CN115263709A - 分体导轨式纯滚动二维活塞泵 - Google Patents

Abstract

分体导轨式纯滚动二维活塞泵，包括端盖外壳组件、传动组件、泵芯组件；端盖外壳组件包括左端盖组、外壳和右端盖组；外壳的中部内壁设有排油腔、吸油腔；传动组件包括传动轴，传动轴的中部设有配流轴段；左悬架‑锥滚轮组与右悬架‑锥滚轮组结构一致，左悬架‑锥滚轮组与右悬架‑锥滚轮组相向扣合于凸轮导轨上，形成对凸轮导轨的约束；泵芯组件包括左凸轮导轨、右凸轮导轨、连接杆、左柱塞、右柱塞和缸体；左凸轮导轨组、右凸轮导轨组的结构一致，且左凸轮导轨组、右凸轮导轨组反向对称设置在缸体的左右两端。本发明实现了导轨柱塞组惯性力的平衡，减小了整泵的振动；同时四组柱塞之间错开一定周期单独运动，单泵即可实现了无结构流量脉动。

Description

分体导轨式纯滚动二维活塞泵

技术领域

本发明涉及流体传动及控制领域，尤其涉及分体导轨式纯滚动二维活塞泵。

背景技术

液压泵作为液压系统中的能源动力元件，对系统性能、工作效率起决定性作用。随着我国工业技术的飞速发展，液压泵已广泛应用到航空航天、海洋船舶等重要领域中。而传统的柱塞泵由于摩擦副、尺寸等限制，难以实现高效、高压、轻量化、振动小的目标。

传统柱塞泵的内部构造复杂，相对运动的零件也较多，对材料、加工精度要求较高，对油液的污染敏感，加工、维护的成本和要求较高，价格昂贵；缸体随传动轴一起转动，转动惯量大，导致启动、停止、调速的响应速度慢，不利于通过调速来控制泵的输出流量；泵结构中摩擦副较多，高速转动下，使得泵的零件磨损和发热严重，直接影响泵的使用寿命和耐久度。

因为传统柱塞泵的种种缺点，专利文献CN205895515U提出了一种新型结构的液压泵，利用活塞双自由度的运动原理转动的同时能够轴向移动来实现吸排油功能，因其在工作时有两个维度上的运动，故其命名为二维2D活塞泵。双自由度运动原理运用在泵的活塞设计上，形成了一种新型的配流方式。具有结构新颖紧凑、体积小、重量轻、传动简单、排量高、容积效率高的优点。

在电动化背景下，人们关于变速可调节的需求在增长，随着电机技术不断发展，变频可调速电机在逐渐普及。但原有柱塞泵由于上述缺点尤其是较大的转动惯量，更适用于定转速或缓慢调速，无法适应变工况环境下频繁变转速的情况。

发明内容

为克服上述问题，本发明基于二维液压元件原理提供了一种分体导轨式纯滚动二维活塞泵。

本发明采用的技术方案是：分体导轨式纯滚动二维活塞泵，包括端盖外壳组件、传动组件、泵芯组件；

所述端盖外壳组件包括沿轴心线同轴且依次设置的左端盖组、外壳和右端盖组；所述外壳为水平设置的圆筒状，外壳的中部内壁设有两个环形槽，两个环形槽从左至右依次为排油腔、吸油腔，外壳的外壁面设有与排油腔沟通的排油口、以及与吸油腔沟通的吸油口；

所述传动组件包括传动轴，传动轴的轴心线与外壳的轴心线共线，传动轴的左端穿过左端盖组与电机相连，传动轴的右端转动连接在右端盖组上；传动轴的中部设有配流轴段，配流轴段表面沿周向间隔设有开口方向相反的左高压配流流道、右低压配流流道；传动轴上且位于配流轴段的左侧依次向左设置有左油腔轴段、左台肩、左方形键组、左压紧轴段，传动轴上且位于配流轴段的右侧依次向右设置有右油腔轴段、右台肩、右方形键和右压紧轴段；传动轴的左端面中心设有沿传动轴轴心线向右延伸至左油腔轴段的左轴向盲孔，传动轴的右端面中心设有沿传动轴轴心线向左延伸至右油腔轴段的右轴向盲孔；

左台肩、左油腔轴段与配流轴段之间形成的空腔为高压油腔，左油腔轴段上设有通往左轴向盲孔的左油腔轴段径向流道；配流轴段、右油腔轴段与右台肩之间形成的空腔为低压油腔，右油腔轴段上设有通往右轴向盲孔的右油腔轴段径向流道；左方形键组、右方形键组分别与左悬架-锥滚轮组、右悬架-锥滚轮组连接，以将电机扭矩传递到左悬架-锥滚轮组、右悬架-锥滚轮组上；左压紧轴段、右压紧轴段上均设有外螺纹，且左压紧轴段上设有通往左轴向盲孔的左压紧轴段径向流道，右压紧轴段上设有通往右轴向盲孔的右压紧轴段径向流道；所述左轴向盲孔沟通左油腔轴段径向流道与左压紧轴段径向流道，右轴向盲孔沟通右油腔轴段径向流道与右压紧轴段径向流道；

左压紧轴段上连接有左压紧环，右压紧轴段上连接有右压紧环；传动轴上且位于左压紧环与左悬架-锥滚轮组之间设有左止推轴套和左平衡块组，传动轴上且位于右悬架-锥滚轮组与右压紧环之间设有右止推轴套和右平衡块组；左悬架-锥滚轮组的外周设有左止动环，右悬架-锥滚轮组的外周设有右止动环；

