CN117090762A - 一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构及其润滑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开提供一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构，包括泵体和凸轮组件，泵体包括活塞轴和泵壳，泵壳一端设置含有油液腔的端盖，活塞轴内设有与端盖油液腔连通的第一流道；凸轮组件包括套筒以及设置于套筒内的凸轮和滚子轴，滚子轴内设有与第一流道连通的第二流道和与第二流道连通的第三流，第三流道径向贯穿滚子轴的环形端面；泵壳内还设有与套筒内腔连通的第四流道，第四流道的另一端与端盖上连接的出液管连通；油液经端盖的进液管输入，流经第一流道、第二流道和第三流道后进入轴承与凸轮的摩擦副中进行润滑，润滑后的油液经第四流道从出液管排出，形成完整的自润滑机制。本申请自润滑过程无需额外供油动力，就能够实现空间凸轮的自润滑效果。

Description

一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构及其润滑方法

技术领域

本发明属于活塞泵技术领域，具体涉及一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构及其润滑方法。

背景技术

相比于传统的活塞泵，二维活塞液压泵的活塞轴在空间凸轮作用下做旋转和直线运动，从而实现了工作腔吸排液的切换。二维活塞液压泵具有结构简单，体积小，重量轻等优点。

二维活塞泵通过空间凸轮将电机带动活塞轴的周向旋转运动转化为活塞轴的轴向往复运动。活塞轴上安装有滚子及滚子轴，滚子与滚子轴之间配有滚动轴承，以减少摩擦。但由于凸轮面为具有一定高度差的曲面，在电机高转速及泵体产生的液压力作用下，磨损仍然不可忽视，需要对空间凸轮进行润滑以进一步减少摩擦。而现有的润滑方法（如浸油润滑等）在润滑的同时也会产生较大的搅油损耗，因此针对性的对凸轮面进行润滑更为适用。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明目的在于提供一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构，满足活塞泵高速运行过程中空间凸轮的润滑，以解决现有空间凸轮机构润滑存在的损耗问题。

一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构，包括配合连接的泵体和凸轮组件，所述泵体包括活塞轴和套设在活塞轴外的泵壳，泵壳远离所述凸轮组件的一端设置端盖，所述端盖内设有油液腔，其顶部设有与油液腔连通的出液口以及其底部设有与油液腔连通的进液口；所述活塞轴沿其长度方向设有与端盖油液腔连通的第一流道；所述凸轮组件包括套筒以及设置于套筒内的凸轮和滚子轴，滚子轴两端设置轴承与所述凸轮滚动配合，所述滚子轴插设于所述活塞轴上，且所述滚子轴内设有与所述第一流道连通的第二流道，第二流道轴向贯穿滚子轴两端；所述滚子轴内靠轴承处设有与第二流道连通的第三流，所述第三流道径向贯穿滚子轴的环形端面；另外，泵壳上还设有与套筒内腔连通的第四流道，该第四流道的另一端与所述端盖上连接的出液管连通；油液经端盖的进液管输入，流经第一流道、第二流道和第三流道后进入轴承与凸轮的摩擦副中进行润滑，润滑后的油液经第四流道从出液管排出，形成完整的空间凸轮自润滑机制。

进一步地，所述端盖为杯状盖，其内部为油液腔，其环形壁面顶壁设置出液口，其底壁设置进液口，进液口连接进液管，出液口连接出液管；且所述端盖与所述泵壳的连接位置开设密封圈槽，配合放置密封圈防止油液泄漏。

进一步地，所述凸轮包括相向套设在活塞轴上的第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮与第二凸轮相背的一侧均设置底座，底座的外径大于第一凸轮和第二凸轮的外径，两个底座通过套筒配合连接，套筒内则为凸轮与滚子轴的活动腔。

