CN208996883U - 一种机电控制变排量双向伺服泵 - Google Patents

Abstract

一种机电控制变排量双向伺服泵，涉及容积式伺服系统领域；包括主轴、斜盘、转子组件、壳体、螺母、伺服电机、传动齿轮、滚珠丝杠、连杆和柱塞组件；主轴水平固定安装在壳体的中部；转子组件套装在主轴的外壁；斜盘套装在主轴中部的外壁；柱塞组件的一端与斜盘连接，柱塞组件的另一端与转子组件固定连接；滚珠丝杠水平固定在壳体内部顶端；螺母套装在滚珠丝杠轴向一端的外壁；传动齿轮套装在滚珠丝杠轴向一端的外壁；伺服电机水平固定设置在壳体内部底端；伺服电机的输出轴与传动齿轮连接；本实用新型排量控制采用机电伺服带动泵斜盘的控制方式，控制电机和泵采用一体化设计，可以实现对泵排量和输出方向的精细控制。

Description

一种机电控制变排量双向伺服泵

技术领域

本实用新型涉及一种容积式伺服系统领域，特别是一种机电控制变排量双向伺服泵。

背景技术

在容积式伺服系统中，控制核心单元为伺服泵，通常可通过控制定排量泵的转速和方向，来实现伺服系统的控制。然而在伺服泵的驱动机为不可变速(如恒速液动马达)的泵控伺服系统中，为满足对泵的输出流量和方向进行精细控制，只能通过控制泵的排量来实现，目前没有相关实现对排量进行控制的控制泵。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种机电控制变排量双向伺服泵，排量控制采用机电伺服带动泵斜盘的控制方式，控制电机和泵采用一体化设计，可以实现对泵排量和输出方向的精细控制。

本实用新型的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种机电控制变排量双向伺服泵，包括主轴、斜盘、转子组件、壳体、螺母、伺服电机、传动齿轮、滚珠丝杠、连杆和柱塞组件；其中，壳体为内部设置有中空腔体的框架结构；主轴水平固定安装在壳体的中部；转子组件套装在主轴的外壁；斜盘套装在主轴中部的外壁；柱塞组件水平放置，且柱塞组件的一端与斜盘连接，柱塞组件的另一端与转子组件固定连接；滚珠丝杠水平固定在壳体内部顶端；螺母套装在滚珠丝杠轴向一端的外壁；连杆的一端与螺母固定连接；连杆的另一端与斜盘连接；传动齿轮套装在滚珠丝杠轴向一端的外壁；伺服电机水平固定设置在壳体内部底端；伺服电机的输出轴与传动齿轮连接。

在上述的一种机电控制变排量双向伺服泵，所述双向伺服液压泵还包括滑靴；斜盘指向柱塞组件的侧面设置有圆柱形凹槽；滑靴安装在斜盘的凹槽内；柱塞组件与滑靴固定连接；滑靴实现在斜盘凹槽内回转滑动。

在上述的一种机电控制变排量双向伺服泵，所述滚珠丝杠为细长杆状结构；轴向长度为85-95mm。

在上述的一种机电控制变排量双向伺服泵，所述传动齿轮包括大齿轮、小齿轮和过渡齿轮；大齿轮、过渡齿轮和小齿轮从上至下依次竖直啮合；大齿轮与小齿轮的传动比为2.5：1。

在上述的一种机电控制变排量双向伺服泵，所述大齿轮套装在滚珠丝杠的外壁；小齿轮套装在伺服电机输出轴的外壁，实现滚珠丝杠在伺服电机的带动下旋转。

在上述的一种机电控制变排量双向伺服泵，所述滚珠丝杠的外壁和螺母的内壁均设置有螺纹；滚珠丝杠和螺母通过螺纹连接；实现滚珠丝杠转动带动螺母沿水平轴向往复移动；螺母沿水平轴向移动的距离为30mm。

在上述的一种机电控制变排量双向伺服泵，所述斜盘通过连杆与螺母连接，在螺母水平往复运动的带动下，实现斜盘沿主轴轴向的摆动；实现对斜盘倾斜角度的控制。

在上述的一种机电控制变排量双向伺服泵，所述斜盘的摆动范围为与竖直方向夹角-18°-18°。

在上述的一种机电控制变排量双向伺服泵，所述伺服电机的转速为 9000r/min。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

