CN112832977A - 双滚珠圆盘二维柱塞电机泵 - Google Patents

双滚珠圆盘二维柱塞电机泵 Download PDF

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Abstract

双滚珠圆盘二维柱塞电机泵，包括电机壳体，电机壳体设有设有定子、转子和柱塞泵体，定子与电机壳体相对固定，转子在定子内旋转设置，转子的内部设有转套，转套内设有柱塞泵体，柱塞泵体包括泵芯组件和传动组件；泵芯组件包括缸体，缸体内设有柱塞，且柱塞可沿缸体的轴向作直线往复运动；传动组件包括主轴左凸轮导轨、右凸轮导轨和凸轮从动件，柱塞在随主轴转动的同时，在凸轮从动件的约束下做直线往复运动；柱塞上的左配流槽和右配流槽分别与缸体上的吸油窗口、排油窗口发生沟通，容积逐渐变大的腔室吸油，容积逐渐减小的腔室排油。本发明具有结构紧凑、体积小、重量轻、噪音小、效率较高、无外泄漏等优点。

Description

双滚珠圆盘二维柱塞电机泵
技术领域
本发明涉及电机泵技术领域，尤其涉及双滚珠圆盘二维柱塞电机泵。
背景技术
液压技术具有功率密度大、元件布置灵活、控制方便、动态特性好、易于实现直线运动等突出优点，是现代化传动与控制的关键技术之一。传统的液压动力源都是由电动机、联轴器和液压泵组成的三段式结构，但其体积和重量大。作为液压动力单元核心的液压泵的体积和重量只有同等功率电动机的12％左右，电动机占据整个液压动力单元体积的绝大部分总体的结构，尺寸大、轴端有泄漏，且振动噪声剧烈。
发明内容
为克服上述问题，本发明提供一种双滚珠圆盘二维柱塞电机泵。
本发明采用的技术方案是：双滚珠圆盘二维柱塞电机泵，包括两端开口的筒形电机壳体，电机壳体的两端分别连接有左端盖和右端盖，电机壳体、左端盖和右端盖之间形成的腔体内设有定子、转子和柱塞泵体，定子与电机壳体相对固定，转子在定子内旋转设置，转子的内部设有转套，转套内设有柱塞泵体，且定子、转子、转套和柱塞泵体的轴心线共线，柱塞泵体包括泵芯组件和传动组件；
所述泵芯组件包括圆筒状的外壳和缸体，外壳设置在转子内部，缸体设置在外壳内，缸体的左端面开有吸油孔和排油孔；缸体的外表面设有第一半环形槽和第二半环形槽，吸油孔与第一半环形槽连通，排油孔与第二半环形槽连通；缸体内设有柱塞，且柱塞可沿缸体的轴向作直线往复运动；柱塞的左端与缸体围合成左腔室，柱塞的右端与缸体围合成右腔室，左腔室、右腔室的容积随柱塞的往复运动变化，当柱塞从最左端往最右端轴向运动时，左腔室容积逐渐变大，右腔室容积逐渐变小；相反，当柱塞从最右端往最左端轴向运动时，右腔室容积逐渐变大，左腔室容积逐渐变小；
柱塞的外表面间隔均布有开口方向相反的左配流槽和右配流槽各两个，左配流槽和右配流槽的槽口位置相互错开布置，缸体与左配流槽和右配流槽相对应的位置设有吸油窗口和排油窗口，吸油窗口与第一半环形槽连通，排油窗口与第二半环形槽连通；
所述传动组件包括主轴、左凸轮导轨、右凸轮导轨和凸轮从动件，主轴的右端向右穿出缸体，缸体右侧的转套内固定安装有具有相同等加等减速曲面轨道的左凸轮导轨、右凸轮导轨，左凸轮导轨与右凸轮导轨的相位差90度，即左凸轮导轨的最高点和最低点分别与右凸轮导轨的最低点和最高点相对应；主轴上且位于左凸轮导轨、右凸轮导轨之间的位置固定连接有凸轮从动件，凸轮从动件包括左圆盘、右圆盘，左圆盘和右圆盘的结构镜像对称；左圆盘沿周向均布有四个螺纹孔，其中，上下相对的两个螺纹孔内转动设有固定型钢珠滚