CN212272484U - 一种旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，包括左泵体和右泵体，左泵体和右泵体对称的设置在斜盘的两侧；左泵体和右泵体上分别设置了柱塞，柱塞靠近斜盘的一端上设有钢球，并通过钢球压在斜盘的侧面上；左泵体和右泵体上均安装有电磁铁衔铁，电磁铁衔铁通过锁紧螺母和插装阀阀体固定在左泵体和右泵体上，电磁铁衔铁的下端设有进油单向阀阀芯，进油单向阀阀芯的顶端通过进油复位弹簧卡在插装阀阀体上，进油单向阀阀芯的下方设有出油单向阀阀芯，出有单向阀阀芯通过出油复位弹簧连接在插装阀阀体的底部。本实用新型提高了电液泵的响应速度，减小了斜盘承受的侧向不平衡力，可以实现电液泵排量的连续变化，实现超高压供油。

Description

一种旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵

技术领域

本实用新型涉及一种旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵。

背景技术

现如今普通的液压动力单元，将电动机、泵架(联轴器)、液压泵依次排列，轴向尺寸长，所占空间较大，不利于电液系统的集成，针对该问题，许多公司和研究机构都开展了针对电机与液压泵一体化产品的研制与应用，而这些公司研制的电机油泵集成结构，均采用转子浸油方式，由于电机气隙中充满油液，存在较大的功率损耗；为了简化内部结构，多采用定量泵的形式，通过电机调速来改变油泵输出流量，但由于旋转部件转动惯量较大，响应速度受限；为了改善电机油泵性能，采用变量油泵形式，又使得电机油泵内部结构十分复杂，且会降低油泵容积效率，因此出现了一种专利号为“CN105134573A”，名称为“一种柱塞组合式数字变量泵”的中国专利，介绍了一种通过电磁换向阀实现的柱塞泵变排量方式，但采用的是径向柱塞泵形式，没有与电机进行集成，且排量变化为有限个组合形式。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，解决上述的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型一种旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，包括左泵体和右泵体，所述左泵体和右泵体通过端盖和电机外壳固定在一起，且所述左泵体和右泵体对称的设置在斜盘的两侧，所述斜盘通过花键和电机转子相连接，所述电机转子和电机外壳之间依次设有永磁体和电机定子；所述左泵体和右泵体上分别设置了六个柱塞，所述柱塞靠近所述斜盘的一端上开设有球窝，所述球窝内设有钢球，所述柱塞通过设置在其上的压紧弹簧和钢球压在所述斜盘的侧面上；所述左泵体和右泵体上均安装有电磁铁衔铁，所述电磁铁衔铁的外圈缠绕有电磁线圈，所述电磁铁衔铁和电磁线圈通过锁紧螺母和插装阀阀体固定在所述左泵体和右泵体上，所述电磁铁衔铁的下端设有进油单向阀阀芯，所述进油单向阀阀芯的顶端通过进油复位弹簧卡在所述插装阀阀体底端的上方，所述进油单向阀阀芯的下方设有出油单向阀阀芯，所述出有单向阀阀芯的底端连接柱通过出油复位弹簧活动连接在所述插装阀阀体的底部。

进一步的，所述左泵体和右泵体的连接处设有静密封圈。

进一步的，所述斜盘的两个侧面为对称分布的波浪曲面，每侧的曲面有两个上止点和两个下止点。

进一步的，所述电磁铁衔铁和所述插装阀阀体的顶端之间设有衔铁复位弹簧。

进一步的，所述永磁体通过沟槽粘贴在电机转子的外表面上。

进一步的，所述斜盘通过滚子轴承支撑在所述右泵体上。

进一步的，所述斜盘的左右两侧分别通过止推轴承支撑在所述左泵体和右泵体上。

进一步的，所述斜盘的下端和所述左泵体和右泵体之间设有运动密封圈。

进一步的，所述钢球和所述柱塞的球窝之间设有减摩衬垫。

进一步的，所述减摩衬垫为半球形。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

本实用新型采用斜盘的方式，大大减小了电机转子的转动惯量，提高了电液泵的响应速度；采用左泵体与右泵体在斜盘两侧对称布置的结构形式，减小了斜盘承受的侧向不平衡力，尤其在非变量工况时，斜盘几乎不承受侧向力；采用电磁铁控制进油单向阀的方式，可以实现电液泵排量的连续变化；由于左右泵体以及斜盘内部可以承受高压，可以通过多个电液泵串联(上一个油泵的出口与下一个油泵的入口相连)的形式，实现超高压供油。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵内部结构示意图；