进一步地，第一凸轮与第二凸轮之间设置与第一凸轮滚动配合的第一滚子轴和与第二凸轮滚动配合的第二滚子轴，第一滚子轴与第二滚子轴均插设于活塞轴上，且第一滚子轴与第二滚子轴互为垂直设置，第一滚子轴与第二滚子轴上均设置与所述活塞轴的第一流道贯通的第二流道，第二流道轴向贯通于第一滚子轴和第二滚子轴的两端，所述第一滚子轴两端设置轴与所述第一凸轮滚动抵接；所述第二滚子轴的两端设置轴承与所述第二凸轮滚动抵接；以及所述第一滚子轴和第二滚子轴两端均设置与所述第二流道垂直且连通的第三流道。

进一步地，所述滚子轴环形端面中部设有环槽，所述第二流道与所述第一流道的连通口设置于该环槽区间内，油液可由所述活塞轴的第一流道流入环槽后再从环槽流入第二流道；所述第三流道设置于所述活塞轴与轴承之间且靠近轴承一侧的滚子轴上，油液经第三流道流至轴承与凸轮的摩擦副，以供轴承和凸轮的摩擦润滑。

进一步地，靠近所述泵壳一侧的底座与所述泵壳配合连接，且该底座上设置两个贯通孔，两个贯通孔相对远离活塞轴设置，所述套筒内腔通过两个贯通孔与所述第四流道连通。

进一步地，第四流道包括设置于泵壳内腔与活塞轴垂直的管道一和设置于泵壳内壁上与活塞轴平行的管道二，所述管道一一端与其中一个贯通孔连通，另一端与管道二连通；所述管道二一端与另一个贯通孔连通，另一端穿出泵壳与端盖上的出液管连通；所述管道一与所述管道二垂直连通。

本发明另一目的在于提供一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构的润滑方法，具体步骤包括：

S1.润滑油液经所述端盖下端的进液口连接的油管进入端盖；

S2.所述端盖内的油液经活塞轴内的第一流道进入滚子轴的环槽，多余的油液经端盖上的出液口排出；

S3.环槽内的油液进入第二流道；

S4.所述第二流道的油液经其与第三流道的连通口进入第三流道；

S5.所述第三流道内的油液通过活塞泵运转时产生的压差影响流向轴承与凸轮的摩擦副中；

S6.经过轴承与凸轮摩擦副的油液从底座的贯通孔进入第四流道后排至出液管，完成油液的润滑循环。

与现有技术相比，本发明有以下优点：活塞轴通过联轴器与电机连接，电机带动活塞轴转动，滚子轴随之旋转，高速运转时滚子轴内的第三流道口形成低压区，而滚子轴内第二流道与活塞轴内第一流道相通，低压区的油液与活塞轴近端盖一端的油液形成压差；在吸力作用下，端盖下端口进入的油液在依次穿过第一流道、第二流道后由滚子轴上的径向第三流道流至轴承与凸轮的抵接处，以供轴承和凸轮的摩擦润滑；油液经过轴承与凸轮的抵接处后，经过管道一、管道二后流至出液口，完成油液的润滑循环；该过程无需额外供油动力，就能够实现凸轮空间的自润滑效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中A-A处剖视图；