(1)本实用新型采用了高集成化设计技术，将控制伺服电机、变量机构与液压泵本体一体化设计，共用壳体，充分利用有限空间布局，简化结构和重量，结构设计高度集成；

(2)本实用新型采用了小功率变量控制技术。主泵为柱塞泵，通过控制斜盘摆角的方式对排量和输出方向进行控制，在驱动功率较大时，只需使用小功率机电伺服机构精确控制斜盘摆角，进而实现对泵排量的精细控制；

(3)本实用新型采用了高精密传动技术，变量机构的传动采用高精度减速齿轮和滚珠丝杠的方式，可将伺服电机的高速旋转运动减速后转换为直线运动，实现高精密传动控制；

(4)本实用新型采用了双向输出配流设计技术。泵的两个配流窗口能同时具备吸油和排油能力，同时为降低压力脉动进行优化设计；

(5)本实用新型采用了高可靠密封设计技术；控制伺服电机和主泵及传动机构内部通液压油，对内取消动密封结构，只需对外采用高可靠静密封设计；

(6)本实用新型采用了伺服电机散热技术，控制伺服电机内部通液压油，有循环油道与主泵壳体回油联通，可以通过液压油有效控制电机温升，增长连续工作时间；

(7)本实用新型采用了高比功率伺服电机设计技术。在有限空间内，设计出满足功率需求的高速高比功率伺服电机。

附图说明

图1为本实用新型双向伺服液压泵结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述：

本实用新型设计了一种排量可控、可双向输出流量的伺服液压泵，排量控制采用机电伺服带动泵斜盘的控制方式，控制电机和泵采用一体化设计，可以实现对泵排量和输出方向的精细控制。

可用于以泵为核心控制单元的大功率液压伺服系统，以及有弱电控制需求的容积式电液伺服系统，或非电驱动动力的容积式伺服系统。可广泛应用与航空航天、船舶、医疗、工程机械、建筑、安全器械等多个领域。

如图1所示为双向伺服液压泵结构示意图，由图可知，一种机电控制变排量双向伺服泵，包括主轴1、斜盘2、转子组件3、壳体4、螺母5、伺服电机 6、传动齿轮7、滚珠丝杠8、连杆9、柱塞组件10和滑靴11；其中，壳体4 为内部设置有中空腔体的框架结构；主轴1水平固定安装在壳体4的中部；转子组件3套装在主轴1的外壁；斜盘2套装在主轴1中部的外壁；柱塞组件10 水平放置，且柱塞组件10的一端与斜盘2连接，柱塞组件10的另一端与转子组件3固定连接；滚珠丝杠8为细长杆状结构；轴向长度为85-95mm。滚珠丝杠8水平固定在壳体4内部顶端；螺母5套装在滚珠丝杠8轴向一端的外壁；连杆9的一端与螺母5固定连接；连杆9的另一端与斜盘2连接；传动齿轮7 套装在滚珠丝杠8轴向一端的外壁；伺服电机6水平固定设置在壳体4内部底端；伺服电机6的输出轴与传动齿轮7连接。斜盘2指向柱塞组件10的侧面设置有圆柱形凹槽；滑靴11安装在斜盘2的凹槽内；柱塞组件10与滑靴11 固定连接；滑靴11实现在斜盘2凹槽内回转滑动。

传动齿轮7包括大齿轮71、小齿轮72和过渡齿轮73；大齿轮71、过渡齿轮73和小齿轮72从上至下依次竖直啮合；大齿轮71与小齿轮72的传动比为2.5：1。其中，大齿轮71套装在滚珠丝杠8的外壁；小齿轮72套装在伺服电机6输出轴的外壁，实现滚珠丝杠8在伺服电机6的带动下旋转；伺服电机 6的转速为9000r/min。

滚珠丝杠8的外壁和螺母5的内壁均设置有螺纹；滚珠丝杠8和螺母5通过螺纹连接；实现滚珠丝杠8转动带动螺母5沿水平轴向往复移动；螺母5沿水平轴向移动的距离为30mm。斜盘2通过连杆9与螺母5连接，在螺母5水平往复运动的带动下，实现斜盘2沿主轴1轴向的摆动；实现对斜盘2倾斜角度的控制。斜盘2的摆动范围为与竖直方向夹角-18°-18°。