图2为本实用新型旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵正视图；

图3为本实用新型旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵侧视图；

图4为斜盘结构示意图；

图5为斜盘剖面图；

附图标记说明：1、左泵体；2、右泵体；3、端盖；4、电机外壳；5、斜盘；6、电机转子；7、永磁体；8、电机定子；9、柱塞；10、钢球；11、压紧弹簧；12、电磁铁衔铁；13、电磁线圈；14、锁紧螺母；15、插装阀阀体；16、进油单向阀阀芯；17、进油复位弹簧；18、出油单向阀阀芯；19、出油复位弹簧；20、减摩衬垫；21、衔铁复位弹簧；22、滚子轴承；23、止推轴承；24、运动密封圈；25、静密封圈；26、进油口；27、压油口；a、吸油油道；b、压油油道；c、空腔。

具体实施方式

如图1-5所示，一种旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，包括左泵体1和右泵体2，所述左泵体1和右泵体2通过端盖3和电机外壳4固定在一起，所述左泵体1和右泵体2的连接处设有静密封圈25。所述左泵体1和右泵体2对称的设置在斜盘5的两侧，所述斜盘5通过滚子轴承22支撑在所述右泵体2上，所述斜盘5的左右两侧分别通过止推轴承23支撑在所述左泵体1和右泵体2上，所述斜盘5的下端和所述左泵体1和右泵体2之间设有运动密封圈24。所述斜盘5的两个侧面为对称分布的波浪曲面，每侧的曲面有两个上止点和两个下止点。所述斜盘5通过花键和电机转子6相连接，所述电机转子6和电机外壳4之间依次设有永磁体7和电机定子8，所述永磁体7通过沟槽粘贴在电机转子6的外表面上。

所述左泵体1和右泵体2上分别设置了六个柱塞9，所述柱塞9靠近所述斜盘5的一端上开设有球窝，所述球窝内设有钢球10，所述钢球10和所述柱塞9的球窝之间设有半球形减摩衬垫20，所述柱塞9通过设置在其上的压紧弹簧11和钢球10压在所述斜盘5的侧面上。

所述左泵体1和右泵体2上均安装有电磁铁衔铁12，所述电磁铁衔铁12的外圈缠绕有电磁线圈13，所述电磁铁衔铁12和电磁线圈13通过锁紧螺母14和插装阀阀体15固定在所述左泵体1和右泵体2上，所述电磁铁衔铁12和所述插装阀阀体15的顶端之间设有衔铁复位弹簧21。

所述电磁铁衔铁12的下端设有进油单向阀阀芯16，所述进油单向阀阀芯16的顶端通过进油复位弹簧17卡在所述插装阀阀体15底端的上方，所述进油单向阀阀芯16的下方设有出油单向阀阀芯18，所述出油单向阀阀芯18的底端连接柱通过出油复位弹簧19活动连接在所述插装阀阀体15的底部。

当电机转子带着电液泵斜盘开始旋转时，由于压紧弹簧19的作用，钢球20始终贴在斜盘曲面上滑行，从而驱动柱塞18进行往复运动。

当钢球10从斜盘5上止点向下止点滑行时，柱塞9从泵体(缸体)中伸出，柱塞9与泵体之间的空腔c容积变大，油箱内的油液在大气压作用下，通过电液泵侧面进油口26，进入电液泵内部，再通过进油油道a，打开进油单向阀阀芯16，进入空腔c。

当钢球10从斜盘5下止点向上止点滑行时，柱塞9向泵体(缸体)内缩回，柱塞9与泵体之间的空腔c容积变小，油液压力升高，打开出油单向阀阀芯18进入压油油道b，进而通过油泵侧面的压油口27输出。所有柱塞9的工作过程都是相同的，排油时，都与压油油道b相通，最终从压油口27输出。

