CN114607577B - 一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵及马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵及马达，包括驱动法兰盘、左传动轴、右传动轴、两组缸体柱塞配流组件、两组齿轮连接部件，所述驱动法兰盘位于左传动轴和右传动轴之间，所述缸体柱塞配流盘组件对称布置在驱动法兰盘两侧，左传动轴、驱动法兰盘、右传动轴、两组缸体柱塞配流组件由两对齿轮连接结构和键连接结构实现同步等角速度旋转。本发明将两组缸体柱塞配流组件对称布置，驱动法兰盘上液压轴向力相互平衡或抵消，改善了传动轴和驱动法兰盘上轴承的轴向受力工况，提高了轴向柱塞泵工作可靠性、输出扭矩和工作寿命，同时与传统定量轴向柱塞泵相比，增加柱塞数目和排量，可满足大扭矩、大功率产品要求。

Description

一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵及马达

技术领域

本发明涉及一种轴向柱塞泵，尤其涉及一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵及马达。

背景技术

轴向柱塞泵具有工作压力高、结构紧凑、效率高等优点，是液压领域应用最为广泛的液压元件之一。目前，轴向柱塞泵主要有两种，一种是斜盘式轴向柱塞泵，另一种是斜轴式轴向柱塞泵。

其中斜盘式轴向柱塞泵是由斜盘、柱塞、滑靴、缸体组件、配流盘和传动轴组成，缸体组件中心线与传动轴中心线平行。由于缸体组件和斜盘之间存在一定角度，当缸体组件随传动轴旋转时，在缸体组件和斜盘作用下，柱塞在缸体组件柱塞孔内作往复直线运动，实现工作容腔周期性变化，再结合配流盘配流作用，实现吸油、排油功能。斜盘式轴向柱塞泵具有结构紧凑、工作压力高、流量调节方便等特点。但斜盘式轴向柱塞泵有滑靴副、柱塞副、配流副三大关键摩擦副，尤其是滑靴副，对工作介质清洁度要求较高；另外，由于斜盘式轴向柱塞泵结构布置和柱塞对缸体组件反作用力，缸体组件在工作过程承受相当大倾覆力矩，这限制该类型柱塞泵的斜盘倾角的最大值以及工作压力与工作转速的提高。

参考图1和图2，而斜轴式轴向柱塞泵是缸体组件、柱塞、配流盘、传动轴等组成，其中缸体组件中心线与传动轴中心线有一定倾角，柱塞设置在缸体组件和传动轴的法兰盘间。当缸体组件随传动轴旋转时，柱塞在缸体组件柱塞孔内作往复直线运动而使工作容积周期性变化，并在配流盘作用，实现吸油、排油功能。斜轴式轴向柱塞泵具有关键摩擦副少、缸体组件倾覆力矩小、容积效率高、耐冲击、工作可靠、抗污染能力强、排量大等特点。但斜轴柱塞泵的传动轴要承受相当大液压轴向力,需采用承载能力大的推力轴承，限制了斜轴式轴向柱塞泵功率密度的提高。

因而，上述两种轴向柱塞泵或马达都有各自的优点和缺点，简单来说斜盘式轴向柱塞泵结构更紧凑，但缸体组件倾覆力矩是限制其大排量、高速高压化的主要因素。而斜轴式轴向柱塞泵具有容积效率高、抗污染能力强，但轴向力是限制其小型化、高速高压化的主要因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、抗污能力强、功率密度大、起动性能好、寿命长的对称布置的同步定量轴向柱塞泵，以解决现有技术中的上述问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵，包括驱动法兰盘、左泵壳和右泵壳，左泵壳和右泵壳中分别设置关于驱动法兰盘对称布置的左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵，驱动法兰盘通过轴承左泵壳和右泵壳转动连接，左泵壳和右泵壳左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵的结构及规格相同，左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵分别设置左传动轴和右传动轴，驱动法兰盘的中心轴线分别与左传动轴中心轴线和右传动轴中心轴线的夹角均为β，驱动法兰盘的两端分别连接与其同步转动的左传动轴和右传动轴，驱动法兰盘的两个端面沿圆周方向设置若干球铰接结构，左轴向柱塞泵中的左柱塞以及右轴向柱塞泵中的右柱塞均与驱动法兰盘通过所述球铰接结构与驱动法兰盘连接；左柱塞和右柱塞分别作用在驱动法兰盘两侧上液压轴向作用力相互平衡或抵消。