左压紧环、右压紧环中心均开有轴孔，且所述轴孔两端的孔径不相等，轴孔远离配流轴段一端的孔径较小且设有用于与左压紧轴段螺纹连接的内螺纹，轴孔远离配流轴段的一端的孔径较大；左压紧环的轴孔孔径较大的一端与左压紧轴段和左止推轴套之间构成左压紧油腔，左轴向盲孔通过左压紧轴段径向流道与左压紧油腔连通，以利用高压油压紧左止推轴套实现预紧；右压紧环的轴孔孔径较大的一端与右压紧轴段和右止推轴套之间构成右压紧油腔，右轴向盲孔I通过右油腔轴段径向流道与右压紧油腔沟通，以利用高压油压紧右止推轴套实现预紧；

左止推轴套、右止推轴套均为花瓣状，左止推轴套包括中心圆环Ⅰ，中心圆环Ⅰ的外周轴向均布有六个长方体压板Ⅰ，长方体压板Ⅰ的左侧面在靠近中心圆环Ⅰ的一端设有斜面Ⅰ，中心圆环Ⅰ的内孔与传动轴配合，中心圆环Ⅰ的外圆面与左压紧环配合，中心圆环Ⅰ的左端面与传动轴、左压紧环构成左压紧油腔；右止推轴套包括中心圆环Ⅱ，中心圆环Ⅱ的外周轴向均布有六个长方体压板Ⅱ，长方体压板Ⅱ的右侧面在靠近中心圆环Ⅱ的一端设有斜面Ⅱ，中心圆环Ⅱ的内孔与传动轴配合，中心圆环Ⅱ的外圆面与右压紧环配合，中心圆环Ⅱ的左端面与传动轴、右压紧环构成右压紧油腔；

左平衡块组包括六个平衡块Ⅰ，平衡块Ⅰ呈楔状，平衡块Ⅰ与左止推轴套长方体压板Ⅰ的斜面Ⅰ相适配；平衡块Ⅰ设置在左压紧环与左止推轴套之间，通过左压紧环使左止推轴套受力平衡；右平衡块组包括六个平衡块Ⅱ，平衡块Ⅱ呈楔状，平衡块Ⅱ与右止推轴套长方体压板Ⅱ的斜面Ⅱ相适配；平衡块Ⅱ设置在右压紧环与右止推轴套之间，通过右压紧环使右止推轴套受力平衡；

左悬架-锥滚轮组与右悬架-锥滚轮组结构一致，左悬架-锥滚轮组与右悬架-锥滚轮组相向扣合于凸轮导轨上，形成对凸轮导轨的约束；所述左悬架-锥滚轮组包括左悬架和左锥滚轮组，左悬架呈轮辐状，左悬架中心开有方形孔，方形孔与传动轴左方形键组配合传动扭矩；左悬架的外表面左侧呈锥面，左悬架的外表面右侧呈圆柱面；左悬架上周向均布有六个贯穿左右端面且两两互不相连的空腔，每个空腔的上下表面对应设有两个通孔，两通孔的中心轴线与左悬架锥形面的母线相垂直，六个空腔上通孔的中心轴线汇聚于传动轴轴心线上的一点；

左锥滚轮组包括六个锥滚轮，锥滚轮包括滚轮体、滚轮轴、推力轴承和滚针轴承；滚轮轴为圆销，滚轮轴安装于左悬架空腔的上下两通孔之间；滚轮体为锥台，滚轮体中间开有滚轮体通孔，滚轮体通孔内安装有滚轮轴和滚针轴承，滚轮体的上端面开有环形槽，环形槽内安装有推力轴承；各滚轮体周向均布在垂直于传动轴的平面上，且滚轮体的锥顶朝向传动轴一侧，滚轮体的轴线与左悬架空腔内的两通孔同轴；

左止动环、右止动环都为圆环结构，左止动环、右止动环分别安装于左悬架、右悬架-锥滚轮组的右悬架的锥面上，左止动环、右止动环分别遮盖住左悬架、右悬架-锥滚轮组的右悬架上的通孔，以防止工作时滚轮轴窜出；

所述泵芯组件包括左凸轮导轨组、右凸轮导轨组、连接杆、左柱塞、右柱塞和缸体；左凸轮导轨、右凸轮导轨的结构一致，且左凸轮导轨组、右凸轮导轨组反向对称设置在缸体的左右两端；所述左凸轮导轨包括组八块凸轮导轨，八块凸轮导轨绕传动轴的轴心线顺时针排列以围合成圆环状；凸轮导轨远离缸体的一侧表面为等加等减速空间凸轮面，凸轮导轨靠近缸体的一侧表面为平面；凸轮导轨的平面在靠近传动轴轴心线的一端设有一对第一安装孔，凸轮导轨的平面在远离传动轴轴心线的一端设有一对第二安装孔；凸轮导轨的平面中部设有柱塞安装柱，柱塞安装柱平行于传动轴；

左凸轮导轨组中的凸轮导轨的排列方向与右凸轮导轨组中的凸轮导轨的排列方向相反，左凸轮导轨中单个凸轮导轨上的第一安装孔与右凸轮导轨组中单个凸轮导轨上对应的第一安装孔、左凸轮导轨组中单个凸轮导轨上的第二安装孔与右凸轮导轨组中单个凸轮导轨上对应的第二安装孔均通过连接杆连接，由此，左凸轮导轨组中每两块凸轮导轨与右凸轮导轨组中的两块凸轮导轨通过连接杆构成一个运动组件，运动组件中的四个柱塞安装柱各安装一个柱塞；左凸轮导轨组和右凸轮导轨组连接，形成四组可相互独立运动的运动组件，左凸轮导轨、右凸轮导轨的空间凸轮面分别与左悬架-锥滚轮组、右悬架- 锥滚轮组的锥滚轮配合；左凸轮导轨上安装的柱塞与右凸轮导轨对应的柱塞配合吸排油，配合吸排油的两个柱塞所属的运动组件的运动规律相反；

