本發明涉及到液壓裝置領域,具體涉及到一種基于先導換向閥控制配流的徑向柱塞液壓裝置。
背景技術:
1、徑向柱塞液壓裝置是一種常見的液壓傳動設備,廣泛應用于機械制造、礦產開發、修橋筑路、航天航空等領域。傳統的徑向柱塞液壓裝置通常采用軸配流或端面配流方式實現液壓能與機械能之間的轉換。然而,現有的配流方式存在一些局限性,例如結構間隙較大、運動部件磨損明顯,可能導致密封性能下降,從而影響裝置的整體效率和壽命。此外,為改善上述問題而采用的獨立控制油路設計,雖然在一定程度上提升了性能,但會導致殼體內部油路復雜化,并增加配流裝置的加工成本。
技術實現思路
1、有鑒于此,本發明針對背景技術中現有技術之不足,其主要目的是采用外控先導壓力控制配流,提供了一種全新的配流方法,通過設置外控先導油路實現了徑向柱塞液壓裝置的雙向轉動。
2、為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:一種基于先導換向閥控制配流的徑向柱塞液壓裝置,包括殼體、圍繞殼體設置的柱塞組件、可轉動配置在殼體上的偏心主軸、設置在殼體一側的高壓總口與低壓總口、與所述柱塞組件一一對應的先導二位三通換向閥;所述殼體內設有柱塞腔、偏心主軸腔、殼體高壓油路、殼體低壓油路以及殼體工作油路;所述柱塞腔內設有柱塞組件,所述柱塞組件可上下滑動地設置在對應的所述柱塞腔內;所述偏心主軸轉動裝接在所述偏心主軸腔內且傳動連接所有的所述柱塞組件;所述殼體內的高壓油路相互貫通,且與高壓總口相連通;所述殼體低壓油路在殼體內相互貫通,且與低壓總口相連通,通過導二位三通換向閥配合殼體內高壓油路和低壓油路的導通來實現了所述徑向柱塞液壓裝置的雙向轉動。
3、優選的,所述先導二位三通換向閥包括有第一閥體和設置于所述第一閥體外的第二閥體;所述第一閥體內設置有第一活動腔和第二活動腔,所述第一、第二活動腔內分別活動安裝有第一閥芯和第二閥芯;所述第一閥體上開設有高壓閥孔、低壓閥孔和工作閥孔,所述第一閥芯配置為能控制高壓閥孔與工作閥孔之間的通斷,所述第二閥芯配置為能控制低壓閥孔與工作閥孔之間的通斷;所述第二閥體內設置有第一控制油腔,且當所述第一控制油腔受高壓時,所述高壓閥孔與工作閥孔導通,所述低壓閥孔與工作閥孔斷開,而當所述第一控制油腔受低壓時,所述低壓閥孔與工作閥孔導通,所述高壓閥孔與工作閥孔斷開;
4、優選的,還包括與偏心主軸插裝連接的配流盤、內置有補償彈簧且與所述配流盤連接的配流補償盤,所述配流盤與所述配流補償盤設置于與所述殼體連接的配流盤端蓋內;所述配流補償盤適于在補償彈簧的作用下沿所述配流盤的中心軸線方向運動以實現自動補償。
5、優選的,所述殼體上還包括有若干先導控制油路以及設有與先導二位三通換向閥高壓閥孔相通的殼體高壓油路、與低壓閥孔相通的殼體低壓油路、與工作閥孔相通的殼體工作油路。
6、優選的,所述配流盤端蓋上設置有適于切換連接高壓油源的第一外控油口與第二外控油口;所述配流補償盤設有與第一外控油口相通的第一先導油路,與第二外控油口相通的第二先導油路;所述配流盤的一側設有與第一先導油路相通的第一先導配流環槽,與第二先導油路相通的第二先導配流環槽;所述配流盤的另一側設有第一配流c形槽、第二配流c形槽;所述第一先導配流環槽與所述第一配流c形槽相連通;所述第二先導配流環槽與所述第二配流c形槽相連通。
7、優選的,所述柱塞端蓋設有柱塞端蓋主干油路以及與所述柱塞端蓋主干油路相連通的柱塞端蓋工作油路;其中,所述柱塞端蓋工作油路與所述殼體工作油路相連通;所述柱塞端蓋主干油路與所述對應的柱塞腔相連通;
