CN103441611A - 一种带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵 - Google Patents

Abstract

一种带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵，它是由斜盘（7）、配流盘（14）、壳体（8）、定子电枢绕组（9）、转子（5）、传感器组件（2）和罩盖（13）组成，斜盘（7）和配流盘（14）分别安装在壳体（8）的左右两端，定子电枢绕组（9）安装在壳体（8）内部；转子（5）放置在定子电枢绕组（9）的围成的空腔中，转子（5）左侧安装在斜盘（7）上，转子（5）右侧安装在配流盘（14）上；传感器组件（2）安装在斜盘（7）的内部；罩盖（13）安装在壳体（8）的顶端；本发明采用永磁伺服电机的型式并集成了转速传感器组件，方便于伺服控制的实现；将转子与轴向柱塞泵的缸体结构直接融合为一体，中间没有任何铰接，结构简单、紧凑，可靠性高。

Description

一种带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵

技术领域

本发明涉及一种带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵，特别是涉及一种将永磁伺服电机和斜盘式轴向柱塞泵融为一体的带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵。属于柱塞泵技术领域。

背景技术

电液泵是一种将电动机和液压泵在一个壳体内进行高度集成的新型液压动力单元，输入交/直流电源，输出（高压）液压油；电机与液压泵共轴共转子共壳体，一般将液压泵嵌入电机内，外部接口只是电源电缆和液压输入输出接口。

电液泵和传统的电机-联轴器-液压泵三段式液压泵源相比，结构高度集成，减少了伸出轴轴封和其他密封件、去掉了联轴器和冷却风扇以及泵电机联轴器及支架等零部件，能够大幅减小体积和重量，具有更高的功率重量比，无外泄漏，降低了系统复杂度，提高了可靠性。同时电机采用浸油式结构和油冷等措施有利于润滑、散热，电机内部的温度可以控制在较低的范围内，能提高电机的运行效率，减小液压系统脉动，降低液压泵噪音。与电机与泵直接相连的方案——电机泵相比，电液泵共壳体共转子，其体积和重量也有一定程度的降低，没有外泄漏。电液泵集成方案灵活，可实现不同种类电机（交流电机、直流电机、恒速/变速电机、变频/伺服电机）和多种类型液压泵（柱塞泵、齿轮泵、叶片泵）的集成，还可以实现多种转速和排量的控制组合方式。

目前国内采用电机和液压泵集成/融合结构的电机泵专利，要么电机型式采用异步电机，不能调速或者调速性能差，要么电机转子和泵的缸体通过各种方式进行铰接，转子结构复杂，结构不够紧凑，使得泵体积偏大。针对上述问题，本发明设计了一种采用永磁伺服电机型式、电机转子和泵的转子高度一体化、功率密度较高的带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵，它是采用永磁伺服电机型式、电机转子和泵的转子高度一体化的带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵。它结构紧凑、噪声小、功率密度较高、调速性能好，可替代现有的电动机通过联轴器驱动液压泵的液压泵源装置。

本发明采用的技术方案是：一种带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵，将永磁伺服电机与轴向柱塞泵合二为一，进行高度融合，并集成了转速传感器，可进行伺服控制。

如图1所示，本发明是一种带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵，由斜盘7、配流盘14、壳体8、定子电枢绕组9、转子5、传感器组件2和罩盖13组成。它们之间的位置连接关系是：斜盘7和配流盘14分别安装在壳体8的左右两端，定子电枢绕组9安装在壳体8内部；转子5放置在定子电枢绕组9围成的空腔中，转子5左侧安装在斜盘7上，转子5右侧安装在配流盘14上；传感器组件2安装在斜盘7的内部；罩盖13安装在壳体8的顶端。

如图5所示，所述的转子5表面开有凹槽，凹槽表面用高强度胶粘有相同数量的磁钢6和隔磁块46；如图6所示，隔磁块46将磁钢6隔开，外部的保护罩40将磁钢6和隔磁块46紧固在转子5上；如图7所示，转子5内部均布若干个柱塞孔39，用于安装柱塞23，柱塞孔39分布圆外侧，均布三个通孔构成转子内流道21，连通转子5两侧的空腔；柱塞孔39内部有衬套38和柱塞腔42，柱塞腔42右端设有吸排油通道43；转子5中心设有花键孔37，用于安装花键轴22；转子5左侧挖空部分设有斜盘轴承位35和斜盘位36，用于将转子5的左侧通过斜盘轴承26安装在斜盘7上，转子5右侧挖空部分设有配流盘轴承位45和配流盘位41，用于将转子5的右侧通过配流盘轴承20安装在配流盘14上；如图8所示，转子5右端覆有一层铜板44,铜板44上设有配流窗47。