缸体呈圆筒状，缸体的端面轴向均布有八个轴向贯通的柱塞安装孔，配合吸排油的两个柱塞设置在一个柱塞安装孔内，配合吸排油的两个柱塞与柱塞安装孔之间形成柱塞腔；每个柱塞安装孔的四周开有四个轴向贯通的供连接杆穿过的连接杆安装孔；缸体的壁面与排油腔相对应的位置设有周向均布的八个排油孔，缸体的壁面与吸油腔相对应的位置设有周向均布的八个吸油孔；缸体的内壁开有八个周向均布的吸排油孔，吸排油孔分别沟通柱塞腔与传动轴上的左高压配流流道、右低压配流流道；

当左悬架-锥滚轮组、右悬架-锥滚轮组随电机转动时，左止推轴套、右止推轴套在左压紧环、右压紧环的作用下将左止推轴套压紧在左凸轮导轨、右凸轮导轨上，锥滚轮在左凸轮导轨、右凸轮导轨上滚动；运动组件被缸体限制了自由度，在锥滚轮的滚动下受迫做往复直线运动；配合吸排油的两个柱塞的运动规律相反，容积逐渐增大的柱塞腔吸油，容积逐渐减小的柱塞腔排油。

进一步，所述左端盖组包括左轴承端盖和左端盖，右端盖组包括右轴承端盖和右端盖；左端盖、右端盖中心均开有轴承安装孔，两轴承安装孔保持同轴；左轴承端盖固定安装在左端盖的轴承安装孔内，右轴承端盖固定安装在右端盖的轴承安装孔内；左轴承端盖的内轴孔、右轴承端盖的内轴孔的轴向上均设有唇形密封圈，在左端盖与外壳径向配合面、右端盖与外壳径向配合面上均设有O形密封圈。

进一步，所述外壳的左右两端面各设有一个正方形凸缘，正方形凸缘上开有四个用于与左端盖组、右端盖组连接的通孔。

进一步，所述柱塞安装柱的侧面开有柱塞安装柱销孔，柱塞呈圆柱状，柱塞靠近柱塞安装柱的一端设有安装孔，安装孔的侧面与柱塞安装柱销孔相对应的位置开有销孔，柱塞与柱塞安装柱连接并通过销固定。

1)本发明的有益效果是：分体导轨结构使得四组导轨柱塞组能相互独立运动，且相互配合吸排油的两组导轨柱塞运动规律相反，即实现了导轨柱塞组惯性力的平衡，减小了整泵的振动；

2)由于8组柱塞每组柱塞组都与相邻柱塞组运动规律相差1/4 周期，因此流量叠加后实现了无结构流量脉动；

3)锥滚轮组安装于悬架内，高压油通过止推轴套压紧悬架，即锥滚轮位姿具有一定自适应能力，随着排油压力的上升，锥滚轮的固定也会更加牢靠，易实现高负载；

4)由于泵芯部分只做直动不做转动且质量较轻，整泵转动惯量小，变工况适应能力强。

附图说明

图1a为分体导轨式纯滚动二维活塞泵安装示意图。图1b为左端盖组结构示意图。

图1c为右端盖组结构示意图。

图1d为外壳结构示意图。

图2a为传动组件结构示意图。

图2b为压紧油腔位置示意图。

图2c、2d为传动轴结构示意图。

图2e为止推轴套结构示意图。

图2f为平衡块组结构示意图。

图2g为悬架-锥滚轮组安装示意图。

图2h为悬架结构示意图。

图2i为锥滚轮结构示意图。

图3a为泵芯组安装示意图。

图3b为单侧导轨组安装示意图。

图3c、3d为导轨结构示意图。

图3e为柱塞结构示意图。

图3f为一组导轨活塞运动组件结构示意图。

图3g为缸体结构示意图。

图4a为两组相配合的导轨柱塞组位置示意图。

图4b～图4e分别为传动轴转过0°、15°、30°、45°工作原理图。

附图标记说明：1、端盖外壳组件；11、左端盖组；111、左轴承端盖；112、左端盖；12、右端盖组；121、右轴承端盖；122、右端盖；13、外壳；2、传动组件；21、传动轴；2105、配流轴段；22、左压紧环；211、右压紧环；23、左止推轴套；24、左平衡块组；25、左悬架-锥滚轮组；26、左止动环；27、右悬架-锥滚轮组；28、右止动环；29、右止推轴套；210、右平衡块组；2101、左压紧轴段；2102、左方形键组；2103、左台肩；2104、左油腔轴段；2105、配流轴段； 2106、右油腔轴段；2107、右台肩；2108、右方形键；2109、右压紧轴段；3、泵芯组件；342、柱塞安装孔；343、排油孔；345、吸排油孔；346吸油孔；2A、压紧油腔；13A、排油腔；13B、排油口； 13C、吸油腔；13D、吸油口；22A、斜度；21E、左高压配流流道； 21F、右低压配流流道；21G、低压油腔；21C、左油腔轴段径向流道； 21H、右油腔轴段径向流道；21A、左压紧轴段径向流道；21J、右压紧轴段径向流道。

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，分体导轨式纯滚动二维活塞泵，包括端盖外壳组件1、传动组件2、泵芯组件3；

所述端盖外壳组件1包括沿轴心线同轴且依次设置的左端盖组 11、外壳13和右端盖组12；所述外壳13为水平设置的圆筒状，外壳13的中部内壁设有两个环形槽，两个环形槽从左至右依次为排油腔13A、吸油腔13C，外壳13的外壁面设有与排油腔13A沟通的排油口13B、以及与吸油腔13C沟通的吸油口13D；