轮，固定型钢珠与左圆盘采用直螺纹机械连接，固定型钢珠滚轮的外端与左凸轮导轨接触，另外两个螺纹孔用于与右圆盘固定连接；左圆盘、右圆盘固定安装在主轴上且相互之间固定连接，左圆盘、右圆盘上的固定型钢珠滚轮分别与左凸轮导轨、右凸轮导轨接触；主轴上且位于缸体内的部分设有柱塞，柱塞在随主轴转动的同时，在左凸轮导轨、右凸轮导轨和凸轮从动件的约束下做直线往复运动；柱塞上的左配流槽和右配流槽分别与缸体上的吸油窗口、排油窗口发生沟通，容积逐渐变大的腔室吸油，容积逐渐减小的腔室排油；
主轴的右端径向穿设有固定轴，固定轴的两端连接有轴承，主轴的右端套设有套筒，套筒的右端与转子固定连接；套筒上与轴承相对应的位置的开设有轴向的滑槽，滑槽内设有轴承，轴承可在滑槽内滚动。
进一步，所述定子包括定子铁芯，定子铁芯上设有绕组卡槽，绕组卡槽中缠绕有绕组，定子铁芯上设有与绕组卡槽的槽口相配合的槽楔；转子包括转子铁芯，转子铁芯上设有磁钢槽，磁钢槽内设有磁钢；转子铁芯两端设有圆环式的隔磁板。
进一步，所述左圆盘和右圆盘通过内六角螺钉固定连接。
本发明的有益效果是：将永磁同步电动机的转子和二维柱塞泵的转子组合起来，从而将液压泵和电动机一体化。省去了联轴器和冷却风扇，体积小重量轻，无外伸轴端处的泄漏，大大降低振动和噪声。具有结构紧凑、体积小、噪音小、效率较高、无外泄漏等一系列突出的优点，特别适合在静音、洁净等场合应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的侧视图。
图3是图2中A-A向的剖视图。
图4是柱塞泵体的结构示意图。
图5是图4中B-B向的剖视图。
图6是缸体的结构示意图。
图7是缸体的左视图。
图8本发明u形结构示意图。
图9本发明柱塞的结构示意图。
附图标记说明：1-1、右端盖；1-2、电机壳体；1-3、左端盖；3-1、外壳；3-2、左腔室；3-3、缸体；3-4、吸油孔；3-5、排油孔；3-6柱塞；3-7、第一半环形槽；3-8、第二半环形槽；4-1、左圆盘；4-2、右圆盘；4-3、固定型钢珠滚轮、4-4、右凸轮导轨；4-5、主轴；5、定子铁芯；5-1、转套；6、绕组；7、隔磁板；8、磁钢；9、槽楔；10、左配流槽；11、右配流槽；12、套筒；13、固定轴；14、轴承，15、滑槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明专利的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照附图，双滚珠圆盘二维柱塞电机泵，包括两端开口的筒形电机壳体1-2，电机壳体1-2的两端分别连接有左端盖1-3和右端盖1-1，电机壳体1-2、左端盖1-3和右端盖1-1之间形成的腔体内设有定子、转子和柱塞泵体，定子与电机壳体1-2相对固定，转子在定子内旋转设置，定子包括定子铁芯，定子铁芯5上设有绕组卡槽，绕组卡槽中缠绕有绕组6，定子铁芯5上设有与绕组卡槽的槽口相配合的槽楔9；转子包括转子铁芯，转子铁芯上设有磁钢槽，磁钢槽内设有磁钢8；转子铁芯两端设有圆环式的隔磁板7。转子的内部设有转套5-1，转套5-1内设有柱塞泵体，且定子、转子、转套5-1和柱塞泵体的轴心线共线，柱塞泵体包括泵芯组件和传动组件；