图3为本发明去除套筒、缸体和泵壳后的内部结构示意图；

图4为本发明活塞轴和滚轮轴的连接结构图；

图5为本发明活塞轴的结构示意图；

图6为本发明滚子轴的结构示意图。

图中：1-泵体，11-活塞轴，12-缸体，13-泵壳，2-和凸轮组件，21-凸轮，211-第一凸轮，212-第二凸轮，213-底座，22-滚子轴，221-第一滚子轴，222-第二滚子轴，23-轴承2，24-套筒，25-环槽，3-端盖，31-进液口，32-出液口，33-进液管，34-出液管，35-密封圈槽，4-联轴器，10-第一流道，20-第二流道，30-第三流道，40-第四流道，41-管道一，42-管道二。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-图6所示，一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构，包括配合连接的泵体1和凸轮组件2，泵体1包括活塞轴11和套设在活塞轴11上的缸体12，缸体12外套设泵壳13，泵壳13远离凸轮组件2的一端设置端盖3，端盖3内设有油液腔且其底部设有与油液腔腔连通的进液口31以及其顶部设有与油液腔连通的出液口32，进液口31连接进液管33，出液口32连接出液管34；活塞轴11沿其长度方向设有与端盖3油液腔连通的第一流道10；活塞轴11穿出泵壳13的另一端与联轴器4配合连接，活塞轴11靠联轴器4的一端设置凸轮组件2，凸轮组件2包括套筒24以及设置于套筒24内的凸轮21和滚子轴22，滚子轴22两端设置轴承23与凸轮21滚动配合，凸轮21套接于活塞轴11上，活塞轴11穿设于凸轮21的中心孔内并可沿中心孔转动；滚子轴22插设于活塞轴11上，随活塞轴11转动，且滚子轴22内设有与第一流道10连通的第二流道20，第二流道20轴向贯穿滚子轴22；滚子轴22上设置轴承23的附近设有与第二流道20垂直的第三流道30，第三流道30径向贯穿滚子轴22；且泵壳13上设有与套筒24内腔连通的第四流道40，第四流道40的另一端穿出泵壳13与端盖3上连接的出液管连通；油液经端盖3的进液管输入，流经第一流道10、第二流道20和第三流道30后对轴承23与凸轮21的摩擦副进行润滑后经第四流道40经出液管排出，形成完整的凸轮润滑机制。

具体的，凸轮21包括相向套设在活塞轴11上的第一凸轮211和第二凸轮212，第一凸轮211与第二凸轮212相背的一侧均设置底座213，底座312的外径大于第一凸轮211和第二凸轮212的外径，两底座213通过套筒24配合连接，套筒24内则为凸轮21与滚子轴22提供的活动腔。第一凸轮211与第二凸轮212之间设置与第一凸轮211滚动配合的第一滚子轴221和与第二凸轮212滚动配合的第二滚子轴222，第一滚子轴221与第二滚子轴222均插设于活塞轴11上，且第一滚子轴221与第二滚子轴222互为垂直设置，第一滚子轴221与第二滚子轴222上均设置与活塞轴11的第一流道10贯通的第二流道20，第二流道20贯通于第一滚子轴221和第二滚子轴222的两端，第一滚子轴221两端设置轴承23与第一凸轮211滚动抵接，第二滚子轴222的两端设置轴承23与第二凸轮212滚动抵接；第一滚子轴221和第二滚子轴222两端均设置与第二流道垂直且连通的第三流道30。为了保证第三流道30中油液的排出压力，第三流道30优选设置于活塞轴11与轴承23之间且靠近轴承23一侧的滚子轴22上，油液经第三流道30流至轴承23与凸轮21的抵接处，以供轴承23和凸轮21的摩擦润滑。

端盖3为杯状盖，内部为油液腔，环形壁面顶壁设置出液口32，其底壁设置进液口31，出液口32用于连接出液管34，进液口用于连接进液管33，出液管33和进液管34均为5mm的油管，出液口32和进液口31均为5mm直径油管口；端盖3与泵壳13的连接位置开设密封圈槽35，放置密封圈，以防止油液泄漏。

靠近泵壳13一侧的底座213与泵壳13配合连接，且该底座312上设置两个贯通孔，两个贯通孔相对远离活塞轴11设置，套筒23内腔通过两个贯通孔与第四流道40连通。第四流道40包括设置于泵壳13内与活塞轴11垂直的管道一41和设置于泵壳13内壁上与活塞轴11平行的管道二42，管道一41一端与其中一个贯通孔连通，另一端与管道二42连通；管道二42一端与另一个贯通孔连通，另一端穿出泵壳13与端盖3的出液管连通；管道一41与管道二42垂直连通。本申请中，管道一41的流道直径为1mm，贯通孔的直径为2mm，管道一41通过2mm的贯通孔与套筒23内腔连通。管道二42的直径为2mm-3mm，管道二42与泵壳13的连接处设置的5mm油管口，以便连接油管33。