所述传动组件2包括传动轴21，传动轴21的轴心线与外壳13 的轴心线共线，传动轴21的左端穿过左端盖组11与电机相连，传动轴21的右端转动连接在右端盖组12上；传动轴21的中部设有配流轴段2105，配流轴段2105表面沿周向间隔设有开口方向相反的左高压配流流道21E、右低压配流流道21F；传动轴21上且位于配流轴段 2105的左侧依次向左设置有左油腔轴段2104、左台肩2103、左方形键组2102、左压紧轴段2101，传动轴21上且位于配流轴段2105的右侧依次向右设置有右油腔轴段2106、右台肩2107、右方形键2108 和右压紧轴段2109；传动轴21的左端面中心设有沿传动轴21轴心线向右延伸至左油腔轴段2104的左轴向盲孔21B，传动轴21的右端面中心设有沿传动轴21轴心线向左延伸至右油腔轴段2106的右轴向盲孔21I；左轴向盲孔21B的左端、右轴向盲孔21I的右端均堵死；

左台肩2103、左油腔轴段2104与配流轴段2105之间形成的空腔为高压油腔21D，左油腔轴段2104上设有通往左轴向盲孔21B的左油腔轴段径向流道21C；配流轴段2105、右油腔轴段2106与右台肩2107之间形成的空腔为低压油腔21G，右油腔轴段2106上设有通往右轴向盲孔21I的右油腔轴段径向流道21H；左方形键组2102、右方形键组2108分别与左悬架-锥滚轮组25、右悬架-锥滚轮组27连接，以将电机扭矩传递到左悬架-锥滚轮组25、右悬架-锥滚轮组27上；左压紧轴段2101、右压紧轴段2109上均设有外螺纹，且左压紧轴段 2101上设有通往左轴向盲孔21B的左压紧轴段径向流道21A，右压紧轴段2109上设有通往右轴向盲孔21I的右压紧轴段径向流道21J；所述左轴向盲孔21B沟通左油腔轴段径向流道21C与左压紧轴段径向流道21A，右轴向盲孔21I沟通右油腔轴段径向流道21H与右压紧轴段径向流道21J；

左压紧轴段2101上连接有左压紧环22，右压紧轴段2109上连接有右压紧环211；传动轴21上且位于左压紧环22与左悬架-锥滚轮组25之间设有左止推轴套23和左平衡块组24，传动轴21上且位于右悬架-锥滚轮组27与右压紧环211之间设有右止推轴套29和右平衡块组210；左悬架-锥滚轮组25的外周设有左止动环26，右悬架- 锥滚轮组27的外周设有右止动环28；

左压紧环22、右压紧环211中心均开有轴孔，且所述轴孔两端的孔径不相等，轴孔远离配流轴段2105一端的孔径较小且设有用于与左压紧轴段2101螺纹连接的内螺纹，轴孔远离配流轴段2105的一端的孔径较大；左压紧环22的轴孔孔径较大的一端与左压紧轴段2101和左止推轴套23之间构成左压紧油腔，左轴向盲孔21B通过左压紧轴段径向流道21A与左压紧油腔21A连通，以利用高压油压紧左止推轴套23实现预紧；右压紧环211的轴孔孔径较大的一端与右压紧轴段2109和右止推轴套29之间构成右压紧油腔，右轴向盲孔 21I通过右油腔轴段径向流道21H与右压紧油腔沟通，以利用高压油压紧右止推轴套29实现预紧；

左止推轴套23、右止推轴套29均为花瓣状，左止推轴套23包括中心圆环Ⅰ，中心圆环Ⅰ的外周轴向均布有六个长方体压板Ⅰ，长方体压板Ⅰ的左侧面在靠近中心圆环Ⅰ的一端设有斜面Ⅰ22A，中心圆环Ⅰ的内孔与传动轴21配合，中心圆环Ⅰ的外圆面与左压紧环22 配合，中心圆环Ⅰ的左端面与传动轴21、左压紧环22构成左压紧油腔21A；右止推轴套29包括中心圆环Ⅱ，中心圆环Ⅱ的外周轴向均布有六个长方体压板Ⅱ，长方体压板Ⅱ的右侧面在靠近中心圆环Ⅱ的一端设有斜面Ⅱ，中心圆环Ⅱ的内孔与传动轴21配合，中心圆环Ⅱ的外圆面与右压紧环211配合，中心圆环Ⅱ的左端面与传动轴21、右压紧环211构成右压紧油腔；

左平衡块组24包括六个平衡块Ⅰ，平衡块Ⅰ呈楔状，平衡块Ⅰ与左止推轴套23长方体压板Ⅰ的斜面Ⅰ相适配；平衡块Ⅰ设置在左压紧环22与左止推轴套23之间，通过左压紧环22使左止推轴套23 受力平衡；右平衡块组210包括六个平衡块Ⅱ，平衡块Ⅱ呈楔状，平衡块Ⅱ与右止推轴套29长方体压板Ⅱ的斜面Ⅱ相适配；平衡块Ⅱ设置在右压紧环211与右止推轴套29之间，通过右压紧环211使右止推轴套29受力平衡；