所述泵芯组件包括圆筒状的外壳3-1和缸体3-3，外壳3-1设置在转子内部，缸体3-3设置在外壳3-1内，缸体3-3的左端面开有吸油孔3-4和排油孔3-5；缸体3-3的外表面设有第一半环形槽3-7和第二半环形槽3-8，吸油孔3-4与第一半环形槽连通3-7，排油孔3-5与第二半环形槽连通3-8；缸体3-3内设有柱塞3-6，柱塞3-6固定在主轴4-5上，且柱塞3-6可沿缸体3-3的轴向作直线往复运动；柱塞3-6的左端与缸体3-3围合成左腔室3-2，柱塞3-6的右端与缸体3-3围合成右腔室，左腔室3-2、右腔室的容积随柱塞3-6的往复运动变化，当柱塞3-6从最左端往最右端轴向运动时，左腔室3-2容积逐渐变大，右腔室容积逐渐变小；相反，当柱塞3-6从最右端往最左端轴向运动时，右腔室容积逐渐变大，左腔室容积逐渐变小；
柱塞3-6的外表面间隔均布有开口方向相反的左配流槽10和右配流槽11各两个，左配流槽10和右配流槽11的槽口位置相互错开布置，缸体3-3与左配流槽10和右配流槽11相对应的位置设有吸油窗口和排油窗口，吸油窗口与第一半环形槽3-7连通，排油窗口与第二半环形槽3-8连通；
所述传动组件包括主轴4-5、左凸轮导轨、右凸轮导轨4-4和凸轮从动件，主轴4-5的右端向右穿出缸体3-3，缸体3-3右侧的转套5-1内固定安装有具有相同等加等减速曲面轨道的左凸轮导轨、右凸轮导轨4-4，左凸轮导轨与右凸轮导轨4-4的相位差90度，即左凸轮导轨的最高点和最低点分别与右凸轮导轨4-4的最低点和最高点相对应；主轴4-5上且位于左凸轮导轨、右凸轮导轨4-4之间的位置固定连接有凸轮从动件，凸轮从动件包括左圆盘4-1、右圆盘4-2，左圆盘4-1和右圆盘4-2的结构镜像对称；左圆盘4-1沿周向均布有四个螺纹孔，其中，上下相对的两个螺纹孔内转动设有固定型钢珠滚轮，固定型钢珠的一部分露出左圆盘4-1外与左凸轮导轨接触，另外两个螺纹孔螺纹孔用于与右圆盘4-2固定连接；左圆盘4-1、右圆盘4-2固定安装在主轴4-5上且相互之间通过内六角螺钉固定连接，左圆盘4-1、右圆盘4-2上的固定型钢珠分别与其对应的左凸轮导轨、右凸轮导轨4-4接触；主轴4-5上且位于缸体3-3内的部分安装有柱塞3-6，柱塞3-6在随主轴4-5转动的同时，在左凸轮导轨、右凸轮导轨和凸轮从动件的约束下做直线往复运动；柱塞3-6上的左配流槽和右配流槽分别与缸体上的吸油窗口、排油窗口发生沟通，容积逐渐变大的腔室吸油，容积逐渐减小的腔室排油；
主轴4-5的右端径向穿设有固定轴13，固定轴的两端露出主轴外并连接有轴承14，主轴的右端套设有套筒12，套筒12与转子固定连接；套筒12上与轴承14相对应的位置的开设有轴向的滑槽15，滑槽15内设有轴承14，轴承14可在滑槽15内滚动。
本实用新型是将电动机与二维柱塞泵集成于一体，主轴插装在电机转子内部，将转子与主轴通过套筒连接在一起。左圆盘、右圆盘上的固定型钢珠与左凸轮导轨、右凸轮导轨配合运动，以至于柱塞实现直线运动；主轴右端通过套筒与转子连接，套筒可以允许主轴轴向位移的同时随转子转动；当转子通过主轴将扭矩传递给柱塞促使周向转动，柱塞的外表面周向分布有左配流槽和右配流槽，当液压油从进油孔入，经过第一半环形槽进入缸体内，柱塞的表面上开设的两个左配流槽和两个右配流槽与进油孔和排油孔相互配油，通过柱塞的双自由度进行吸油和排油，由于凸轮的约束下，柱塞开始向右运动，油液从进油孔流入缸体内经过两个进油窗口，进入两个左配流槽后，左侧腔体容积变大，进行吸油，当柱塞旋转一定角度后，柱塞向左移动，左侧容腔减小，左侧腔体油液经排油窗口、第二半环形槽从排油口流出，同时，右侧容积逐渐增大，油液进入两个右配流槽进行吸油，在电机连续转动的工作下，与泵排油孔相连通的窗口持续排油，与进油口相连通的窗口持续吸油，从而实现柱塞在做左右轴向运动的同时也能做旋转周向转动的直线往复运动。利用柱塞平和旋转运动的双向自由度来实现吸排油功能。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (3)

