柱塞泵用的扭矩控制装置
阅读说明：本技术 柱塞泵用的扭矩控制装置 (Torque control device for plunger pump ) 是由 李童 叶鹏飞 李玮斌 于 2021-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种柱塞泵用的扭矩控制装置,属于机械技术领域。它解决了扭矩控制不稳定的问题。本柱塞泵用的扭矩控制装置包括阀套、滑动设置于阀套内的控制杆以及作用在控制杆上的预加载机构,阀套侧部贯穿设置有输入油槽与输出油槽,控制杆与阀套之间形成有与输入油槽相连通的沟通槽,当控制杆克服预加载机构作用进行滑动时沟通槽能将输入油槽与输出油槽导通,位于沟通槽远离预加载机构一侧的控制杆侧部设有与输入油槽相连通的先导槽,先导槽两侧的控制杆之间具有当先导槽内进油时能使控制杆向预加载机构滑动的受力面积差,沟通槽两侧的控制杆沿轴向的受力面积相等。本扭矩控制装置具备扭矩控制稳定、使用寿命长等优点。(The invention provides a torque control device for a plunger pump, and belongs to the technical field of machinery. It has solved the unstable problem of torque control. This torque control device for plunger pump includes the valve barrel, slide and set up the control lever in the valve barrel and be used in the preloading mechanism on the control lever, the valve barrel lateral part runs through and is provided with input oil groove and output oil groove, be formed with the communication groove that is linked together with input oil groove between control lever and the valve barrel, the groove leads to the groove and can switch on input oil groove and output oil groove when the control lever overcomes preloading mechanism effect and slides, the control lever lateral part that is located and is kept away from preloading mechanism one side in the communication groove is equipped with the guide groove that is linked together with input oil groove, it can make the control lever to the gliding atress area difference of preloading mechanism when the interior oil feed of guide groove in the guide groove of guide has earlier between the control lever of guide groove both sides, the control lever that links up the groove both sides is equal along axial atress area. The torque control device has the advantages of stable torque control, long service life and the like.)
技术领域
本发明属于机械
技术领域
，涉及一种扭矩控制装置，尤其涉及一种柱塞泵用的扭矩控制装置。背景技术
通常，工程机械中使用的柱塞泵泵经常会用到扭矩控制装置, 通过扭矩控制工程机械可以尽可能地有效利用发动机的输出功率, 从而实现节能减排的目的。
