CN105889008A - 一种内曲线平面凸轮滚动轴承径向柱塞泵 - Google Patents

Abstract

一种内曲线平面凸轮轴承滚动径向柱塞泵，包括定子、转子、缸套、配流轴、轴承滚动机构组合柱塞(含轴承滚动机构、柱塞)。其特征是，组合柱塞为轴承滚动机构与柱塞的结合体。本发明实现了柱塞与定子之间的纯滚动，解决了因柱塞头不完全滚动产生的磨损问题，可降低柱塞泵高速运行时的噪声，提高柱塞泵使用寿命。既适用于油介质泵，也适用于水介质泵。

Description

一种内曲线平面凸轮滚动轴承径向柱塞泵

技术领域

本发明属于柱塞泵领域，涉及一种内曲线平面凸轮滚动轴承径向柱塞泵。

背景技术

径向柱塞泵是一类重要柱塞泵，其活塞或柱塞与转子轴线垂直，在径向方向上成辐射状布置，依靠柱塞缸体密封腔中工作容积变化实现吸压液体介质。径向柱塞泵具有额定工作压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，在高压、大流量的场合被广泛应用。当前，市场上的内曲线平面凸轮径向柱塞泵主要有两种。一是单作用泵。其定子内表面为圆，圆心与转子之轴心有偏心距。转子每转一圈，柱塞完成一次往复。这种柱塞泵的优点是结构简单，缺点是在配流轴上有一个很大的径向力，径向力导致配流轴变形，并引起轴配流摩擦副之间的摩擦磨损。另一种称作双作用泵。其定子内曲线的形心与转子轴心相重合，定子内曲线设计成椭圆形或类似椭圆的对称封闭曲线。转子每转一圈，柱塞两次往复。该种结构对称性好，可采用多缸结构，输出脉动小，结构紧凑。其优点是配流心轴受力均衡，轴配流摩擦副使用寿命较长。但是，常规内曲线凸轮径向柱塞泵工作时，柱塞与内曲线凸轮产生滑动摩擦，柱塞和椭圆内曲面凸轮的摩擦磨损大。同时，当泵高速运行时，这种滑动摩擦产生高分贝的噪声，摩擦磨损加剧，限制了这类柱塞泵工作转速的提高。

发明内容

本发明提出一种内曲线平面凸轮的、采用轴承滚动机构组合柱塞的低噪声径向柱塞泵。内曲线为椭圆或类似椭圆的对称封闭曲线，纯滚动组合柱塞的设计，以轴承滚动机构纯滚动摩擦替代柱塞凸轮之间的滑动摩擦，降低泵的工作噪声，提高泵的工作效率，延长泵的使用寿命。以内曲线椭圆轨道式柱塞泵为例，本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明包括定子[1]、转子[2]、缸套[3]、配流轴[4]、轴承滚动机构[5]、柱塞[6]。定子[1]内曲面为椭圆形，缸套[3]固定在转子[2]上，圆周均匀分布，轴承滚动机构[5]、柱塞[6]构成一组组合柱塞，每组组合柱塞对应一个缸套[3]，柱塞[6]置于缸套[3]轴向内侧，轴承滚动机构[5]置于缸套[3]轴向外侧，配流轴[4]位于转子[2]的轴心线上。柱塞[6]的内腔与轴承滚动机构[5]动配合，构成一组轴承滚动机构组合柱塞。配流轴[4]为锥面配流轴或柱面配流轴。

本发明的工作过程是，当转子[2]高速旋转时，在缸套内的组合柱塞(轴承滚动机构[5]、柱塞[6])跟随转子[2]转动并在缸套[3]内往复运动。同时，在惯性力、液压力和定子[1]的反作用力的共同作用下，组合柱塞(轴承滚动机构[5]、柱塞[6])沿定子[1]凸轮内曲线轨道作椭圆周运动。转子周期性转动时，组合柱塞的轴承滚动机构[5]的外缘与定子[1]椭圆凸轮内曲线轨道曲面始终相接触，通过接触点传递凸轮对组合柱塞的作用力，从而实现沿缸套[3]轴线往复运动。与此同时，组合柱塞(轴承滚动机构[5]、柱塞[6])、缸套[3]和配流轴[4]形成的工作腔体积由大到小和由小到大连续周期性变化。组合柱塞的轴承滚动机构[5]的外缘处于椭圆凸轮内曲线短轴时工作腔最小，组合柱塞的轴承滚动机构[5]的外缘处于椭圆凸轮内曲线长轴时工作腔最大。当工作腔由小变大时，吸入液体介质；工作腔由大变小时，输出液体介质。配流轴[4]与工作腔配合工作使得吸入和输出的液体介质按规定的方向流动。

本发明的组合柱塞有几种结构设计，图3、图4、图5给出了其中的3种。轴承滚动机构组合柱塞用轴承滚动机构滚动摩擦替代柱塞凸轮之间的滑动摩擦，实现了柱塞与定子之间的纯滚动，改善了内曲线平面凸轮椭圆轨道式柱塞泵柱塞受力状况，可提高柱塞泵应用转速和使用寿命。本发明可适用于不同工作介质的液压泵，既可用于油液液压泵，也可用于海(淡)水液压泵。

附图说明

图1、图2是本发明以椭圆轨道式轴配流组合柱塞径向柱塞泵的结构图。其中，[1]为定子、[2]为转子、[3]为缸套、[4]为配流轴、[5]为轴承滚动机构、[6]为柱塞。

图3、图4、图5是轴承滚动机构组合柱塞结构图的三种构成方式。图3的轴承滚动机构采用滑动轴承，图4的轴承滚动机构采用滚动轴承，图5的轴承滚动机构采用滚动外圈加强滚柱。

具体实施方式

结合图1，定子[1]凸轮内曲线轨道为椭圆形，缸套[3]在转子[2]上按其圆周均匀分布，每个组合柱塞(轴承滚动机构[5]、柱塞[6])对应一个缸套[3]，配流轴[4]位于转子[2]的轴心线上。

电机带动转子[2]旋转，转子[2]带动缸套[3]内的组合柱塞(轴承滚动机构[5]、柱塞[6])转动。当转速达到一定数值时，在惯性力、液压力和定子的反作用力的共同作用下，组合柱塞(轴承滚动机构[5]、柱塞[6])的轴承滚动机构[5]的轴承外圈沿定子[1]凸轮内曲线轨道作椭圆周运动，柱塞[6]在缸套内作往复运动。组合柱塞(轴承滚动机构[5]、柱塞[6])的轴承滚动机构[5]轴承外圈由椭圆轨道的短半轴向椭圆轨道的长半轴转动时，是吸水过程；轴承滚动机构[5]轴承外圈由椭圆轨道的长半轴向椭圆轨道的短半轴转动时是排水过程。配流轴[4]对工作介质的排出、吸入作分配，使吸入和压出的液体介质按规定的方向流动，产生配流作用。

Claims (1)

1.一种内曲线平面凸轮轴承滚动机径向柱塞泵，包括定子[1]、转子[2]、缸套[3]、配流轴[4]、轴承滚动机构组合柱塞(轴承滚动机构[5]、柱塞[6])，定子[1]内曲线为椭圆形和类似椭圆对称封闭曲线，缸套[3]固定在转子[2]上，圆周均匀分布，每个组合柱塞[5]、[6]对应一个缸套[3]，配流轴[4]位于转子[2]的轴心线上。其特征是所述径向柱塞泵的组合柱塞为轴承滚动机构和柱塞组成的纯滚动组合柱塞。