CN104033381A - 一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵 - Google Patents

一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵 Download PDF

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Abstract

一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵，包括一根主动螺杆、两根从动螺杆、和两根单螺杆，五根螺杆的轴线相互平行且布置在同一圆柱形整体泵壳中，主动螺杆布置在泵壳轴心位置，其余四根螺杆沿圆周方向布置在主动螺杆的四周，两根从动螺杆和主动螺杆啮合，交流伺服电机的电机转子通过驱动法兰带动主动螺杆转动，同时主动螺杆通过齿轮带动两根单螺杆转动。本装置采用交流伺服电机直驱技术，实现了五根螺杆的二级增压，大幅减少了传动零件数量和整体体积，缩短了螺杆泵的轴向长度，降低了整个系统的噪音，具有结构紧凑、运行效率高、噪声低等优点，特别适合在体积受限和噪音要求高的场合使用。

Description

一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵
技术领域
本发明属于液压传动技术领域，具体涉及一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵。
背景技术
液压泵作为液压系统的动力单元，在液压系统中占据着重要的地位，其性能的优劣直接关系到液压系统的整体效果。螺杆泵作为一种容积式液压泵，具有输送介质平稳、排出介质紊流低、压力脉动小、机械振动小、噪声低，自吸性能高、吸上性能好、对介质的粘度不敏感、结构简单紧凑、外形尺寸小、质量较轻、效率高、工作可靠寿命长等优点。
目前，在液压系统中所使用的螺杆泵分为单螺杆、双螺杆、三螺杆和五螺杆。为了提高螺杆泵的输出压力，螺杆泵的螺杆长度采用10/3倍的螺杆螺纹导程，使得螺杆泵的轴向长度增大，为了充分利用螺杆泵自吸能力强的优点，合理利用三螺杆泵泵壳的空间位置，设计一种二级五螺杆泵，由两个单螺杆进行一级压缩，一级压缩后的液体再经过三螺杆泵进行二级压缩，二级压缩后完成压力输出，这种组合有利于提高泵的输出压力，减小泵的轴向长度，进一步缩小泵的体积。
因此，发明一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵，提高液压系统的智能化和集成化水平，提高液压泵的工作压力，进行结构简化具有突出优势。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵，充分利用螺杆泵自吸能力强和泵壳的空间结构，减小螺杆泵的轴向长度，降低电动机和泵构成系统的噪音和功耗，实现螺杆泵与电机的高度集成。
为了达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵，包括一根主动螺杆3、两根从动螺杆1和两根单螺杆19；五根螺杆的轴线相互平行且布置在同一圆柱形整体泵壳6中，泵壳6的一端布置吸入口5和排出口2，泵壳6的另一端通过泵右端盖14封闭；主动螺杆3的轴线和泵壳6外圆柱面的轴线重合，两根从动螺杆1对称布置在主动螺杆3两侧，两根单螺杆19对称布置在主动螺杆3的两侧，两根从动螺杆1和两根单螺杆19周向间隔布置在主动螺杆3的外侧；两根单螺杆19分别安装在两个单螺杆套18中，并与主动螺杆3、两根从动螺杆1之间相互隔开；两根单螺杆19的排出端与主动螺杆3的吸入端和两根从动螺杆1的吸入端位于泵壳6的一端而且互通，两根单螺杆19的吸入端和主动螺杆3、两根从动螺杆1的排出端位于泵壳6的另一端而相互隔开；两根单螺杆19的吸入端互通且与泵的吸入口5互通；主动螺杆3与两根从动螺杆1的排出端互通且与泵的排出口2互通；
交流伺服电机采用开关磁通电机结构形式，开关磁通电机包括电机定子11，电机定子11和电机转子10采用双凸极结构，电机定子11和电机转子10同轴安装，电机定子11固定在电机外壳9的内壁；
所述的电机转子10两端分别与驱动法兰13和左轴承盖17固定连接；左轴承盖17通过左轴承8与泵壳6连接；驱动法兰13通过键与主动螺杆3连接，驱动法兰13通过右轴承16与电机右端盖12连接；电机左端盖7和泵壳6固定连接；电机外壳9的左端和电机左端盖7上的止口相配合，电机外壳9的右端和电机右端盖12上的止口相配合。
所述的主动螺杆3通过键与主动齿轮15连接，主动齿轮15与两个从动齿轮20相啮合；从动齿轮20通过键和单螺杆19连接；两个从动螺杆1同时和主动螺杆3相啮合。