现市场上有人发明了申请号为CN201520830726.8的一种轴向柱塞泵扭矩控制装置，包括：阀体，阀套和阀芯连接形成三位二通阀，阀芯上连接有扭矩调节装置，阀体上活动连接有反馈杆，反馈杆的另一端与阀套相连接，阀体上设置有泵负载油口、进入泵伺服活塞油口和泄油口，控制泵负载油口进入进入泵伺服活塞油口压力油，推动伺服活塞带动斜盘角度产生变化，同时伺服活塞带动反馈杆旋转以带动阀套向伺服活塞反方向移动，使进入泵伺服活塞油口与泵负载油口接通或与泄油口接通。
然而，该一种轴向柱塞泵扭矩控制装置还是存在一些不足，该扭矩控制装置在使用时候压力腔B既起到先导作用又起到沟通油路的作用，所以在泵负载油口P与进入泵伺服活塞油口Ps连通时的瞬时压力变化会对压力腔B的先导力产生较大的影响，使得泵的压力脉动出现波动，从而导致泵的变量稳定性差。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种柱塞泵用的扭矩控制装置，解决了扭矩控制不稳定的问题。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：
柱塞泵用的扭矩控制装置，包括阀套、滑动设置于阀套内的控制杆以及作用在控制杆上的预加载机构，所述的阀套侧部贯穿设置有输入油槽与输出油槽，控制杆与阀套之间形成有与输入油槽相连通的沟通槽，当控制杆克服预加载机构作用进行滑动时沟通槽能将输入油槽与输出油槽导通，其特征在于，位于沟通槽远离预加载机构一侧的控制杆侧部设有与输入油槽相连通的先导槽，先导槽两侧的控制杆之间具有当先导槽内进油时能使控制杆向预加载机构滑动的受力面积差，沟通槽两侧的控制杆沿轴向的受力面积相等。
通过控制杆套设于阀套内，且预加载机构作用于控制杆上，实现控制杆在阀套内的滑动。控制杆与阀套之间形成有沟通槽，在初始状态下，即控制杆在未克服预加载机构作用力的情况时，沟通槽仅与输入油槽相连通。控制杆与阀套之间还设置有先导槽，先导槽连通输入油槽且与沟通槽相互独立，当液压油进入先导槽后，由于先导槽两侧的控制杆之间具有当先导槽内进油使能使控制杆向预加载机构滑动的受力面积差，从而先导槽能实现推动控制杆朝向预加载机构的方向移动，当产生的推动力大于预加载机构的作用力后，使得沟通槽连通输出油槽，且同时也连通输入油槽，实现沟通槽将输入油槽与输出油槽导通，从而导致液压油通过沟通槽流入输出油槽来实现泄压，达到调节柱塞泵出口压力的目的，完成泵扭矩的控制。当液压油通过输入油口进入先导槽和沟通槽后，由于沟通槽两侧的控制杆沿轴向的受力面积相等，所以当先导槽内所产生的压力作用于控制杆上时，沟通槽内的压力作用于控制杆两侧的作用力是相等的，从而使得先导槽在工作时仅仅起到推动控制杆的作用，而沟通槽在工作时仅仅起到泄压作用。由于先导槽与沟通槽相互独立，所以当先导槽所产生的油压推动控制杆克服预加载机构的作用力时，沟通槽实现柱塞泵的泄压，且同时不干涉先导槽的瞬时油压，从而防止了先导力出现波动，使柱塞泵扭矩得到稳定的控制。
在上述的柱塞泵用的扭矩控制装置中，所述的先导槽与沟通槽均为环形槽，先导槽靠近沟通槽的一侧槽壁面积大于另一侧槽壁的面积，沟通槽两侧槽壁的面积相等。
由于先导槽靠近沟通槽的一侧槽壁面积大于另一侧槽壁的面积，根据压强公式P＝F/S，当压强一定时，受力面积越大则压力越大，所以先导槽内靠近沟通槽位置处的压力大于先导槽内远离沟通槽位置出的压力，所以才可实现当先导槽内进油后，先导槽能实现推动控制杆朝向预加载机构的方向移动，又由于沟通槽两侧槽壁的面积相等，同样根据压强公式P＝F/S，所以沟通槽内的压力作用于控制杆两侧的作用力是相等的，使得先导槽在工作时仅仅起到推动控制杆的作用，而沟通槽在工作时仅仅起到泄压作用。同时先导槽与沟通槽均为环形槽，使得进油后，先导槽与沟通槽内作用于控制杆上的作用力更加均匀，避免了控制杆单边受力。
在上述的柱塞泵用的扭矩控制装置中，所述的控制杆上具有配合段二与配合段三，先导槽设于配合段二与配合段三之间，配合段三的横截面积大于配合段二的横截面积。
当液压油进入先导槽时，根据压强公式P＝F/S，当压强一定时，受力面积越大则压力越大，即F＝P*S，所以先导槽所产生的推动力以及推动的方向，则由配合段三与配合段二之间面积差所决定，由于配合段三的横截面积大于配合段二的横截面积，故先导槽内位于配合段三一侧的压力要大于位于配合段二一侧的压力，从而决定了推动力是朝向配合段三一侧的方向，当所产生的推动力大于预加载机构的预先设定标准值时，控制杆则克服预先加载机构的作用力，使得沟通槽连通输出油口，从而实现泄压完成柱塞泵出口压力的调整。