如图3所示，所述的壳体8外表面均布一周有预定间隔的壳体凹槽31，便于和外部环境进行热交换；内部侧壁设有壳体侧壁流道28，便于沟通转子5两侧空腔内的油液。壳体8底部设有底座30。

如图1所示，所述的斜盘7内部安装有轴套组件3，轴套组件3内部以花键铰接的方式安装有花键轴22，花键轴22的右端安装于转子5中心的花键孔37内。轴套组件3和花键轴22之间装有弹簧29和调整垫片27，用于将转子5的右侧面压紧在配流盘14的左侧面上。传感器组件2安装于斜盘7内部，并与右侧的轴套组件3之间有预定间隙。斜盘7的左侧端部中央安装有端盖1，斜盘7的左侧上部装有插座4，插座4与传感器组件2通过绝缘电线33相连接。斜盘7的右侧安装有可旋转的回程盘24，滑靴25安装在回程盘24上分布一周的孔内，回程盘24将滑靴25的活动空间限定在回程盘24和斜盘表面之间。柱塞23与滑靴25铰接，并在转子5的旋转带动下被回程盘24往复推拉从而产生吸油和排油动作。

如图4所示，所述的传感器组件2由印刷电路板32、绝缘电线33和传感器34组成，其中传感器34和绝缘电线33安装在印刷电路板32上。传感器组件2安装于斜盘7内部，并与右侧的轴套组件3之间有预定间隙。转子5旋转时，带动花键轴22和轴套组件3旋转，从而在传感器组件2上产生转速信号，并经由绝缘电线33传递到插座4将信号引出。

如图2所示，所述配流盘14上设置两个进出油口16和一个回油口19。进出油口16与吸排油流道17相联通，吸排油流道17周期性地和转子5上的吸排油通道43相联通，产生配流动作；两个进出油口16中一个作为进油口，另一个作为出油口，根据转子旋转方向的不同，二者功能可互换；回油口19与配流盘中心流道18及配流盘支流道15、转子内流道21、壳体侧壁流道28和由定子电枢绕组9、转子5、配流盘14、斜盘7以及端盖1组成的空腔相联通。

所述罩盖13内部设有绝缘套10、接线柱11和接线座12。其中接线柱11与三相交流电源连接，接线柱11安装在接线座12上，绝缘套10安装在罩盖13的顶端。

所述定子电枢绕组9上设置有定子槽，其内缠绕线圈，线圈的接线头与接线柱11相连。

其中，转子5内部均布柱塞孔39的数量为5～11个。

本发明的有益效果是：电磁驱动采用永磁伺服电机的型式并集成了转速传感器组件，方便于伺服控制的实现；将永磁伺服电机的转子与轴向柱塞泵的缸体结构直接融合为一体，中间没有任何铰接，结构简单、紧凑，可靠性高；电液泵的定子绕组和转子完全浸入液压油中，通过回油口流回油箱，有利于电液泵内部热量的散出，同时降低了脉动与噪声；电液泵壳体外部设有凹槽，增大与环境的热交换面积，有利于外部散热。

附图说明

图1是带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵的主视图。

图2是带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵的右视图。

图3是壳体的右视剖面图。

图4是转速检测传感器组件的右视图。

图5是带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵转子主视图

图6是带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵转子A-A剖面图

图7是带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵转子左视图

图8是带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵转子右视图

附图标号说明：1.端盖，2.传感器组件，3.轴套组件，4.插座，5.转子，6.磁钢，7.斜盘，8.壳体，9.定子电枢绕组，10.绝缘套，11.接线柱，12.接线座，13.罩盖，14.配流盘，15.配流盘支流道，16.进出油口，17.吸排油流道，18.配流盘中心流道，19.回油口，20.配流盘轴承，21.转子内流道，22.花键轴，23.柱塞，24.回程盘，25.滑靴，26.斜盘轴承，27.调整垫片，28.壳体侧壁流道，29.弹簧，30.底座，31.壳体凹槽，32.印刷电路板，33.绝缘电线，34.传感器，35.斜盘轴承位，36.斜盘位，37.花键孔，38.衬套，39.柱塞孔，40.保护罩，41.配流盘位，42.柱塞腔，43.吸排油通道，44.铜板，45.配流盘轴承位，46.隔磁块，47.配流窗。

