CN114922794A - 一种滚轮轨道二维柱塞电机泵 - Google Patents

一种滚轮轨道二维柱塞电机泵 Download PDF

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Abstract

一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，包括电机泵外壳，电机泵外壳内设有转子，转子内安装有柱塞泵体，柱塞泵体由泵芯和传动机构组成；泵芯包括柱塞套和柱塞轴，柱塞套外固定设置有柱塞套外壳并在柱塞套内形成缸体，在缸体外的柱塞轴上安装有传动机构，柱塞轴转动时，传动机构能使柱塞轴作轴向往复运动；传动机构包括轨道组件和滚轮组件，轨道组件包括设置在缸体外侧的圆柱外壳，圆柱外壳的圆柱凸柱外表面上设有对称设置的轨道，轨道为可沿着做等加等减速的曲面，滚轮组件包括滚轮架，滚轮架与柱塞轴固定连接，滚轮架的两端均设置有第一滚轮，每个第一滚轮通过角接触球轴承可滚动的安装在相应的轨道内与曲面配合使得柱塞轴做轴向运动。

Description

一种滚轮轨道二维柱塞电机泵
技术领域
本发明属于电机泵技术领域，具体涉及一种滚轮轨道二维柱塞电机泵。
背景技术
液压传动具有易于实现直线运动、功率质量之比大、动态响应快等优点，在工程机械、冶金、农林、试验设备、航空航天、仿真运动平台和武器装备等领域得到了广泛应用。传统电机泵一般是由电动机、联轴器、液压泵和辅助固定装置构成，电动机、联轴器、液压泵的安装需在同一轴线上进行，导致传统电机泵轴向尺寸过大，同时多处连接及配合增加制造难度和能量的损耗。近年来，液压装置广泛应用于工业生产中，向着携带便捷化、效率高的方向发展。
发明内容
为解决现在技术存在的上述问题，本发明提供了一种可以连续吸排油产生所需的高压液压油、结构小型化的一种滚轮轨道二维柱塞电机泵。
本发明采用的技术方案是：
一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，包括电机泵外壳，所述电机泵外壳内设有定子和转子，所述转子内安装有柱塞泵体，所述柱塞泵体由泵芯和传动机构组成；所述泵芯包括柱塞套和柱塞轴，所述柱塞套外固定设置有柱塞套外壳并在柱塞套内形成缸体，在缸体外的所述柱塞轴上安装有传动机构，所述柱塞轴与带动其相对柱塞套转动的转子连接；所述柱塞轴转动时，所述传动机构能使柱塞轴作轴向往复运动；
其特征在于：所述传动机构包括轨道组件和滚轮组件，所述轨道组件包括设置在缸体外侧的圆柱外壳，所述圆柱外壳的圆柱凸柱外表面上设有对称设置的轨道，所述轨道为可沿着做等加等减速的曲面，所述滚轮组件包括滚轮架，所述滚轮架与柱塞轴固定连接，所述滚轮架的两端均设置有第一滚轮，每个第一滚轮通过角接触球轴承可滚动的安装在相应的轨道内与曲面配合使得柱塞轴做轴向运动。
进一步，所述柱塞套上设有进油通道和排油通道，所述柱塞轴的柱塞可沿缸体作轴向直线往复运动地设置在柱塞套内并将缸体隔成左腔室和右腔室，所述柱塞轴的柱塞外表面设有配油槽，当所述柱塞从最左端往最右端轴向运动时，所述进油通道通过相应的配油槽与右腔室连通，所述排油通道通过相应的配油槽与左腔室连通，当所述柱塞从最右端往最左端轴向运动时，所述进油通道通过相应的配油槽与左腔室连通，所述排油通道通过相应的配油槽与右腔室连通。
进一步，所述柱塞套的左端面开有进油孔和排油孔，所述柱塞套的外表面上开有第一半环形槽和第二半环形槽，所述进油孔与第一半环形槽连通形成进油通道，所述排油孔与第二半环形槽连通形成排油通道。
进一步，所述配油槽包括两个对称设置的左配流槽和两个对称设置的右配流槽，所述左配流槽和右配流槽的方向相反且槽口错开90°设置，所述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，所述吸油窗口与第一半环形槽连通，所述排油窗口与第二半环形槽连通。本发明所述柱塞上的左配流槽和右配流槽分别与缸体上的吸油窗口、排油窗口重叠，容积逐渐变大的腔室吸油，容积逐渐减小的腔室排油。