为了保证第一流道10与第二流道20的流通，在滚子轴22中段切出0.5mm-1mm深的环槽25，第二流道20与第一流道的连通口设置于该环槽25的区间内，油液可由活塞轴11的第一流道10经过环槽25流入第二流道20，并在靠近滚子轴22上轴承23的轴段设置径向流通的第三流道30，第三流道30直径为1mm，为使得油液流入凸轮21与轴承23的抵接面，可将滚子轴22两端面密封。第一流道10的直径为1mm。

可以理解，活塞轴11通过联轴器4与电机连接，电机带动活塞轴11转动，滚子轴22随之旋转，高速运转时滚子轴22内的第三流道30口形成低压区，而滚子轴22内第二流道20与活塞轴11内第一流道10相通，低压区的油液与活塞轴11近端盖3一端的油液形成压差；在吸力作用下，端盖3下端口进入的油液在依次穿过第一流道10、第二流道20后由滚子轴22上的径向第三流道30流至轴承23与凸轮的抵接处，以供轴承23和凸轮22的摩擦润滑。油液经过轴承23与凸轮的抵接处后，经过管道一41、管道二42后流至出液口，完成油液的润滑循环，无需额外供油动力，可达到自润滑效果。

另外，端盖3上连接的出液管34可将进液管33进入的多余油液排出，不影响泵的运作；以及套筒23内的泄露油液也可通过底座213上的贯通孔排至管道一41和管道二42后排出，避免凸轮21运作空间油液聚集。

本发明二维活塞泵的自润滑方法的具体步骤包括：

润滑油液经端盖3下端的进液口31连接的油管33进入端盖3；

端盖3内的油液经活塞轴11内的第一流道10进入滚子轴22的环槽25，多余的经端盖3上的出液口32排出；

环槽25内的油液进入第二流道20；

第二流道20的油液经其与第三流道30的连通口进入第三流道30；

第三流道30的油道通过活塞泵运转时产生的压差被排出，流向轴承23与凸轮21的摩擦副中；

经过轴承23与凸轮21摩擦副的润滑油液从底座213的贯通孔进入第四流道40后排至出液管34，完成油液的润滑循环。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构，包括配合连接的泵体（1）和凸轮组件（2），所述泵体（1）包括活塞轴（11）和套设在活塞轴（11）外的泵壳（13），泵壳（13）远离所述凸轮组件（2）的一端设置端盖（3），其特征在于，所述端盖（3）内设有油液腔，其顶部设有与油液腔连通的出液口（32）以及其底部设有与油液腔连通的进液口（31）；所述活塞轴（11）沿其长度方向设有与端盖（3）油液腔连通的第一流道（10）；所述凸轮组件（2）包括套筒（24）以及设置于套筒（24）内的凸轮（21）和滚子轴（22），滚子轴（22）两端设置轴承（23）与所述凸轮（21）滚动配合，所述滚子轴（22）插设于所述活塞轴（11）上，且所述滚子轴（22）内设有与所述第一流道（10）连通的第二流道（20），第二流道（20）轴向贯穿滚子轴（22）两端；所述滚子轴（22）内靠轴承（23）处设有与第二流道（20）连通的第三流（30），所述第三流道（30）径向贯穿滚子轴（22）的环形端面；另外，泵壳（13）上还设有与套筒（24）内腔连通的第四流道（40），该第四流道（40）的另一端与所述端盖（3）上连接的出液管（34）连通；油液经端盖（3）的进液管（33）输入，流经第一流道（10）、第二流道（20）和第三流道（30）后进入轴承（23）与凸轮（21）的摩擦副中进行润滑，润滑后的油液经第四流道（40）从出液管排出，形成完整的空间凸轮自润滑机制。

2.根据权利要求1所述的一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构，其特征在于，所述端盖（3）为杯状盖，其内部为油液腔，其环形壁面顶壁设置出液口（32），其底壁设置进液口（31），进液口（31）连接进液管（33），出液口（32）连接出液管（34）；且所述端盖（3）与所述泵壳（13）的连接位置开设密封圈槽（35），配合放置密封圈防止油液泄漏。