在上述的柱塞泵用的扭矩控制装置中，所述的控制杆上还具有配合段一，沟通槽设于配合段一与配合段三之间，配合段一的横截面积与配合段三的横截面积相同。
由于沟通槽设置于配合段一与配合段三之间，根据压强公式 P＝F/S，当液压油进入沟通槽后，沟通槽由于配合段一与配合段三之间的横截面积相同，则沟通槽两侧的压力也是相同的，所以在工作时，仅通过先导槽来实现推动控制杆，且当沟通槽连通输出油槽时，沟通槽所产生的瞬时压力的波动无法对先导槽所产生影响，从而保持稳定的先导力，增强了对柱塞泵扭矩的控制与精度利用配合段三来实现先导槽与配合腔相互独立的同时，还增加了控制杆在往复运动时控制杆与阀套之间的接触面积，从而延长控制杆的使用寿命。
在上述的柱塞泵用的扭矩控制装置中，所述的输入油槽包括孔部一与孔部二，孔部一的一端口与孔部二的一端口相连通，孔部一的另一端口与沟通槽连通，孔部二的另一端孔口与先导槽连通。
液压油进入输入油槽后，通过孔部一流入沟通槽内，通过孔部二流如先导槽内，通过两个孔部更好的防止沟通槽内所产生的油压变化对先导槽产生影响，进一步的提升了柱塞泵扭矩调节的稳定性。
在上述的柱塞泵用的扭矩控制装置中，本扭矩控制装置还包括阀体，阀套设于阀体内，阀体侧部贯穿设置有输入油口，输入油槽还包括设于阀套外壁并与输入油口连通的槽部，孔部一与孔部二的一端孔口均贯穿槽部的底壁。
阀体侧部贯穿设置的输入油口与输入油槽内的槽部相连通，且孔部一与孔部二与槽部的底壁相连通，所以液压油通过输入油口进入油槽后再通过孔部一与孔部二分别进入先导槽与沟通槽，通过槽部的设置，可使得从输入油口的液压油得到缓冲降低瞬时压力再平稳的流进先导槽与沟通槽，从而提高了本扭矩控制装置工作时的稳定性。
在上述的柱塞泵用的扭矩控制装置中，所述的槽部呈环状且孔部一与孔部二相平行。
通过环形的槽部，使得槽部内的液压油均匀的流进孔部一和孔部二，进一步的提高了本扭矩装置工作时的稳定性。
与现有技术相比，本柱塞泵用的扭矩控制装置，通过先导槽与沟通槽相互独立，当先导槽所产生的油压推动控制杆克服预加载机构的作用力时，沟通槽实现柱塞泵的泄压，且在泄压的同时不干涉先导槽的瞬时油压，从而防止了先导力出现波动，使柱塞泵扭矩得到稳定的控制。并且配合段三使得先导槽与沟通槽相互独立的同时，还增加了控制杆与阀套之间的接触面积，使得控制杆与阀套之间的摩擦面积增大，从而提高了控制杆的工作寿命。
附图说明
图1是本柱塞泵用的扭矩控制装置的剖视图；
图2是本柱塞泵用的扭矩控制装置中阀套和控制杆相互配合的结构示意图；
图3是本柱塞泵用的扭矩控制装置中控制杆的结构示意图。
图中，1、阀体；1a、输入油口；1b、输出油口；1c、泄油口； 2、阀套；2a、输入油槽；2a1、槽部；2a2、孔部一；2a3、孔部二；2b、输出油槽；3、控制杆；3a、配合段二；3b、配合段三；3c、配合段一；3d、通油孔；3e、先导槽；3f、沟通槽；4、预加载机构；5、泄油腔；6、反馈杆；7、止动螺栓。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1和图3所示，柱塞泵用的扭矩控制装置，包括阀套2、滑动设置于阀套2内的控制杆3以及预加载机构4，控制杆3一端抵靠在预加载机构4上，预加载机构4内设有弹簧，预加载机构4将弹簧力作用于控制杆3上。阀套2侧部贯穿设置有输入油槽2a与输出油槽2b，控制杆3上具有配合段一3c与配合段二3a 以及配合段三3b，通过配合段二3a和配合段三3b使得控制杆3 与阀套2之间形成先导槽3e，通过配合段一3c和配合段三3b使得控制杆3与阀套2之间形成沟通槽3f，且先导槽3e位于沟通槽3f远离预加载机构4的一侧，同时先导槽3e与沟通槽3f均连通输入油槽2a，由于配合段三3b的横截面积大于配合段二3a的横截面积，所以控制杆3于先导槽3e内靠近沟通槽3f位置处的受力面积大于控制杆3于先导槽3e内远离沟通槽3f位置处的受力面积，所以根据压强公式P＝F/S，当压强一定时，受力面积越大则压力越大，即F＝P*S，所以先导槽3e内位于配合段三3b一侧的压力要大于位于配合段二3a一侧的压力，从而决定了先导槽 3e所产生的推动力是作用于控制杆3朝向配合段三3b一侧的方向，即先导槽3e所产生的推力为F＝P*π*(D12-D22)/4，在液压油进入先导槽3e后，先导槽3e能实现推动控制杆3朝向预加载机构4的方向移动，在先导槽3e所产生的推力小于预加载机构4初设弹簧力的情况下，沟通槽3f仅与输入油槽2a相连通，在先导槽3e所产生的推力大于预加载机构4初设弹簧力的情况下，使得沟通槽3f连通输出油槽2b，且同时也连通输入油槽2a，实现沟通槽3f将输入油槽2a与输出油槽2b导通，直至沟通槽 3f和输入油槽2a断开连通后，控制杆3停止移动，从而完成液压油通过沟通槽3f流入输出油槽2b来实现泄压，达到调节柱塞泵出口压力的目的，完成泵扭矩的控制。