进一步，所述电机泵外壳的两端分别设置有外壳左端盖和外壳右端盖，所述转子左端设有转套，所述转套可转动的安装于外壳左端盖上，所述转子的右端可转动的安装于外壳右端盖上；所述柱塞轴的左端径向穿设有固定轴，所述固定轴的两端均设有第二滚轮，所述转套上对应第二滚轮的位置开设有轴向滑道，所述第二滚轮设置于轴向滑道内并可沿轴向滑道滚动；所述柱塞轴的右端可转动的连接于转子右端上。
进一步，所述柱塞泵体的轴心线与电机泵外壳的轴心线共线。
进一步，所述滚轮架为U字型结构，其中部穿设于柱塞轴并通过六角螺栓固定连接，所述第一滚轮通过卡簧固定在滚轮架的端部。
进一步，所述柱塞套外壳为左端开口、右端封闭的圆筒状结构，其左端通过连接外壳与传动组外壳固定连接，所述传动组外壳与圆柱外壳连接，所述传动组外壳设置在滚轮架的外侧；所述柱塞套外壳通过六角螺栓和弹簧垫片与外壳右端盖固定相连。
进一步，所述柱塞轴与柱塞套的左端、柱塞套外壳的右端之间均设有密封圈。
进一步，所述定子由电机泵外壳上安装的线盒和定子绕组缠绕在定子铁芯上构成，所述转子上均匀分布永磁体。
本发明的有益效果：可以连续吸排油产生所需的高压液压油，结构小型化。
附图说明
图1是本发明的结构剖面图。
图2是柱塞泵体的结构示意图。
图3是柱塞泵体结构剖面图。
图4是图2中A-A向结构示意图。
图5是柱塞泵体去除传动组外壳后的结构示意图。
图6是柱塞套的结构示意图。
附图标记说明：1.线盒；2.电机泵外壳；3.定子绕组；4.定子铁芯；5.转子；6.圆柱外壳；7.第一滚轮；8.角接触球轴承；9.卡簧；10.滚轮架；11.传动组外壳；12.连接外壳；13.柱塞套外壳；14.柱塞套；15.柱塞轴；16.六角螺栓。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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，术语“第一”、“第二”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“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参见图1-6，本实施例提供了一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，包括电机泵外壳2，所述电机泵外壳2内设有定子和转子5，具体的，在电机泵外壳2上安装的线盒1和定子绕组3缠绕在定子铁芯4上构成的定子，转子5上均匀分布永磁体。所述转子5内安装有柱塞泵体，柱塞泵体的轴心线与电机泵外壳2的轴心线共线，所述柱塞泵体由泵芯和传动机构组成。
本实施例所述泵芯包括柱塞套14和柱塞轴15，所述柱塞套14外固定设置有柱塞套外壳13并在柱塞套14内形成缸体，所述柱塞套14上设有进油通道和排油通道，所述柱塞轴15的柱塞可沿缸体作轴向直线往复运动地设置在柱塞套14内并将缸体隔成左腔室和右腔室，所述柱塞轴15的柱塞外表面设有配油槽，当所述柱塞从最左端往最右端轴向运动时，所述进油通道通过相应的配油槽与右腔室连通，所述排油通道通过相应的配油槽与左腔室连通，当所述柱塞从最右端往最左端轴向运动时，所述进油通道通过相应的配油槽与左腔室连通，所述排油通道通过相应的配油槽与右腔室连通，即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，当柱塞从最右端向最左端运动时，右腔室容积逐渐变大，左腔室容积逐渐变小。具体的，所述柱塞套14的左端面开有进油孔和排油孔，所述柱塞套14的外表面上开有第一半环形槽和第二半环形槽，所述进油孔与第一半环形槽连通形成进油通道，所述排油孔与第二半环形槽连通形成排油通道。所述配油槽包括两个对称设置的左配流槽和两个对称设置的右配流槽，所述左配流槽和右配流槽的方向相反且槽口错开90°设置，所述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，所述吸油窗口与第一半环形槽连通，所述排油窗口与第二半环形槽连通。本发明所述柱塞上的左配流槽和右配流槽分别与缸体上的吸油窗口、排油窗口重叠，容积逐渐变大的腔室吸油，容积逐渐减小的腔室排油。