具体实施方式

一种带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵，将永磁伺服电机与轴向柱塞泵合二为一，进行高度融合，并集成了转速传感器，可进行伺服控制。

如图1所示，本发明是一种带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵，主要由斜盘7、配流盘14、壳体8、定子电枢绕组9、转子5、传感器组件2和罩盖13组成。它们之间的位置连接关系是：斜盘7和配流盘14分别安装在壳体8的左右两端，定子电枢绕组9安装在壳体8内部；转子5放置在定子电枢绕组9的围成的空腔中，转子5左侧安装在斜盘7上，转子5右侧安装在配流盘14上；传感器组件2安装在斜盘7的内部；罩盖13安装在壳体8的顶端。

如图5所示，所述的转子5表面开有凹槽，凹槽表面用高强度胶粘有相同数量的磁钢6和隔磁块46；如图6所示，隔磁块46将磁钢6隔开，外部的保护罩40将磁钢6和隔磁块46紧固在转子5上；如图7所示，转子5内部均布若干柱塞孔39（一般为奇数，5～11个），用于安装柱塞23，柱塞孔39分布圆外侧，均布三个通孔构成转子内流道21，连通转子5两侧的空腔；柱塞孔39内部有衬套38和柱塞腔42，柱塞腔42右端设有吸排油通道43；转子5中心设有花键孔37，用于安装花键轴22；转子5左侧挖空部分设有斜盘轴承位35和斜盘位36，用于将转子5的左侧通过斜盘轴承26安装在斜盘7上，转子5右侧挖空部分设有配流盘轴承位45和配流盘位41，用于将转子5的右侧通过配流盘轴承20安装在配流盘14上；如图8所示，转子5右端覆有一层铜板铜板44,铜板44上设有配流窗47。

如图3所示，所述的壳体8外表面均布一周有一定间隔的壳体凹槽31，便于和外部环境进行热交换；内部侧壁设有壳体侧壁流道28，便于沟通转子5两侧空腔内的油液。壳体8底部设有底座30。

如图1所示，所述的斜盘7内部安装有轴套组件3，轴套组件3内部以花键铰接的方式安装有花键轴22，花键轴22的右端通过安装于转子5中心的花键孔37内。轴套组件3和花键轴22之间装有弹簧29和调整垫片27，用于将转子5的右侧面压紧在配流盘14的左侧面上。传感器组件2安装于斜盘7内部，并与右侧的轴套组件3之间有一定间隙。斜盘7的左侧端部中央安装有端盖1，斜盘7的左侧上部装有插座4，插座4与传感器组件2通过绝缘电线33相连接。斜盘7的右侧安装有可旋转的回程盘24，滑靴25安装在回程盘24上分布一周的孔内，回程盘24将滑靴25的活动空间限定在回程盘24和斜盘表面之间。柱塞23与滑靴25铰接，并在转子5的旋转带动下被回程盘24往复推拉从而产生吸油和排油动作。

如图4所示，所述的传感器组件2由印刷电路板32、绝缘电线33和传感器34组成，其中传感器34和绝缘电线33安装在印刷电路板32上。传感器组件2安装于斜盘7内部，并与右侧的轴套组件3之间有一定间隙。转子5旋转时，带动花键轴22和轴套组件3旋转，从而在传感器组件2上产生转速信号，并经由绝缘电线33传递到插座4将信号引出。

如图2所示，所述配流盘14上设置两个进出油口16和一个回油口19。进出油口16与吸排油流道17相联通，吸排油流道17周期性地和转子5上的吸排油通道43相联通，产生配流动作；两个进出油口16中一个作为进油口，另一个作为出油口，根据转子旋转方向的不同，二者功能可互换；回油口19与配流盘中心流道18及配流盘支流道15、转子内流道21、壳体侧壁流道28和由定子电枢绕组9、转子5、配流盘14、斜盘7以及端盖1组成的空腔相联通。

所述罩盖13内部设有绝缘套10、接线柱11和接线座12。其中接线柱11与三相交流电源连接，接线柱11安装在接线座12上，绝缘套10安装在罩盖13的顶端。

所述定子电枢绕组9上设置有定子槽，其内缠绕线圈，线圈的接线头与接线柱11相连。

Claims (2)