左轴向柱塞泵中设置左缸体组件，右轴向柱塞泵中设置右缸体组件，左缸体组件和右缸体组件的圆周方向上均开设有若干个柱塞孔，左柱塞和右柱塞分别设置在左缸体组件和右缸体组件的柱塞孔中；右缸体组件与右传动轴间以及左缸体组件与左传动轴之间均设有保持同步旋转的键结构。

右传动轴与右泵壳之间以及左传动轴与左泵壳之间均设置轴承；左泵壳与右泵壳配合端面设有密封结构，左泵壳与右泵壳设有螺栓连接，左泵壳和右泵壳上分别开设有左泄油口和右泄油口。

驱动法兰盘的两端与左传动轴和右传动轴间分别设置有保持同步旋转的左啮合齿轮组和右啮合齿轮组。

左啮合齿轮组和右啮合齿轮组中的齿轮与其连接的传动轴及驱动法兰盘采用定位销连接的分体式结构，所述的齿轮具有相同结构，所述左啮合齿轮组和右啮合齿轮组的啮合部位同时位于驱动法兰盘中心轴线上方或下方。

左啮合齿轮组和右啮合齿轮组中的齿轮与其连接的传动轴及驱动法兰盘为整体结构，所述的齿轮具有相同结构，所述左啮合齿轮组和右啮合齿轮组的啮合部位同时位于驱动法兰盘中心轴线上方或下方。

左传动轴驱动负载或右传动轴连接原动机，左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵的吸油流道连通，左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵的压油流道连通。

左泵壳与左缸体组件间设有左配流盘，左配流盘设有吸油配流槽和压油配流槽；右泵壳与右缸体组件间设有右配流盘，右配流盘设有与右泵壳上的右吸油槽相通的吸油配流槽和与右泵壳的右排油槽相通的压油配流槽；

左泵壳分别设有与左配流盘的吸油配流槽相连通的左吸油口、左吸油槽和与左配流盘的压油配流槽相互连通的左排油口、左排油槽；右泵壳分别设有与右配流盘的吸油配流槽相通的右吸油口、右吸油槽和右配流盘的压油配流槽相通的右排油口、右排油槽；

左泵壳分别设有与左配流盘的吸油配流槽相连通的左吸油口、左吸油槽、左吸油流道和与左配流盘的压油配流槽相互连通的左排油口、左排油槽、左压油流道，所述右泵壳分别设有与右配流盘的吸油配流槽相通的右吸油口、右吸油槽、右吸油流道和右配流盘的压油配流槽相通的右排油口、右排油槽、右压油流道，所述左吸油流道与所述右吸油流道相通，所述左压油流道与右压油流道相通。

β取值范围1°～45°。

本发明还提供一种柱塞马达，基于上所述的一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵结构，在所述结构中吸油口和吸油槽连通带压油液，所述左传动轴连接负载或所述右传动轴连接负载或者所述左传动轴和所述右传动轴分别连接负载。

与现有技术相比，本发明至少具有一下有益效果：

本发明提供了的对称布置的同步定量轴向柱塞泵是综合了现有的定量轴向柱塞泵产品的结构优点，研发设计的一种新定量轴向柱塞泵。

本发明采用驱动法兰盘两侧对称布置柱塞，柱塞作用在传驱动法兰盘上轴向力相互平衡或抵消，使得传动轴上承受液压轴向力大大降低，减少对大推力轴承的依赖，有利于提高轴向柱塞泵高功率密度和可靠性。

本发明采用左传动轴、驱动法兰盘、右传动轴、两对啮合齿轮组的分体式动力传递结构，可以增大驱动法兰盘与传动轴夹角，实现相同体积条件下更大排量输出，可满足大排量、高压力、大功率要求。或在相同排量条件下，可以减小定量柱塞泵体积和重量，降低成本。