本实施例在缸体外的所述柱塞轴15上安装有传动机构，所述柱塞轴15与带动其相对柱塞套14转动的转子连接；所述柱塞轴15转动时，所述传动机构能使柱塞轴15作轴向往复运动；所述传动机构包括轨道组件和滚轮组件，所述轨道组件包括设置在缸体外侧的圆柱外壳6，所述圆柱外壳6的圆柱凸柱外表面上设有对称设置的轨道，所述轨道为可沿着做等加等减速的曲面，所述滚轮组件包括滚轮架10，所述滚轮架10与柱塞轴15固定连接，所述滚轮架10的两端均设置有第一滚轮7，每个第一滚轮7通过角接触球轴承8可滚动的安装在相应的轨道内与曲面配合使得柱塞轴15做轴向运动。具体的，所述滚轮架10为U字型结构，其中部穿设于柱塞轴15并通过六角螺栓16固定连接，所述第一滚轮7通过卡簧9固定在滚轮架10的端部。
本实施例所述电机泵外壳2的两端分别设置有外壳左端盖和外壳右端盖，所述转子5左端设有转套，所述转套可转动的安装于外壳左端盖上，所述转子5的右端可转动的安装于外壳右端盖上；所述柱塞轴15的左端径向穿设有固定轴，所述固定轴的两端均设有第二滚轮，所述转套上对应第二滚轮的位置开设有轴向滑道，所述第二滚轮设置于轴向滑道内并可沿轴向滑道滚动；所述柱塞轴15的右端可转动的连接于转子右端上。
本实施例所述柱塞套外壳13为左端开口、右端封闭的圆筒状结构，其左端通过连接外壳12与传动组外壳11定连接，所述传动组外壳11与圆柱外壳6连接，所述传动组外壳11设置在滚轮架10的外侧，所述柱塞套外壳13通过六角螺栓和弹簧垫片与外壳右端盖固定相连。
本实施例所述柱塞轴15的径向穿设有滚轮架10，滚轮架10的两端连接有第一滚轮7，圆柱外壳6的圆柱凸柱设有与滚轮相对应的位置的开设有轨道，滚轮可在轨道内滚动；柱塞轴15转动的同时，在轨道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、排油窗口重叠，容积逐渐变大的腔室吸油，容积逐渐减小的腔室排油。
本实施例当电机泵定子通上交流电后，定子产生的旋转磁场与转子上的永磁体相互作用，产生的电磁力推动转子5相对于电机泵定子开始旋转，转套与转子5以相同的角速度旋转。转套上设有特殊的轴向滑道，可以使第二滚轮轴向滚动的同时带动柱塞轴15和滚轮架10也以同样角速度旋转。由于轨道是静止不动的，滚轮架10上的第一滚轮7与轨道相对运动，使得柱塞轴15在旋转的同时做往复轴向运动。
本实施例所述柱塞轴15与柱塞套14接触面上开设有四个分油槽：a，b，c，d。其中相位相差180°的两个分油槽互为一组，共两组，分别为左配流槽和右配溜槽。柱塞套14右侧设有进油孔和排油孔。柱塞套14的外表面设有第一半环形槽和第二半环形槽，进油孔与第一半环形槽连通，排油孔与第二半环形槽连通；每个半环形槽上开有两个侧槽，侧槽相位相差180°；共四个侧槽，两两之间相位相差90°，分别与柱塞轴15上的分油槽对应。
当液压油从柱塞套14进油孔流入，通过进油孔对应的半环形槽上的侧槽流至柱塞轴上分油槽a和c，并通过分油槽流入右侧腔室。柱塞轴15向左运动使得右侧腔室容积变大，产生负压，吸入液压油；同时左侧腔室溶剂不断变小，压力不断增大，腔室内的液压油通过分油槽b和d向外排油，排出的液压油通过排油孔对应的半环形侧槽的引导，从柱塞套14的排油孔流出。在电机和传动组件的共同作用下，柱塞轴转过180°相位后，向左运动将变成向右运动，此时左侧腔室容积增大而右侧腔室容积减小，因为柱塞轴15转动使得分油槽相位改变，使得分油槽与侧槽对应，保证进油口与出油口不发生混乱。由此实现电机转动一周时，二维柱塞泵两次出油与吸油。在电动机连续旋转下，实现二维柱塞泵的连续吸油和排油，产生所需的高压液压油。