1.一种带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵，其特征在于：它是由斜盘（7）、配流盘（14）、壳体（8）、定子电枢绕组（9）、转子（5）、传感器组件（2）和罩盖（13）组成，斜盘（7）和配流盘（14）分别安装在壳体（8）的左右两端，定子电枢绕组（9）安装在壳体（8）内部；转子（5）放置在定子电枢绕组（9）围成的空腔中，转子（5）左侧安装在斜盘（7）上，转子（5）右侧安装在配流盘（14）上；传感器组件（2）安装在斜盘（7）的内部；罩盖（13）安装在壳体（8）的顶端；

所述的转子（5）表面开有凹槽，凹槽表面用高强度胶粘有相同数量的磁钢（6）和隔磁块（46）；隔磁块（46）将磁钢（6）隔开，外部的保护罩（40）将磁钢（6）和隔磁块（46）紧固在转子（5）上；转子（5）内部均布柱塞孔（39），用于安装柱塞（23），柱塞孔（39）分布圆外侧，均布三个通孔构成转子内流道（21），连通转子（5）两侧的空腔；柱塞孔（39）内部有衬套（38）和柱塞腔（42），柱塞腔（42）右端设有吸排油通道（43）；转子（5）中心设有花键孔（37），用于安装花键轴（22）；转子（5）左侧挖空部分设有斜盘轴承位（35）和斜盘位（36），用于将转子（5）的左侧通过斜盘轴承（26）安装在斜盘（7）上，转子（5）右侧挖空部分设有配流盘轴承位（45）和配流盘位（41），用于将转子（5）的右侧通过配流盘轴承（20）安装在配流盘（14）上；转子（5）右端覆有一层铜板（44）,铜板（4）4上设有配流窗（47）；

所述的壳体（8）外表面均布一周有预定间隔的壳体凹槽（31），便于和外部环境进行热交换；内部侧壁设有壳体侧壁流道（28），便于沟通转子（5）两侧空腔内的油液，壳体（8）底部设有底座（30）；

所述的斜盘（7）内部安装有轴套组件（3），轴套组件（3）内部以花键铰接的方式安装有花键轴（22），花键轴（22）的右端安装于转子（5）中心的花键孔（37）内；轴套组件（3）和花键轴（22）之间装有弹簧（29）和调整垫片（27），用于将转子（5）的右侧面压紧在配流盘（14）的左侧面上；传感器组件（2）安装于斜盘（7）内部，并与右侧的轴套组件（3）之间有预定间隙，斜盘（7）的左侧端部中央安装有端盖（1），斜盘（7）的左侧上部装有插座（4），插座（4）与传感器组件（2）通过绝缘电线（33）相连接；斜盘（7）的右侧安装有旋转的回程盘（24），滑靴（25）安装在回程盘（24）上分布一周的孔内，回程盘（24）将滑靴（25）的活动空间限定在回程盘（24）和斜盘表面之间；柱塞（23）与滑靴（25）铰接，并在转子（5）的旋转带动下被回程盘（24）往复推拉从而产生吸油和排油动作；

所述的传感器组件（2）由印刷电路板（32）、绝缘电线（33）和传感器（34）组成，其中传感器（34）和绝缘电线（33）安装在印刷电路板（32）上；传感器组件（2）安装于斜盘（7）内部，并与右侧的轴套组件（3）之间有预定间隙，转子（5）旋转时，带动花键轴（22）和轴套组件（3）旋转，从而在传感器组件（2）上产生转速信号，并经由绝缘电线（33）传递到插座（4）将信号引出；

所述配流盘（14）上设置两个进出油口（16）和一个回油口（19），进出油口（16）与吸排油流道（17）相联通，吸排油流道（17）周期性地和转子（5）上的吸排油通道（43）相联通，产生配流动作；两个进出油口（16）中一个作为进油口，另一个作为出油口，根据转子旋转方向的不同，二者功能互换；回油口（19）与配流盘中心流道（18）及配流盘支流道（15）、转子内流道（21）、壳体侧壁流道（28）和由定子电枢绕组（9）、转子（5）、配流盘（14）、斜盘（7）以及端盖（1）组成的空腔相联通；

所述罩盖（13）内部设有绝缘套（10）、接线柱（11）和接线座（12）；其中接线柱（11）与三相交流电源连接，接线柱（11）安装在接线座（12）上，绝缘套（10）安装在罩盖（13）的顶端；

所述定子电枢绕组（9）上设置有定子槽，其内缠绕线圈，线圈的接线头与接线柱（11）相连。

2.根据权利要求1所述的一种带转速反馈的永磁轴向柱塞式电液泵，其特征在于：该转子（5）内部均布柱塞孔（39）的数量为5～11个。

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