本发明采用对称布置的柱塞结构，柱塞数目更多，有利于减小流量压力脉动和轴向力，降低轴向柱塞泵运行噪声，提高轴向柱塞泵使用寿命。

本发明采用的齿轮机构与传动轴、驱动法兰盘可以整体结构或分体结构，安装制造简单，能够有效的节省成本。

附图说明

图1为现有的斜盘式轴向柱塞泵柱塞受力简化示意图；

图2为现有的斜轴式轴向柱塞泵柱塞受力简化示意图；

图3为本发明的实施例1的结构示意图；

图4为本发明柱塞受力简化示意图；

图5为本发明中齿轮啮合部位位于驱动法兰盘中心轴线下方的同步连接示意图；

图6为本发明中齿轮啮合部位位于驱动法兰盘中心轴线上方的同步连接示意图；

图7为本发明的实施例2的结构示意图。

图中：1为左泵壳，3为左配流盘，5为左缸体组件，7为左柱塞，9为驱动法兰盘，11为轴承，13为右柱塞，15为右缸体组件，17为右配流盘，19为右传动轴，21为右轴承，23为右泵壳，25为右啮合齿轮组，31为左啮合齿轮组，32为左传动轴，33为左轴承，101为左吸油流道，103为左压油流道，105为左排油口，107为左排油槽，108为左泄油口，109为左吸油槽，111为左吸油口，231为右吸油口，232为右吸油流道，233为右吸油槽，234为右泄油口，235为右排油槽，237为右排油口，239为右压油流道，301为配流盘上的压油配流槽，302为配流盘上的吸油配流槽，501为缸体组件上的柱塞孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明的技术方案。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

为了描述性目的，本发明可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

此外，术语“左”、“右”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“左”、“右”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

为了方便表述，本发明的实施例以典型的取向示出，所述取向使得当对称布置的同步定量轴向柱塞泵的驱动法兰盘的中心轴线水平放置，以连接原动机的传动轴一侧为右，另一传动轴一侧为左，描述中使用的“左”、“右”、“上”、“下”等术语都是参照这个位置而使用的，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、以及特定的方位构造和操作，应理解的是本发明可以不同于所述的位置的取向进行制造、存放、运送、使用和销售。

参考图3，本发明提供的一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵，包括驱动法兰盘9、左泵壳1和右泵壳23，左泵壳1和右泵壳23中分别设置关于驱动法兰盘9对称布置的左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵，驱动法兰盘9通过轴承左泵壳1和右泵壳23转动连接，左泵壳1和右泵壳23左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵的结构及规格相同，左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵分别设置左传动轴32和右传动轴19，驱动法兰盘9的中心轴线分别与左传动轴32中心轴线和右传动轴19中心轴线的夹角均为β，驱动法兰盘9的两端分别连接与其同步转动的左传动轴32和右传动轴19，驱动法兰盘9的两个端面沿圆周方向设置若干球铰接结构，左轴向柱塞泵中的左柱塞7以及右轴向柱塞泵中的右柱塞12均与驱动法兰盘9通过所述球铰接结构与驱动法兰盘9连接；左柱塞7和右柱塞13分别作用在驱动法兰盘9两侧上液压轴向作用力相互平衡或抵消。

实施例1：

如图3～图5所示，一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵，所述定量轴向柱塞泵包括左传动轴32、右传动轴19、驱动法兰盘9、右缸体组件15、左缸体组件5、右配流盘17、左配流盘3、柱塞、两对啮合齿轮结构、左泵壳1、右泵壳23和轴承。

如图3所示，所述驱动法兰盘9设置在右传动轴19与左传动轴32间，所述驱动法兰盘9的中心轴线分别与左传动轴32中心轴线、右传动轴19中心轴线的夹角均为β，其中β取值范围1～45°；所述驱动法兰盘9的左端和右端沿圆周方向设有若干个球铰接结构；所述驱动法兰盘9与右传动轴19间、左传动轴32间分别设有保持同步(等角速度)旋转的右啮合齿轮组25、左啮合齿轮组31，所述右缸体组件15与右传动轴19间、左缸体组件5与左传动轴32间均设有保持同步旋转的键结构；对称布置在驱动法兰盘9两侧的具有相同结构的左缸体组件5和右缸体组件15的圆周方向上都设有若干个柱塞孔501，柱塞孔501与驱动法兰盘9左端和右端对应的球铰接结构间分别设有左柱塞7和右柱塞13，左柱塞7和所述右柱塞13分别作用在驱动法兰盘9两侧上液压轴向作用力相互平衡或抵消。