8、優選的,所述先導二位三通換向閥的高壓閥孔與其對應的所述殼體高壓油路相連通,低壓閥孔與其對應的所述殼體低壓油路連通,工作閥孔與其對應的所述殼體工作油路連通,第一控制油腔通過所述先導控制油路與所述第一配流c形槽和第二配流c形槽交替接通;當該徑向柱塞液壓裝置為液壓馬達時,高壓總口連接壓力油源,低壓總口連接低壓油箱,通過在所述第一外控油口或者第二外控油口上連接壓力油源以控制所述液壓馬達的正轉或者反轉,且此時高壓總口與第一外控油口或者第二外控油口為進油通道,低壓總口為出油通道;當該徑向柱塞液壓裝置為液壓泵時,高壓總口與高壓油箱或液壓負載相連,且為出油口,低壓總口與低壓油箱相連且為進油口。
9、一種如權上所述的徑向柱塞液壓裝置的工作方法,其特征在于,包括如下步驟:當該柱塞液壓裝置為液壓馬達時,高壓總口與第一外控油口分別與壓力油源相連,低壓總口與低壓油箱相連,且高壓總口與第一外控油口為進油通道,低壓總口為出油通道;
10、當其中一個柱塞組件位于上頂位時,高壓總口與所述第一外控油口均通入高壓油,高壓總口通入的高壓油經所述殼體高壓油路進入其對應的先導二位三通換向閥的高壓閥孔,所述第一外控油口通入的高壓油經第一先導油路、第一先導配流環槽、第一配流c形槽后進入其對應的所述第一控制油腔,此時其對應的先導二位三通換向閥的高壓閥孔與工作閥孔相導通,經高壓總口進入的高壓油液流經其對應的所述殼體高壓油路、殼體工作油路、柱塞端蓋工作油路、柱塞端蓋主干油路后進入對應的柱塞腔內,推動柱塞下行運動,使柱塞腔容積增大,并帶動所述偏心主軸做正向圓周運動,直至所述柱塞組件到達下底位;當柱塞組件位于下底位時,偏心主軸和配流盤均旋轉了180度,此時其對應的先導二位三通換向閥的第一控制油腔與配流盤的第二配流c形槽相連通,使其對應的二位三通換向閥的高壓閥孔與工作閥孔斷開,使其對應的低壓閥孔與工作閥孔相導通;在其他柱塞組件的推力以及偏心主軸慣性力的作用下,該柱塞組件上行運動,使柱塞腔容積減小,柱塞腔內的油液經其對應的所述柱塞端蓋主干油路、柱塞端蓋工作油路、殼體工作油路、殼體低壓油路后從低壓總口流出,從而實現單個柱塞組件的周期運動;若干個所述柱塞組件往復運動使主軸持續輸出正向轉矩,以將液壓能轉化為機械能。
11、一種如上所述的徑向柱塞液壓裝置的工作方法,其特征在于,包括如下步驟:當該柱塞液壓裝置為液壓泵時,高壓總口與高壓油箱或液壓負載相連,且為出油口,低壓總口與低壓油箱相連且為進油口;當其中一個柱塞組件位于上頂位時,從低壓總口通入低壓油,此時所述偏心主軸反向轉動帶動一柱塞組件從上頂位開始下行運動,使對應的柱塞腔容積增大,產生真空,此時所述柱塞腔內的壓力低于低壓油箱,低壓油液經低壓總口、先導二位三通換向閥的低壓閥孔及其所連通的工作閥孔、殼體工作油路、柱塞端蓋工作油路、柱塞端蓋主干油路后進入其對應的柱塞腔內,直至柱塞組件移動至下底位,此時所述偏心主軸帶動配流盤反向旋轉了180度;偏心主軸繼續反向轉動,所述柱塞組件開始上行運動,對應的柱塞腔容積減小,壓力增大,其壓力高于高壓油箱或液壓負載處的壓力,柱塞腔內的油液流經柱塞端蓋主干油路、柱塞端蓋工作油路、先導二位三通換向閥的工作閥孔及其所連通的高壓閥孔、殼體高壓油路后進入高壓油箱或液壓負載處,實現該柱塞組件的排油運動;若干個柱塞組件在偏心主軸的反向轉動帶動下,各個柱塞腔吸入低壓油液,并形成壓力油排出,以實現機械能轉換為液壓能。
12、本發明具有如下有益效果:本發明提供一種基于先導換向閥控制配流的徑向柱塞液壓裝置,該裝置采用外控先導壓力控制配流,提供了一種全新的配流方法,通過設置外控先導油路實現了徑向柱塞液壓裝置的雙向轉動;提供了一種全新的配流閥,簡化了先導壓力控制實現二級配流的原理,有效降低殼體油路的復雜性和馬達整體加工成本;此外,通過內置配流補償盤實現了先導配流副的自動磨損補償,改善了油路的密封性。綜上,該裝置可運用在高壓環境下,且可達到較高的容積效率,該徑向柱塞液壓裝置可實現液壓馬達和液壓泵狀態下雙向轉動,解決了閥配流在馬達和泵上運用的局限性的問題。