左悬架-锥滚轮组25与右悬架-锥滚轮组27结构一致，左悬架- 锥滚轮组25与右悬架-锥滚轮组27相向扣合于凸轮导轨31上，形成对凸轮导轨31的约束；所述左悬架-锥滚轮组25包括左悬架251和左锥滚轮组，左悬架251呈轮辐状，左悬架251中心开有方形孔，方形孔与传动轴21左方形键组2102配合传动扭矩；左悬架251的外表面左侧呈锥面，左悬架251的外表面右侧呈圆柱面；左悬架251上周向均布有六个贯穿左右端面且两两互不相连的空腔，每个空腔的上下表面对应设有两个通孔，两通孔的中心轴线与左悬架251锥形面的母线相垂直，六个空腔上通孔的中心轴线汇聚于传动轴21轴心线上的一点；

左锥滚轮组包括六个锥滚轮252，锥滚轮252包括滚轮体2521、滚轮轴2522、推力轴承2523和滚针轴承2524；滚轮轴2522为圆销，滚轮轴2522安装于左悬架251空腔的上下两通孔之间；滚轮体2521 为锥台，滚轮体2521中间开有滚轮体通孔，滚轮体通孔内安装有滚轮轴2522和滚针轴承2524，滚轮体2521的上端面开有环形槽，环形槽内安装有推力轴承2523；各滚轮体2521周向均布在垂直于传动轴21的平面上，且滚轮体2521的锥顶朝向传动轴21一侧，滚轮体 2521的轴线与左悬架251空腔内的两通孔同轴；

左止动环26、右止动环28都为圆环结构，左止动环26、右止动环28分别安装于左悬架251、右悬架-锥滚轮组27的右悬架的锥面上，左止动环26、右止动环28分别遮盖住左悬架251、右悬架-锥滚轮组 27的右悬架上的通孔，以防止工作时滚轮轴窜出；

所述泵芯组件3包括左凸轮导轨组、右凸轮导轨组、连接杆32、左柱塞33、右柱塞和缸体34；左凸轮导轨、右凸轮导轨的结构一致，且左凸轮导轨组、右凸轮导轨组反向对称设置在缸体34的左右两端；所述左凸轮导轨组包括八块凸轮导轨31，八块凸轮导轨31绕传动轴 21的轴心线顺时针排列以围合成圆环状；凸轮导轨31远离缸体34 的一侧表面为等加等减速空间凸轮面，凸轮导轨31靠近缸体34的一侧表面为平面；凸轮导轨31的平面在靠近传动轴21轴心线的一端设有一对第一安装孔313，凸轮导轨31的平面在远离传动轴21轴心线的一端设有一对第二安装孔311；凸轮导轨31的平面中部设有柱塞安装柱312，柱塞安装柱312平行于传动轴21；所述柱塞安装柱312 的侧面开有柱塞安装柱销孔，柱塞33呈圆柱状，柱塞33靠近柱塞安装柱312的一端设有安装孔，安装孔的侧面与柱塞安装柱销孔相对应的位置开有销孔，柱塞33与柱塞安装柱312连接并通过销固定。

左凸轮导轨组中的凸轮导轨31的排列方向与右凸轮导轨组中的凸轮导轨31的排列方向相反，左凸轮导轨组中单个凸轮导轨上的第一安装孔313与右凸轮导轨组中单个凸轮导轨上对应的第一安装孔、左凸轮导轨组中单个凸轮导轨上的第二安装孔311与右凸轮导轨组中单个凸轮导轨对应的第二安装孔均通过连接杆32连接，所述连接杆32为简单的杆件。由此，左凸轮导轨组中每两块凸轮导轨31与右凸轮导轨组中对应的两块凸轮导轨31通过连接杆32构成一个运动组件，运动组件中的四个柱塞安装柱312各安装一个柱塞33；左凸轮导轨组和右凸轮导轨组连接，形成四组可相互独立运动的运动组件，左凸轮导轨组、右凸轮导轨组的空间凸轮面分别与左悬架-锥滚轮组 25、右悬架-锥滚轮组27的锥滚轮配合；左凸轮导轨组上安装的柱塞 33与右凸轮导轨组中对应的柱塞33配合吸排油，配合吸排油的两个柱塞33所属的运动组件的运动规律相反；

缸体34呈圆筒状，缸体34的端面轴向均布有八个轴向贯通的柱塞安装孔342，配合吸排油的两个柱塞33设置在一个柱塞安装孔342 内，配合吸排油的两个柱塞33与柱塞安装孔342之间形成柱塞腔；每个柱塞安装孔342的四周开有四个轴向贯通的供连接杆32穿过的连接杆安装孔341；缸体34的壁面与排油腔13A相对应的位置设有周向均布的八个排油孔343，缸体34的壁面与吸油腔13C相对应的位置设有周向均布的八个吸油孔346；缸体34的内壁开有八个周向均布的吸排油孔345，吸排油孔345分别沟通柱塞腔与传动轴21上的左高压配流流道21E、右低压配流流道21F；

当左悬架-锥滚轮组25、右悬架-锥滚轮组27随电机转动时，左止推轴套23、右止推轴套29在左压紧环22、右压紧环211的作用下将左止推轴套压紧在左凸轮导轨、右凸轮导轨上，锥滚轮在左凸轮导轨、右凸轮导轨上滚动；运动组件被缸体34限制了自由度，在锥滚轮的滚动下受迫做往复直线运动；配合吸排油的两个柱塞33的运动规律相反，容积逐渐增大的柱塞腔吸油，容积逐渐减小的柱塞腔排油。

本发明的实施例中，所述左端盖组11包括左轴承端盖111和左端盖112，右端盖组12包括右轴承端盖121和右端盖122；左端盖 112、右端盖122中心均开有轴承安装孔，两轴承安装孔保持同轴；左轴承端盖111固定安装在左端盖112的轴承安装孔内，右轴承端盖121固定安装在右端盖122的轴承安装孔内；左轴承端盖111的内轴孔、右轴承端盖121的内轴孔的轴向上均设有唇形密封圈，在左端盖 112与外壳13径向配合面、右端盖122与外壳13径向配合面上均设有O形密封圈。所述外壳13的左右两端面各设有一个正方形凸缘，正方形凸缘上开有四个用于与左端盖组11、右端盖组12连接的通孔。