3.根据权利要求1所述的一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构，其特征在于，所述凸轮（21）包括相向套设在活塞轴（11）上的第一凸轮（211）和第二凸轮（212），第一凸轮（211）与第二凸轮（212）相背的一侧均设置底座（213），底座（213）的外径大于第一凸轮（211）和第二凸轮（212）的外径，两个底座（213）通过套筒（24）配合连接，套筒（24）内则为凸轮（21）与滚子轴（22）的活动腔。

4.根据权利要求3所述的一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构，其特征在于，第一凸轮（211）与第二凸轮（212）之间设置与第一凸轮（211）滚动配合的第一滚子轴（221）和与第二凸轮（212）滚动配合的第二滚子轴（222），第一滚子轴（221）与第二滚子轴（222）均插设于活塞轴（11）上，且第一滚子轴（221）与第二滚子轴（222）互为垂直设置，第一滚子轴（221）与第二滚子轴（222）上均设置与所述活塞轴（11）的第一流道（10）贯通的第二流道（20），第二流道（20）轴向贯通于第一滚子轴（221）和第二滚子轴（222）的两端，所述第一滚子轴（221）两端设置轴（23）与所述第一凸轮（211）滚动抵接；所述第二滚子轴（222）的两端设置轴承（23）与所述第二凸轮（212）滚动抵接；以及所述第一滚子轴（221）和第二滚子轴（222）两端均设置与所述第二流道（20）垂直且连通的第三流道（30）。

5.根据权利要求3所述的一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构，其特征在于，所述滚子轴（22）环形端面中部设有环槽（25），所述第二流道（20）与所述第一流道（10）的连通口设置于该环槽（25）区间内，油液可由所述活塞轴（11）的第一流道（10）流入环槽（25）后再从环槽（25）流入第二流道（20）；所述第三流道（30）设置于所述活塞轴（11）与轴承（23）之间且靠近轴承（23）一侧的滚子轴（22）上，油液经第三流道（30）流至轴承（23）与凸轮（21）的摩擦副，以供轴承（23）和凸轮（21）的摩擦润滑。

6.根据权利要求5所述的一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构，其特征在于，靠近所述泵壳（13）一侧的底座（213）与所述泵壳（13）配合连接，且该底座（213）上设置两个贯通孔，两个贯通孔相对远离活塞轴（11）设置，所述套筒（24）内腔通过两个贯通孔与所述第四流道（40）连通。

7.根据权利要求6所述的一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构，其特征在于，第四流道（40）包括设置于泵壳（13）内腔与活塞轴（11）垂直的管道一（41）和设置于泵壳（13）内壁上与活塞轴（11）平行的管道二（42），所述管道一（41）一端与其中一个贯通孔连通，另一端与管道二（42）连通；所述管道二（42）一端与另一个贯通孔连通，另一端穿出泵壳（13）与端盖（3）上的出液管连通；所述管道一（41）与所述管道二（42）垂直连通。

8.如权利要求7所述的一种二维活塞泵空间凸轮的自润滑机构的润滑方法，其特征在于，具体步骤包括：

S1.润滑油液经所述端盖（3）下端的进液口（31）连接的油管进入端盖（3）；

S2.所述端盖（3）内的油液经活塞轴（11）内的第一流道（10）进入滚子轴（22）的环槽（25），多余的油液经端盖（3）上的出液口（32）排出；

S3.环槽（25）内的油液进入第二流道（20）；

S4.所述第二流道（20）的油液经其与第三流道（30）的连通口进入第三流道（30）；

S5.所述第三流道（30）内的油液通过活塞泵运转时产生的压差影响流向轴承（23）与凸轮（21）的摩擦副中；

S6.经过轴承（23）与凸轮（21）摩擦副的油液从底座（213）的贯通孔进入第四流道（40）后排至出液管（34），完成油液的润滑循环。