如图3所示，左泵壳1与左缸体组件5间设有左配流盘3，左配流盘3设有吸油配流槽302和压油配流槽301；右泵壳23与右缸体组件15间设有右配流盘17，所述右配流盘17设有与右泵壳23上的右吸油槽233相通的吸油配流槽和与右泵壳23的右排油槽235相通的压油配流槽；

如图4所示，左柱塞7和所述右柱塞13对称布置在驱动法兰盘9两侧，所述定量轴向柱塞泵工作过程，柱塞球形端部施加在驱动法兰盘9液压轴向力相互平衡或抵消，而不需要经由左传动轴32和右传动轴19传递至轴承上。

如图3所示，左泵壳1分别设有与左配流盘3的吸油配流槽302相连通的左吸油口111、左吸油槽109和与左配流盘3的压油配流槽301相互连通的左排油口105、左排油槽107；所述右泵壳23分别设有与右配流盘17的吸油配流槽相通的右吸油口231、右吸油槽233和右配流盘17的压油配流槽相通的右排油口237、右排油槽235。

如图5所示，所述左啮合齿轮组31和右啮合齿轮组25中齿轮与其连接的传动轴及驱动法兰盘9可以整体结构，所述的齿轮具有相同结构，所述左啮合齿轮组31和右啮合齿轮组25的啮合部位同时位于驱动法兰盘9中心轴线下方。

如图6所示，左啮合齿轮组31和右啮合齿轮组25中齿轮与其连接的传动轴及驱动法兰盘9采用定位销连接的分体式结构，所述的齿轮具有相同结构，所述左啮合齿轮组31和右啮合齿轮组25的啮合部位同时位于驱动法兰盘9中心轴线上方。

如图3所示，左传动轴32连接原动机，左柱塞7和右柱塞17的结构相同，包括柱塞两端的球形结构和中间连接结构，柱塞一端的球形结构与驱动法兰盘9上的球铰连接，另一端球形结构与缸体组件中柱塞孔501配合。

如图3所示，所述左泵壳1与右泵壳23配合端面设有密封结构，左泵壳1与右泵壳23设有螺栓连接，左泵壳1和右泵壳23设有左泄油口108和右泄油口234。

实施例2：

如图7所示，其与实施例1的主要区别在于右传动轴19连接原动机，左泵壳1分别设有与右泵壳23上右吸油流道232相通的左吸油流道101、与右泵壳23上右压油流道239相通的左压油流道103。

本发明还提供一种柱塞马达，基于本发明所述的对称布置的同步定量轴向柱塞泵结构，在所述结构中吸油口和吸油槽连通带压油液，所述左传动轴32连接负载或所述右传动轴19连接负载或者所述左传动轴32和所述右传动轴19分别连接负载。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权力要求书界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵，其特征在于，包括驱动法兰盘（9）、左泵壳（1）和右泵壳（23），左泵壳（1）和右泵壳（23）中分别设置关于驱动法兰盘（9）对称布置的左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵，驱动法兰盘（9）通过轴承分别与左泵壳（1）和右泵壳（23）转动连接，左泵壳（1）和右泵壳（23）左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵的结构及规格相同，左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵分别设置左传动轴（32）和右传动轴（19），驱动法兰盘（9）的中心轴线分别与左传动轴（32）中心轴线和右传动轴（19）中心轴线的夹角均为β，驱动法兰盘（9）的两端分别连接与其同步转动的左传动轴（32）和右传动轴（19），驱动法兰盘（9）的两个端面沿圆周方向设置若干球铰接结构，左轴向柱塞泵中的左柱塞（7）以及右轴向柱塞泵中的右柱塞（13）均与驱动法兰盘（9）通过所述球铰接结构与驱动法兰盘（9）连接；左柱塞（7）和右柱塞（13）分别作用在驱动法兰盘（9）两侧上液压轴向作用力相互平衡或抵消；驱动法兰盘（9）的两端与左传动轴（32）和右传动轴（19）间分别设置有保持同步旋转的左啮合齿轮组（31）和右啮合齿轮组（25）；左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵的吸油流道连通，左轴向柱塞泵和右轴向柱塞泵的压油流道连通，左传动轴（32）连接原动机或右传动轴（19）连接原动机；在所述结构中吸油口和吸油槽连通带压油液，左传动轴（32）和右传动轴（19）分别单独连接负载，或左传动轴（32）和右传动轴（19）同时连接负载时，作为柱塞马达。