需要说明的是，从左侧观测柱塞泵，以上对高低压油腔的描述，建立在传动轴按顺时针方向旋转的基础上，若旋转方向相反，则高低压油腔互换，吸排油口互换。

具体的工作原理为：所述轴向指的是平行于传动轴21轴心线所在的方向；所述径向指的是传动轴21横截面的直径方向；所述周向指的是绕传动轴21中心轴旋转的方向。

油液经外壳13吸油口吸入，通过缸体34的吸油孔346进入传动轴21右侧的低压油腔21G，并由低压配流流道21F进入柱塞腔，再经高压配流流道21E-缸体34排油孔343-外壳13排油口13B排出。

外部电机工作带动传动轴21转动，传动轴21带动悬架-锥滚轮组25、27转动，止推轴套23、29在压紧环22、211的作用下将悬架 -锥滚轮组25、27压紧在凸轮导轨31上，随着悬架转动，锥滚轮252 在凸轮导轨31上滚动，由于导轨柱塞组被缸体34限制了自由度，只能在锥滚轮252的滚动下受迫做往复直线运动，且当锥滚轮252由凸轮导轨31低点向高点滚动时，左侧受压导轨会带动所属导轨柱塞运动组向右侧移动，右侧受压导轨会带动所属导轨柱塞组向左移动；当锥滚轮252由凸轮导轨31高点向低点滚动时，左侧受压导轨会带动所属导轨柱塞运动组向左侧移动，右侧受压导轨会带动所属导轨柱塞组向右侧移动。如图4a所示，四组导轨柱塞组可两两分成柱塞配合组，每两个安装于同一个缸体34柱塞腔内的柱塞所在的凸轮导轨31 的凸轮面高低点分布趋势相同且分别位于两侧，以图4a中的01号组和02号组为例，由上文可知这两组导轨柱塞运动组运动规律相反，即01组向左移动时02号组向右移动，01号组位于左侧的两根柱塞左移，且对应的02号组位于右侧的两根柱塞右移，这两组柱塞构成的两个容腔体积变大开始吸油；同时01号组位于右侧的柱塞也左移，对应的02号组位于左侧的两根柱塞右移，这两组柱塞构成的两个容腔体积变小，开始排油。

该分体导轨式纯滚动二维活塞泵配流原理如图4b～4e所示，这四张原理图都为沿轴中心剖开后的右视图，即左侧柱塞泵配流原理图。由于可以安装运动规律将导轨柱塞分成四组，现将左侧柱塞也分为四组，运动规律相同的为一组，以a组为例。在初始状态，a组柱塞处于中间并向右移动，此时正好与传动轴21高压配流流道21E完全沟通并排油；当传动轴21转过15°，a组柱塞处于行程最右端，排油结束，与传动轴21高压配流流道21E沟通结束，即将与低压配流流道21F沟通开始吸油；当传动轴21转过30°，a组柱塞处于中间位置并向左移动，此时与传动轴21低压配流流道21F完全沟通并吸油；当传动轴21转过45°，a组柱塞处于行程最左端，此时刚与低压配流流道21F结束沟通并即将与高压配流流道21E沟通以开始排油。即滚子每转动一周，导轨组运动六个周期，每两个相对的柱塞组吸排六次。

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 (4)

1.分体导轨式纯滚动二维活塞泵，其特征在于：包括端盖外壳组件(1)、传动组件(2)、泵芯组件(3)；

所述端盖外壳组件(1)包括沿轴心线同轴且依次设置的左端盖组(11)、外壳(13)和右端盖组(12)；所述外壳(13)为水平设置的圆筒状，外壳(13)的中部内壁设有两个环形槽，两个环形槽从左至右依次为排油腔(13A)、吸油腔(13C)，外壳(13)的外壁面设有与排油腔(13A)沟通的排油口(13B)、以及与吸油腔(13C)沟通的吸油口(13D)；

所述传动组件(2)包括传动轴(21)，传动轴(21)的轴心线与外壳(13)的轴心线共线，传动轴(21)的左端穿过左端盖组(11)与电机相连，传动轴(21)的右端转动连接在右端盖组(12)上；传动轴(21)的中部设有配流轴段(2105)，配流轴段(2105)表面沿周向间隔设有开口方向相反的左高压配流流道(21E)、右低压配流流道(21F)；传动轴(21)上且位于配流轴段(2105)的左侧依次向左设置有左油腔轴段(2104)、左台肩(2103)、左方形键组(2102)、左压紧轴段(2101)，传动轴(21)上且位于配流轴段(2105)的右侧依次向右设置有右油腔轴段(2106)、右台肩(2107)、右方形键(2108)和右压紧轴段(2109)；传动轴(21)的左端面中心设有沿传动轴(21)轴心线向右延伸至左油腔轴段(2104)的左轴向盲孔(21B)，传动轴(21)的右端面中心设有沿传动轴(21)轴心线向左延伸至右油腔轴段(2106)的右轴向盲孔(21I)；