设柱塞往复运动的最大行程为L，柱塞外径为d，则单个柱塞一次排油的体积为：

当电液泵斜盘转一圈，所有柱塞都经过两次吸油和排油，因此，该电液泵的总排量是单个柱塞容积变化量(柱塞最大行程与柱塞截面积的乘积)的24倍，即电液泵总排量为：

V_t＝24V₀

当某个电磁线圈13通电时，电磁铁衔铁11克服进油复位弹簧17的预紧力，使进油单向阀阀芯16保持打开状态，即容腔c与进油油道a始终相通，此时，对应的柱塞9向泵体内部缩回时，容腔c中的油液重新回到进油油道a，不参与排油过程，则此时电液泵的排量变为：

V₁＝14V₀

于是，每增加一个电磁铁通电，则电液泵排量减小2V₀，从而实现电液泵排量变化。

当某个柱塞在排油过程(柱塞向泵体内缩回)中，柱塞缩回x长度时，对应电磁铁突然通电，进油单向阀阀芯16打开(通过采用平衡阀体可使电磁铁只需要克服进油复位弹簧17的预紧力，此处技术细节略)，则余下的行程(L-x)该柱塞不参与排油，于是电液泵的排量变为：

每一个柱塞对应的电磁铁都可以在柱塞运动过程中这样操作，于是电液泵的排量就可以实现连续变化。

由于斜盘5与泵体之间设置了静密封圈25，电液泵内部油液不会进入电机转子与定子之间的气隙，避免了由于油液粘性引起的功率损耗。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，其特征在于：包括左泵体(1)和右泵体(2)，所述左泵体(1)和右泵体(2)通过端盖(3)和电机外壳(4)固定在一起，且所述左泵体(1)和右泵体(2)对称的设置在斜盘(5)的两侧，所述斜盘(5)通过花键和电机转子(6)相连接，所述电机转子(6)和电机外壳(4)之间依次设有永磁体(7)和电机定子(8)；所述左泵体(1)和右泵体(2)上分别设置了六个柱塞(9)，所述柱塞(9)靠近所述斜盘(5)的一端上开设有球窝，所述球窝内设有钢球(10)，所述柱塞(9)通过设置在其上的压紧弹簧(11)和钢球(10)压在所述斜盘(5)的侧面上；所述左泵体(1)和右泵体(2)上均安装有电磁铁衔铁(12)，所述电磁铁衔铁(12)的外圈缠绕有电磁线圈(13)，所述电磁铁衔铁(12)和电磁线圈(13)通过锁紧螺母(14)和插装阀阀体(15)固定在所述左泵体(1)和右泵体(2)上，所述电磁铁衔铁(12)的下端设有进油单向阀阀芯(16)，所述进油单向阀阀芯(16)的顶端通过进油复位弹簧(17)卡在所述插装阀阀体(15)底端的上方，所述进油单向阀阀芯(16)的下方设有出油单向阀阀芯(18)，所述出油单向阀阀芯(18)的底端连接柱通过出油复位弹簧(19)活动连接在所述插装阀阀体(15)的底部。

2.根据权利要求1所述的旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，其特征在于：所述左泵体(1)和右泵体(2)的连接处设有静密封圈(25)。

3.根据权利要求1所述的旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，其特征在于：所述斜盘(5)的两个侧面为对称分布的波浪曲面，每侧的曲面有两个上止点和两个下止点。

4.根据权利要求1所述的旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，其特征在于：所述电磁铁衔铁(12)和所述插装阀阀体(15)的顶端之间设有衔铁复位弹簧(21)。

5.根据权利要求1所述的旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，其特征在于：所述永磁体(7)通过沟槽粘贴在电机转子(6)的外表面上。

6.根据权利要求1所述的旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，其特征在于：所述斜盘(5)通过滚子轴承(22)支撑在所述右泵体(2)上。

7.根据权利要求1所述的旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，其特征在于：所述斜盘(5)的左右两侧分别通过止推轴承(23)支撑在所述左泵体(1)和右泵体(2)上。

8.根据权利要求1所述的旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，其特征在于：所述斜盘(5)的下端和所述左泵体(1)和右泵体(2)之间设有运动密封圈(24)。

9.根据权利要求1所述的旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，其特征在于：所述钢球(10)和所述柱塞(9)的球窝之间设有减摩衬垫(20)。

10.根据权利要求9所述的旋转斜盘轴向柱塞式电机液压集成变量泵，其特征在于：所述减摩衬垫(20)为半球形。

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