泵左端盖4中开有两个空腔，空腔一连接了泵的吸入口5单螺杆轴座一4-4和单螺杆轴座二4-5，空腔二连接了泵的排出口2、主动螺杆轴座4-1、从动螺杆轴座一4-2和从动螺杆轴座二4-3；两个空腔的截面为凹面，除两个空腔以外的截面为一平面，且此平面与泵壳6的左端面之间接触并密封；主动螺杆轴座4-1、从动螺杆轴座一4-2、从动螺杆轴座二4-3、单螺杆轴座一4-4和单螺杆轴座二4-5共5个轴承座孔均为盲孔，用于支承五根螺杆的左端。
本发明采用交流伺服电机直驱技术，把三螺杆泵和驱动电机进行结合，将电机定子、电机壳和泵壳固连成一体，将电机转子与三螺杆泵壳体连接在一体，由电机转子直接驱动主动螺杆转动，大幅减少了传动零件数量和整体体积，降低了整体噪音，在体积变化不大的前提下增加了泵的输出压力；也可以保证在输出压力恒定的前提下进一步减小螺杆泵的轴向长度。本装置具有结构紧凑、运行效率高、噪声低等优点，特别适合在体积受限和对噪音要求高的场合使用。
附图说明
图1为本发明的右端面图。
图2为本发明的C-C截面图。
图3为本发明的E-E截面图。
图4为本发明的D-D截面图。
图5为本发明的H-H截面图。
图6为本发明的泵左端盖的主视图。
图7为本发明的泵左端盖的K-K截面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。
参照图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵，包括一根主动螺杆3、两根从动螺杆1和两根单螺杆19；五根螺杆的轴线相互平行且布置在同一圆柱形整体泵壳6中，泵壳6的一端布置吸入口5和排出口2，泵壳6的另一端通过泵右端盖14封闭。
参照图2、图3和图4，主动螺杆3的轴线和泵壳6外圆柱面的轴线重合，两根从动螺杆1对称布置在主动螺杆3两侧，两根单螺杆19对称布置在主动螺杆3的两侧，两根从动螺杆1和两根单螺杆19周向间隔布置在主动螺杆3的外侧；两根单螺杆19分别安装在两个单螺杆套18中，并与主动螺杆3、两根从动螺杆1之间相互隔开；两根单螺杆19的排出端与主动螺杆3的吸入端和两根从动螺杆1的吸入端位于泵壳6的一端而且互通，两根单螺杆19的吸入端和主动螺杆3、两根从动螺杆1的排出端位于泵壳6的另一端而相互隔开；两根单螺杆19的吸入端互通且与泵的吸入口5互通；主动螺杆3与两根从动螺杆1的排出端互通且与泵的排出口2互通；
两根从动螺杆1与主动螺杆3工作时，由主动螺杆3带动两根从动螺杆1旋转；两根单螺杆19的外侧和泵壳6之间布置有单螺杆套18，单螺杆套18一方面起到密封的作用，另一方面增加单螺杆和泵壳之间的耐磨性。
参照图4和图5，交流伺服电机采用开关磁通电机结构形式，开关磁通电机包括电机外壳9、电机定子11、电机转子10、电机左端盖7、电机右端盖12、绕组和永磁体；电机定子11和电机转子10采用双凸极结构，电机转子10采用整体式结构，外侧均布十个凸齿而无绕组和永磁体，电机定子11采用多层矽钢片叠加的结构形式，内侧有十二个凸齿，十二个凸齿上布置有十二个绕组和十二个永磁体；电机定子11和电机转子10同轴安装，电机定子11固定在电机外壳9的内壁；
泵壳6的整体外形是一个圆柱形，电机转子10和泵壳6同轴安装，电机转子10的内圆柱面和泵壳6的外圆柱面两者之间保持一定间隙；电机转子10和电机定子11同轴安装，电机转子10齿顶和电机定子11齿顶之间存在1-3mm的气隙。
参照图2和图3，所述的电机转子10两端分别与驱动法兰13和左轴承盖17固定连接；左轴承盖17通过左轴承8与泵壳6连接；驱动法兰13通过键与主动螺杆3连接，驱动法兰13通过右轴承16与电机右端盖12连接；电机左端盖7和泵壳6固定连接；电机外壳9的左端和电机左端盖7上的止口相配合，电机外壳9的右端和电机右端盖12上的止口相配合。
参照图3和图5，所述的主动螺杆3通过键与主动齿轮15连接，一个主动齿轮15与两个从动齿轮20相啮合；从动齿轮20通过键和单螺杆19连接；两个从动螺杆1同时和主动螺杆3相啮合。
参照图6和图7，泵左端盖4中开有两个空腔，空腔一连接了泵的吸入口5单螺杆轴座一4-4和单螺杆轴座二4-5，空腔二连接了泵的排出口2、主动螺杆轴座4-1、从动螺杆轴座一4-2和从动螺杆轴座二4-3；两个空腔的截面为凹面，除两个空腔以外的截面为一平面，且此平面与泵壳6的左端面之间接触并密封；主动螺杆轴座4-1、从动螺杆轴座一4-2、从动螺杆轴座二4-3、单螺杆轴座一4-4和单螺杆轴座二4-5共5个轴承座孔均为盲孔，用于支承五根螺杆的左端。
本发明的工作原理为：
一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵，利用交流伺服电机作为动力源，驱动五根螺杆进行工作，交流伺服电机转子直接驱动主动螺杆，主动螺杆直接驱动与之啮合的两根从动螺杆的同时通过齿轮啮合驱动两根单螺杆，两根单螺杆的吸入端直接和泵的吸入口相连通，两根单螺杆的排出端与其余三根螺杆的吸入端连通；除两根单螺杆之外的三根螺杆的排出端与泵的排出口连通。这样，由泵吸入口吸入的工作介质经两根单螺杆进行第一次加压之后，再由其它三根螺杆进行二次加压。