1.双滚珠圆盘二维柱塞电机泵，包括两端开口的筒形电机壳体，电机壳体的两端分别连接有左端盖和右端盖，电机壳体、左端盖和右端盖之间形成的腔体内设有定子、转子和柱塞泵体，定子与电机壳体相对固定，转子在定子内旋转设置，其特征在于：转子的内部设有转套，转套内设有柱塞泵体，且定子、转子、转套和柱塞泵体的轴心线共线，柱塞泵体包括泵芯组件和传动组件；
所述泵芯组件包括圆筒状的外壳和缸体，外壳设置在转子内部，缸体设置在外壳内，缸体的左端面开有吸油孔和排油孔；缸体的外表面设有第一半环形槽和第二半环形槽，吸油孔与第一半环形槽连通，排油孔与第二半环形槽连通；缸体内设有柱塞，且柱塞可沿缸体的轴向作直线往复运动；柱塞的左端与缸体围合成左腔室，柱塞的右端与缸体围合成右腔室，左腔室、右腔室的容积随柱塞的往复运动变化，当柱塞从最左端往最右端轴向运动时，左腔室容积逐渐变大，右腔室容积逐渐变小；相反，当柱塞从最右端往最左端轴向运动时，右腔室容积逐渐变大，左腔室容积逐渐变小；
柱塞的外表面间隔均布有开口方向相反的左配流槽和右配流槽各两个，左配流槽和右配流槽的槽口位置相互错开布置，缸体与左配流槽和右配流槽相对应的位置设有吸油窗口和排油窗口，吸油窗口与第一半环形槽连通，排油窗口与第二半环形槽连通；
所述传动组件包括主轴、左凸轮导轨、右凸轮导轨和凸轮从动件，主轴的右端向右穿出缸体，缸体右侧的转套内固定安装有具有相同等加等减速曲面轨道的左凸轮导轨、右凸轮导轨，左凸轮导轨与右凸轮导轨的相位差90度，即左凸轮导轨的最高点和最低点分别与右凸轮导轨的最低点和最高点相对应；主轴上且位于左凸轮导轨、右凸轮导轨之间的位置固定连接有凸轮从动件，凸轮从动件包括左圆盘、右圆盘，左圆盘和右圆盘的结构镜像对称；左圆盘沿周向均布有四个螺纹孔，其中，上下相对的两个螺纹孔内转动设有固定型钢珠滚轮，固定型钢珠与左圆盘采用直螺纹机械连接，固定型钢珠滚轮的外端与左凸轮导轨接触，另外两个螺纹孔用于与右圆盘固定连接；左圆盘、右圆盘固定安装在主轴上且相互之间固定连接，左圆盘、右圆盘上的固定型钢珠滚轮分别与左凸轮导轨、右凸轮导轨接触；主轴上且位于缸体内的部分设有柱塞，柱塞在随主轴转动的同时，在左凸轮导轨、右凸轮导轨和凸轮从动件的约束下做直线往复运动；柱塞上的左配流槽和右配流槽分别与缸体上的吸油窗口、排油窗口发生沟通，容积逐渐变大的腔室吸油，容积逐渐减小的腔室排油；
主轴的右端径向穿设有固定轴，固定轴的两端连接有轴承，主轴的右端套设有套筒，套筒的右端与转子固定连接；套筒上与轴承相对应的位置的开设有轴向的滑槽，滑槽内设有轴承，轴承可在滑槽内滚动。
2.如权利要求1所述的双滚珠圆盘二维柱塞电机泵，其特征在于：所述定子包括定子铁芯，定子铁芯上设有绕组卡槽，绕组卡槽中缠绕有绕组，定子铁芯上设有与绕组卡槽的槽口相配合的槽楔；转子包括转子铁芯，转子铁芯上设有磁钢槽，磁钢槽内设有磁钢；转子铁芯两端设有圆环式的隔磁板。
3.如权利要求1所述的双滚珠圆盘二维柱塞电机泵，其特征在于：所述左圆盘和右圆盘通过内六角螺钉固定连接。
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