左台肩(2103)、左油腔轴段(2104)与配流轴段(2105)之间形成的空腔为高压油腔(21D)，左油腔轴段(2104)上设有通往左轴向盲孔(21B)的左油腔轴段径向流道(21C)；配流轴段(2105)、右油腔轴段(2106)与右台肩(2107)之间形成的空腔为低压油腔(21G)，右油腔轴段(2106)上设有通往右轴向盲孔(21I)的右油腔轴段径向流道(21H)；左方形键组(2102)、右方形键组(2108)分别与左悬架-锥滚轮组(25)、右悬架-锥滚轮组(27)连接，以将电机扭矩传递到左悬架-锥滚轮组(25)、右悬架-锥滚轮组(27)上；左压紧轴段(2101)、右压紧轴段(2109)上均设有外螺纹，且左压紧轴段(2101)上设有通往左轴向盲孔(21B)的左压紧轴段径向流道(21A)，右压紧轴段(2109)上设有通往右轴向盲孔(21I)的右压紧轴段径向流道(21J)；所述左轴向盲孔(21B)沟通左油腔轴段径向流道(21C)与左压紧轴段径向流道(21A)，右轴向盲孔(21I)沟通右油腔轴段径向流道(21H)与右压紧轴段径向流道(21J)；

左压紧轴段(2101)上连接有左压紧环(22)，右压紧轴段(2109)上连接有右压紧环(211)；传动轴(21)上且位于左压紧环(22)与左悬架-锥滚轮组(25)之间设有左止推轴套(23)和左平衡块组(24)，传动轴(21)上且位于右悬架-锥滚轮组(27)与右压紧环(211)之间设有右止推轴套(29)和右平衡块组(210)；左悬架-锥滚轮组(25)的外周设有左止动环(26)，右悬架-锥滚轮组(27)的外周设有右止动环(28)；

左压紧环(22)、右压紧环(211)中心均开有轴孔，且所述轴孔两端的孔径不相等，轴孔远离配流轴段(2105)一端的孔径较小且设有用于与左压紧轴段(2101)螺纹连接的内螺纹，轴孔远离配流轴段(2105)的一端的孔径较大；左压紧环(22)的轴孔孔径较大的一端与左压紧轴段(2101)和左止推轴套(23)之间构成左压紧油腔，左轴向盲孔(21B)通过左压紧轴段径向流道(21A)与左压紧油腔(21A)连通，以利用高压油压紧左止推轴套(23)实现预紧；右压紧环(211)的轴孔孔径较大的一端与右压紧轴段(2109)和右止推轴套(29)之间构成右压紧油腔，右轴向盲孔(21I)通过右油腔轴段径向流道(21H)与右压紧油腔沟通，以利用高压油压紧右止推轴套(29)实现预紧；

左止推轴套(23)、右止推轴套(29)均为花瓣状，左止推轴套(23)包括中心圆环Ⅰ，中心圆环Ⅰ的外周轴向均布有六个长方体压板Ⅰ，长方体压板Ⅰ的左侧面在靠近中心圆环Ⅰ的一端设有斜面Ⅰ(22A)，中心圆环Ⅰ的内孔与传动轴(21)配合，中心圆环Ⅰ的外圆面与左压紧环(22)配合，中心圆环Ⅰ的左端面与传动轴(21)、左压紧环(22)构成左压紧油腔(21A)；右止推轴套(29)包括中心圆环Ⅱ，中心圆环Ⅱ的外周轴向均布有六个长方体压板Ⅱ，长方体压板Ⅱ的右侧面在靠近中心圆环Ⅱ的一端设有斜面Ⅱ，中心圆环Ⅱ的内孔与传动轴(21)配合，中心圆环Ⅱ的外圆面与右压紧环(211)配合，中心圆环Ⅱ的左端面与传动轴(21)、右压紧环(211)构成右压紧油腔；

左平衡块组(24)包括六个平衡块Ⅰ，平衡块Ⅰ呈楔状，平衡块Ⅰ与左止推轴套(23)长方体压板Ⅰ的斜面Ⅰ相适配；平衡块Ⅰ设置在左压紧环(22)与左止推轴套(23)之间，通过左压紧环(22)使左止推轴套(23)受力平衡；右平衡块组(210)包括六个平衡块Ⅱ，平衡块Ⅱ呈楔状，平衡块Ⅱ与右止推轴套(29)长方体压板Ⅱ的斜面Ⅱ相适配；平衡块Ⅱ设置在右压紧环(211)与右止推轴套(29)之间，通过右压紧环(211)使右止推轴套(29)受力平衡；

左悬架-锥滚轮组(25)与右悬架-锥滚轮组(27)结构一致，左悬架-锥滚轮组(25)与右悬架-锥滚轮组(27)相向扣合于凸轮导轨(31)上，形成对凸轮导轨(31)的约束；所述左悬架-锥滚轮组(25)包括左悬架(251)和左锥滚轮组，左悬架(251)呈轮辐状，左悬架(251)中心开有方形孔，方形孔与传动轴(21)左方形键组(2102)配合传动扭矩；左悬架(251)的外表面左侧呈锥面，左悬架(251)的外表面右侧呈圆柱面；左悬架(251)上周向均布有六个贯穿左右端面且两两互不相连的空腔，每个空腔的上下表面对应设有两个通孔，两通孔的中心轴线与左悬架(251)锥形面的母线相垂直，六个空腔上通孔的中心轴线汇聚于传动轴(21)轴心线上的一点；

左锥滚轮组包括六个锥滚轮(252)，锥滚轮(252)包括滚轮体(2521)、滚轮轴(2522)、推力轴承(2523)和滚针轴承(2524)；滚轮轴(2522)为圆销，滚轮轴(2522)安装于左悬架(251)空腔的上下两通孔之间；滚轮体(2521)为锥台，滚轮体(2521)中间开有滚轮体通孔，滚轮体通孔内安装有滚轮轴(2522)和滚针轴承(2524)，滚轮体(2521)的上端面开有环形槽，环形槽内安装有推力轴承(2523)；各滚轮体(2521)周向均布在垂直于传动轴(21)的平面上，且滚轮体(2521)的锥顶朝向传动轴(21)一侧，滚轮体(2521)的轴线与左悬架(251)空腔内的两通孔同轴；