Claims (10)

1.一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，包括电机泵外壳，所述电机泵外壳内设有定子和转子，所述转子内安装有柱塞泵体，所述柱塞泵体由泵芯和传动机构组成；所述泵芯包括柱塞套和柱塞轴，所述柱塞套外固定设置有柱塞套外壳并在柱塞套内形成缸体，在缸体外的所述柱塞轴上安装有传动机构，所述柱塞轴与带动其相对柱塞套转动的转子连接；所述柱塞轴转动时，所述传动机构能使柱塞轴作轴向往复运动；
其特征在于：所述传动机构包括轨道组件和滚轮组件，所述轨道组件包括设置在缸体外侧的圆柱外壳，所述圆柱外壳的圆柱凸柱外表面上设有对称设置的轨道，所述轨道为可沿着做等加等减速的曲面，所述滚轮组件包括滚轮架，所述滚轮架与柱塞轴固定连接，所述滚轮架的两端均设置有第一滚轮，每个第一滚轮通过角接触球轴承可滚动的安装在相应的轨道内与曲面配合使得柱塞轴做轴向运动。
2.根据权利要求1所述的一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，其特征在于：所述柱塞套上设有进油通道和排油通道，所述柱塞轴的柱塞可沿缸体作轴向直线往复运动地设置在柱塞套内并将缸体隔成左腔室和右腔室，所述柱塞轴的柱塞外表面设有配油槽，当所述柱塞从最左端往最右端轴向运动时，所述进油通道通过相应的配油槽与右腔室连通，所述排油通道通过相应的配油槽与左腔室连通，当所述柱塞从最右端往最左端轴向运动时，所述进油通道通过相应的配油槽与左腔室连通，所述排油通道通过相应的配油槽与右腔室连通。
3.根据权利要求2所述的一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，其特征在于：所述柱塞套的左端面开有进油孔和排油孔，所述柱塞套的外表面上开有第一半环形槽和第二半环形槽，所述进油孔与第一半环形槽连通形成进油通道，所述排油孔与第二半环形槽连通形成排油通道。
4.根据权利要求2所述的一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，其特征在于：，所述配油槽包括两个对称设置的左配流槽和两个对称设置的右配流槽，所述左配流槽和右配流槽的方向相反且槽口错开90°设置，所述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，所述吸油窗口与第一半环形槽连通，所述排油窗口与第二半环形槽连通。
5.根据权利要求1所述的一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，其特征在于：所述电机泵外壳的两端分别设置有外壳左端盖和外壳右端盖，所述转子左端设有转套，所述转套可转动的安装于外壳左端盖上，所述转子的右端可转动的安装于外壳右端盖上；所述柱塞轴的左端径向穿设有固定轴，所述固定轴的两端均设有第二滚轮，所述转套上对应第二滚轮的位置开设有轴向滑道，所述第二滚轮设置于轴向滑道内并可沿轴向滑道滚动；所述柱塞轴的右端可转动的连接于转子右端上。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，其特征在于：所述柱塞泵体的轴心线与电机泵外壳的轴心线共线。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，其特征在于：所述滚轮架为U字型结构，其中部穿设于柱塞轴并通过六角螺栓固定连接，所述第一滚轮通过卡簧固定在滚轮架的端部。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，其特征在于：所述柱塞套外壳为左端开口、右端封闭的圆筒状结构，其左端通过连接外壳与传动组外壳固定连接，所述传动组外壳与圆柱外壳连接，所述传动组外壳设置在滚轮架的外侧；所述柱塞套外壳通过六角螺栓和弹簧垫片与外壳右端盖固定相连。
9.根据权利要求1-5任意一项所述的一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，其特征在于：所述柱塞轴与柱塞套的左端、柱塞套外壳的右端之间均设有密封圈。
10.根据权利要求1-5任意一项所述的一种滚轮轨道二维柱塞电机泵，其特征在于：所述定子由电机泵外壳上安装的线盒和定子绕组缠绕在定子铁芯上构成，所述转子上均匀分布永磁体。
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