由于配合段一3c的横截面积与配合段三3b的横截面积相同，所以控制杆3于沟通槽3f 内靠近先导槽3e位置处的受力面积与控制杆3于沟通槽3f内远离先导槽3e位置处的受力面积相等，当液压油进入沟通槽3f后，沟通槽3f内的压力作用于控制杆3两侧的作用力是相等的，从而使得先导槽3e在工作时仅仅起到推动控制杆3的作用，而沟通槽 3f在工作时仅仅起到泄压作用。由于先导槽3e与沟通槽3f相互独立，所以当先导槽3e所产生的油压推动控制杆3克服预加载机构4的作用力时，沟通槽3f实现柱塞泵的泄压，且同时不干涉先导槽3e的瞬时油压，从而防止了先导力出现波动，使柱塞泵扭矩得到稳定的控制。并且利用配合段三3b来实现先导槽3e与配合腔6相互独立的同时，还增加了控制杆3在往复运动时控制杆3 与阀套2之间的接触面积，从而延长控制杆3的使用寿命。
进一步的，如图1和图3所示，本柱塞泵用的扭矩控制装置还包括阀体1，阀套2设于阀体1内，阀体1侧部贯穿设置有输入油口1a、输出油口1b已经泄油口1c，其中输入油口1a与输入油槽2a相连通，输出油口1b，输出油口1b与输出油槽2b相连通，控制杆3与阀套2之间还形成泄油腔5，同时控制杆3内还开设有通油孔3d，泄油腔5和泄油口1c以及通油孔3d相连通。
如图1和图3所示，进一步的，阀体1上通过铰链连接有反馈杆6，反馈杆6一端通过U型槽连接柱塞泵活塞，另一端通过铰链连接阀套2，柱塞泵活塞移动时，反馈杆6推着阀套2向着柱塞泵活塞移动方向的反方向移动，阀套2和控制杆3控制输入油口1a进入输出油口1b的液压油，推动柱塞泵活塞斜盘角度产生变化，同时柱塞泵活塞带动反馈杆6摆动以带动阀套2向柱塞泵活塞反向移动，使得输出油口1b通过沟通槽3f和输入油口1a 相连通，或输入油口1a通过泄油腔5和泄油口1c相连通，从而实现柱塞泵负载和斜盘角度的对应变化，即是输入扭矩的控制。
进一步的，如图1和图3所示，输入油槽2a包括一端孔口于阀套2外侧壁处相连通的孔部一2a2与孔部二2a3，液压油进入输入油槽2a后，通过孔部一2a2流入沟通槽3f内，通过孔部二2a3流如先导槽3e内，通过两个孔部更好的防止沟通槽3f内所产生的油压变化对先导槽3e产生影响，进一步的提升了柱塞泵扭矩调节的稳定性；输入油槽2a还包括设于阀套2外壁并与输入油口1a连通的槽部2a1，具体地槽部2a1呈环状，孔部一2a2与孔部二2a3的一端孔口均贯穿槽部2a1的底壁，且孔部一2a2与孔部二2a3相平行，所以液压油通过输入油口1a进入油槽后再通过孔部一2a2与孔部二2a3分别进入先导槽3e与沟通槽3f，通过环状槽部2a1的设置，可使得从输入油口1a的液压油得到缓冲降低瞬时压力再平稳的流进先导槽3e与沟通槽3f，从而提高了本扭矩控制装置工作时的稳定性。
如图1和图3所示，进一步的，阀体1一端设置有止动螺栓 7，通过止动螺栓7实现阀体1一端的密封，且止动螺栓7与阀套 2之间形成有和通油孔3d相连通的腔室。
如图1和图3所示，进一步的，先设定预加载机构4的预设数值；当输入油口1a负载压力增大时，液压油通过泵负载输入油口1a进入先导槽3e和沟通槽3f，先导槽3e产生推力，克服预加载机构4推动控制杆3向预加载机构4反向移动，控制杆3移动直至输入油口1a通过沟通槽3f和输出油口1b连通后，液压油依次通过输入油口1a和输出油口1b后进入柱塞泵活塞，液压推动柱塞泵活塞移动使柱塞泵斜盘小角度变化，柱塞泵活塞移动的同时也带动反馈杆6摆动，反馈杆6摆动带动阀套2向预加载机构4移动，至输入油口1a和输出油口1b断开，停止移动；当柱塞泵负载在最高与设定点范围内向小变化时，控制杆3受预加载机构4的弹簧力推动向反向移动，输出油口1b通过泄油腔5和泄油口1c接通，柱塞泵活塞带动斜盘角向大角度变化，同时通过反馈杆6带动阀套2向柱塞泵活塞反方向移动，至进入输出油口1b 和泄油口1c断开，同时进入输入油口1a和输出油口1b接通时停止移动。通过上述步骤完成对柱塞泵输入扭矩的控制，既在一定负载压力范围内接近于一个设定值。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：二维活塞泵