán)(12)同軸。本實(shí)用新型具有使用壽命較長和不易造成柱塞泵失效的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：潘慧山 徐敏 林結(jié)祥

受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州力源液壓有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.09.29

技術(shù)公布日：2023/2/16