工作过程如下：

伺服泵运转时，主轴1通过花键连接带动转子组件3转动，转子组件3内部柱塞组件10随转子组件3绕主轴1轴线转动，同时由于斜盘2倾角影响，柱塞组件10在柱塞孔内还有往复的直线运动，通过柱塞组件10的往复运动，可将流体从吸入腔吸入，从排出腔排出，从而将旋转的机械能转换为液压能。伺服泵的排量由斜盘2倾斜角度控制，斜盘2倾角越大，柱塞组件10往复运动行程越长，相同转速下排出的流体越多，排量越大，反之亦然。当斜盘倾角为负时，原吸入腔变为排出腔，原排出腔变为吸入腔，使流体吸入和排出方向反向。

对伺服泵的斜盘2倾角的控制通过伺服电机6实现，由伺服电机6带动一定减速比的传动齿轮7转动，传动齿轮7带动滚珠丝杠8转动，滚珠丝杠8的丝杆螺母5做直线运动，丝杠螺母5通过连杆9推动或拉动斜盘2，使其角度发生变化，实现对斜盘2倾角的控制。从而实现通过控制伺服电机6的转速和旋转方向来控制泵斜盘2的角度，进而实现对泵泵输出流量和方向的控制。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种机电控制变排量双向伺服泵，其特征在于：包括主轴(1)、斜盘(2)、转子组件(3)、壳体(4)、螺母(5)、伺服电机(6)、传动齿轮(7)、滚珠丝杠(8)、连杆(9)和柱塞组件(10)；其中，壳体(4)为内部设置有中空腔体的框架结构；主轴(1)水平固定安装在壳体(4)的中部；转子组件(3)套装在主轴(1)的外壁；斜盘(2)套装在主轴(1)中部的外壁；柱塞组件(10)水平放置，且柱塞组件(10)的一端与斜盘(2)连接，柱塞组件(10)的另一端与转子组件(3)固定连接；滚珠丝杠(8)水平固定在壳体(4)内部顶端；螺母(5)套装在滚珠丝杠(8)轴向一端的外壁；连杆(9)的一端与螺母(5)固定连接；连杆(9)的另一端与斜盘(2)连接；传动齿轮(7)套装在滚珠丝杠(8)轴向一端的外壁；伺服电机(6)水平固定设置在壳体(4)内部底端；伺服电机(6)的输出轴与传动齿轮(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种机电控制变排量双向伺服泵，其特征在于：所述双向伺服液压泵还包括滑靴(11)；斜盘(2)指向柱塞组件(10)的侧面设置有圆柱形凹槽；滑靴(11)安装在斜盘(2)的凹槽内；柱塞组件(10)与滑靴(11)固定连接；滑靴(11)实现在斜盘(2)凹槽内回转滑动。

3.根据权利要求2所述的一种机电控制变排量双向伺服泵，其特征在于：所述滚珠丝杠(8)为细长杆状结构；轴向长度为85-95mm。

4.根据权利要求3所述的一种机电控制变排量双向伺服泵，其特征在于：所述传动齿轮(7)包括大齿轮(71)、小齿轮(72)和过渡齿轮(73)；大齿轮(71)、过渡齿轮(73)和小齿轮(72)从上至下依次竖直啮合；大齿轮(71)与小齿轮(72)的传动比为2.5：1。

5.根据权利要求4所述的一种机电控制变排量双向伺服泵，其特征在于：所述大齿轮(71)套装在滚珠丝杠(8)的外壁；小齿轮(72)套装在伺服电机(6)输出轴的外壁，实现滚珠丝杠(8)在伺服电机(6)的带动下旋转。

6.根据权利要求5所述的一种机电控制变排量双向伺服泵，其特征在于：所述滚珠丝杠(8)的外壁和螺母(5)的内壁均设置有螺纹；滚珠丝杠(8)和螺母(5)通过螺纹连接；实现滚珠丝杠(8)转动带动螺母(5)沿水平轴向往复移动；螺母(5)沿水平轴向移动的距离为30mm。

7.根据权利要求6所述的一种机电控制变排量双向伺服泵，其特征在于：所述斜盘(2)通过连杆(9)与螺母(5)连接，在螺母(5)水平往复运动的带动下，实现斜盘(2)沿主轴(1)轴向的摆动；实现对斜盘(2)倾斜角度的控制。

8.根据权利要求7所述的一种机电控制变排量双向伺服泵，其特征在于：所述斜盘(2)的摆动范围为与竖直方向夹角-18°-18°。

9.根据权利要求8所述的一种机电控制变排量双向伺服泵，其特征在于：所述伺服电机(6)的转速为9000r/min。