Claims (3)

1.一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵，包括一根主动螺杆(3)、两根从动螺杆(1)和两根单螺杆(19)，其特征在于：五根螺杆的轴线相互平行且布置在同一圆柱形整体泵壳(6)中，泵壳(6)的一端布置吸入口(5)和排出口(2)，泵壳(6)的另一端通过泵右端盖(14)封闭；主动螺杆(3)的轴线和泵壳(6)外圆柱面的轴线重合，两根从动螺杆(1)对称布置在主动螺杆(3)两侧，两根单螺杆(19)对称布置在主动螺杆(3)的两侧，两根从动螺杆(1)和两根单螺杆(19)周向间隔布置在主动螺杆(3)的外侧；两根单螺杆(19)分别安装在两个单螺杆套(18)中，并与主动螺杆(3)、两根从动螺杆(1)之间相互隔开；两根单螺杆(19)的排出端与主动螺杆(3)的吸入端和两根从动螺杆(1)的吸入端位于泵壳(6)的一端而且互通，两根单螺杆(19)的吸入端和主动螺杆(3)、两根从动螺杆(1)的排出端位于泵壳(6)的另一端而相互隔开；两根单螺杆(19)的吸入端互通且与泵的吸入口(5)互通；主动螺杆(3)与两根从动螺杆(1)的排出端互通且与泵的排出口(2)互通；
交流伺服电机采用开关磁通电机结构形式，开关磁通电机包括电机定子(11)，电机定子(11)和电机转子(10)采用双凸极结构，电机定子(11)和电机转子(10)同轴安装，电机定子(11)固定在电机外壳(9)的内壁；
电机转子(10)两端分别与驱动法兰(13)和左轴承盖(17)固定连接；左轴承盖(17)通过左轴承(8)与泵壳(6)连接；驱动法兰(13)通过键与主动螺杆(3)连接，驱动法兰(13)通过右轴承(16)与电机右端盖(12)连接；电机左端盖(7)和泵壳(6)固定连接；电机外壳(9)的左端和电机左端盖(7)上的止口相配合，电机外壳(9)的右端和电机右端盖(12)上的止口相配合。
2.根据权利要求1所述的一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵，其特征在于：所述的主动螺杆(3)通过键与主动齿轮(15)连接，主动齿轮(15)与两个从动齿轮(20)相啮合；从动齿轮(20)通过键和单螺杆(19)连接；两个从动螺杆(1)同时和主动螺杆(3)相啮合。
3.根据权利要求1所述的一种交流伺服直驱型二级五螺杆电液泵，其特征在于：泵左端盖(4)中开有两个空腔，空腔一连接了泵的吸入口(5)单螺杆轴座一(4-4)和单螺杆轴座二(4-5)，空腔二连接了泵的排出口(2)、主动螺杆轴座(4-1)、从动螺杆轴座一(4-2)和从动螺杆轴座二(4-3)；两个空腔的截面为凹面，除两个空腔以外的截面为一平面，且此平面与泵壳(6)的左端面之间接触并密封；主动螺杆轴座(4-1)、从动螺杆轴座一(4-2)、从动螺杆轴座二(4-3)、单螺杆轴座一(4-4)和单螺杆轴座二(4-5)共5个轴承座孔均为盲孔，用于支承五根螺杆的左端。
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