2.根据权利要求1所述的一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵，其特征在于，左轴向柱塞泵中设置左缸体组件（5），右轴向柱塞泵中设置右缸体组件（15），左缸体组件（5）和右缸体组件（15）的圆周方向上均开设有若干个柱塞孔（501），左柱塞（7）和右柱塞（13）分别设置在左缸体组件（5）和右缸体组件（15）的柱塞孔中；右缸体组件（15）与右传动轴（19）间以及左缸体组件（5）与左传动轴（32）之间均设有保持同步旋转的键结构。

3.根据权利要求2所述的一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵，其特征在于，右传动轴（19）与右泵壳（23）之间以及左传动轴（32）与左泵壳（1）之间均设置轴承；左泵壳（1）与右泵壳（23）配合端面设有密封结构，左泵壳（1）与右泵壳（23）设有螺栓连接，左泵壳（1）和右泵壳（23）上分别开设有左泄油口（108）和右泄油口（234）。

4.根据权利要求1所述的一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵，其特征在于，左啮合齿轮组（31）和右啮合齿轮组（25）中的齿轮与其连接的传动轴及驱动法兰盘（9）采用定位销连接的分体式结构，所述的齿轮具有相同结构，所述左啮合齿轮组（31）和右啮合齿轮组（25）的啮合部位同时位于驱动法兰盘（9）中心轴线上方或下方。

5.根据权利要求1所述的一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵，其特征在于，左啮合齿轮组（31）和右啮合齿轮组（25）中的齿轮与其连接的传动轴及驱动法兰盘（9）为整体结构，所述的齿轮具有相同结构，所述左啮合齿轮组（31）和右啮合齿轮组（25）的啮合部位同时位于驱动法兰盘（9）中心轴线上方或下方。

6.根据权利要求1所述的一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵，其特征在于，左泵壳（1）与左缸体组件（5）间设有左配流盘（3），左配流盘（3）设有吸油配流槽（302）和压油配流槽（301）；右泵壳（23）与右缸体组件（15）间设有右配流盘（17），右配流盘（17）设有与右泵壳（23）上的右吸油槽（233）相通的吸油配流槽和与右泵壳（23）的右排油槽（235）相通的压油配流槽；

左泵壳（1）分别设有与左配流盘（3）的吸油配流槽（302）相连通的左吸油口（111）、左吸油槽（109）和与左配流盘（3）的压油配流槽（301）相互连通的左排油口（105）、左排油槽（107）；右泵壳（23）分别设有与右配流盘（17）的吸油配流槽相通的右吸油口（231）、右吸油槽（233）和右配流盘（17）的压油配流槽相通的右排油口（237）、右排油槽（235）；

左泵壳（1）分别设有与左配流盘（3）的吸油配流槽（302）相连通的左吸油口（111）、左吸油槽（109）、左吸油流道（101）和与左配流盘（3）的压油配流槽（301）相互连通的左排油口（105）、左排油槽（107）、左压油流道（103），所述右泵壳（23）分别设有与右配流盘（17）的吸油配流槽相通的右吸油口（231）、右吸油槽（233）、右吸油流道（232）和右配流盘（17）的压油配流槽相通的右排油口（237）、右排油槽（235）、右压油流道（239），所述左吸油流道（101）与所述右吸油流道（232）相通，所述左压油流道（103）与右压油流道（239）相通。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的一种对称布置的同步定量轴向柱塞泵，其特征在于，β取值范围1°~45°。