左止动环(26)、右止动环(28)都为圆环结构，左止动环(26)、右止动环(28)分别安装于左悬架(251)、右悬架-锥滚轮组(27)的右悬架的锥面上，左止动环(26)、右止动环(28)分别遮盖住左悬架(251)、右悬架-锥滚轮组(27)的右悬架上的通孔，以防止工作时滚轮轴窜出；

所述泵芯组件(3)包括左凸轮导轨组、右凸轮导轨组、连接杆(32)、左柱塞(33)、右柱塞和缸体(34)；左凸轮导轨组、右凸轮导轨组的结构一致，且左凸轮导轨组、右凸轮导轨组反向对称设置在缸体(34)的左右两端；所述左凸轮导轨组包括八块凸轮导轨(31)，八块凸轮导轨(31)绕传动轴(21)的轴心线顺时针排列以围合成圆环状；凸轮导轨(31)远离缸体(34)的一侧表面为等加等减速空间凸轮面，凸轮导轨(31)靠近缸体(34)的一侧表面为平面；凸轮导轨(31)的平面在靠近传动轴(21)轴心线的一端设有一对第一安装孔(313)，凸轮导轨(31)的平面在远离传动轴(21)轴心线的一端设有一对第二安装孔(311)；凸轮导轨(31)的平面中部设有柱塞安装柱(312)，柱塞安装柱(312)平行于传动轴(21)；

左凸轮导轨组中的凸轮导轨(31)的排列方向与右凸轮导轨组中的凸轮导轨(31)的排列方向相反，左凸轮导轨组中单个凸轮导轨上的第一安装孔(313)与右凸轮导轨组中单个凸轮导轨对应的第一安装孔、左凸轮导轨组中单个凸轮导轨上的第二安装孔(311)与右凸轮导轨组中的单个凸轮导轨对应的第二安装孔均通过连接杆(32)连接，由此，左凸轮导轨组中每两块凸轮导轨(31)与右凸轮导轨组中对应的两块凸轮导轨(31)通过连接杆(32)构成一个运动组件，运动组件中的四个柱塞安装柱(312)各安装一个柱塞(33)；左凸轮导轨组和右凸轮导轨组连接，形成四组可相互独立运动的运动组件，左凸轮导轨组、右凸轮导轨组的空间凸轮面分别与左悬架-锥滚轮组(25)、右悬架-锥滚轮组(27)的锥滚轮配合；左凸轮导轨上安装的柱塞(33)与右凸轮导轨组对应的柱塞(33)配合吸排油，配合吸排油的两个柱塞(33)所属的运动组件的运动规律相反；

缸体(34)呈圆筒状，缸体(34)的端面轴向均布有八个轴向贯通的柱塞安装孔(342)，配合吸排油的两个柱塞(33)设置在一个柱塞安装孔(342)内，配合吸排油的两个柱塞(33)与柱塞安装孔(342)之间形成柱塞腔；每个柱塞安装孔(342)的四周开有四个轴向贯通的供连接杆(32)穿过的连接杆安装孔(341)；缸体(34)的壁面与排油腔(13A)相对应的位置设有周向均布的八个排油孔(343)，缸体(34)的壁面与吸油腔(13C)相对应的位置设有周向均布的八个吸油孔(346)；缸体(34)的内壁开有八个周向均布的吸排油孔(345)，吸排油孔(345)分别沟通柱塞腔与传动轴(21)上的左高压配流流道(21E)、右低压配流流道(21F)；

当左悬架-锥滚轮组(25)、右悬架-锥滚轮组(27)随电机转动时，左止推轴套(23)、右止推轴套(29)在左压紧环(22)、右压紧环(211)的作用下将左止推轴套压紧在左凸轮导轨组、右凸轮导轨组上，锥滚轮在左凸轮导轨组、右凸轮导轨组上滚动；运动组件被缸体(34)限制了自由度，在锥滚轮的滚动下受迫做往复直线运动；配合吸排油的两个柱塞(33)的运动规律相反，容积逐渐增大的柱塞腔吸油，容积逐渐减小的柱塞腔排油。

2.如权利要求1所述的分体导轨式纯滚动二维活塞泵，其特征在于：所述左端盖组(11)包括左轴承端盖(111)和左端盖(112)，右端盖组(12)包括右轴承端盖(121)和右端盖(122)；左端盖(112)、右端盖(122)中心均开有轴承安装孔，两轴承安装孔保持同轴；左轴承端盖(111)固定安装在左端盖(112)的轴承安装孔内，右轴承端盖(121)固定安装在右端盖(122)的轴承安装孔内；左轴承端盖(111)的内轴孔、右轴承端盖(121)的内轴孔的轴向上均设有唇形密封圈，在左端盖(112)与外壳(13)径向配合面、右端盖(122)与外壳(13)径向配合面上均设有O形密封圈。

3.如权利要求1所述的分体导轨式纯滚动二维活塞泵，其特征在于：所述外壳(13)的左右两端面各设有一个正方形凸缘，正方形凸缘上开有四个用于与左端盖组(11)、右端盖组(12)连接的通孔。

4.如权利要求1所述的分体导轨式纯滚动二维活塞泵，其特征在于：所述柱塞安装柱(312)的侧面开有柱塞安装柱销孔，柱塞(33)呈圆柱状，柱塞(33)靠近柱塞安装柱(312)的一端设有安装孔，安装孔的侧面与柱塞安装柱销孔相对应的位置开有销孔，柱塞(33)与柱塞安装柱(312)连接并通过销固定。

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