CN214836934U - 基于组合曲线凸轮轨道的二维柱塞泵 - Google Patents
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Abstract
基于组合曲线凸轮轨道的二维柱塞泵,包括设置在左壳体内的泵体和设置在右壳体内的传动组件;泵体包括缸体,缸体的外表面设有第一半环形槽和第二半环形槽,吸油孔与第一半环形槽连通,排油孔与第二半环形槽连通;缸体内设有柱塞,柱塞固定在主轴的左端,且柱塞可沿缸体的轴向作直线往复运动;柱塞在随主轴转动的同时,在凸轮组件和滚轮组件的约束下做直线往复运动;柱塞上的左U形配流槽和右U形配流槽分别与缸体上的吸油窗口、排油窗口发生沟通,容积逐渐变大的腔室吸油,容积逐渐减小的腔室排油。本实用新型可以有效减少滚轮和凸轮之间的接触压力,并将摩擦的形式变为滚动摩擦,有效减少摩擦损耗同时适用较高速转动。
Description
技术领域
本实用新型涉及柱塞泵,尤其涉及基于组合曲线凸轮轨道的二维柱塞泵。
背景技术
液压传动较其他传动方式具有明显的优点,在一样输出功率的情况下,液压传动系统体积小、动态性能好,在航空航天、工程机械、矿山机械、河海工程等领域场合应用尤为广泛。传统结构较复杂,工艺水平要求较高,成本也高。元件和系统的内部压力损失,发热量较大,在可靠性、经济型、质量上均存在着明显差距,难以满足国内市场的需求,如何将复杂产品结构简单化设计,保证产品在使用中安全可靠已成为现在亟需解决的难题。
发明内容
为克服上述问题,本实用新型提供基于组合曲线凸轮轨道的二维柱塞泵。
本实用新型采用的技术方案是:包括沿轴心线依次且同轴设置的左壳体、右壳体和右端盖,左壳体为左端开口、右端封闭的圆筒状结构,右壳体为左端封闭、右端开口的圆筒状结构,右壳体的左端与左壳体的右端固定连接;右壳体的右端固定安装有右端盖;左壳体内设有泵体,右壳体内设有传动组件,左壳体和右壳体内贯穿设有主轴;
所述泵体包括设置在左壳体内的缸体,缸体的左端面开有吸油孔和排油孔,缸体的外表面设有第一半环形槽和第二半环形槽,吸油孔与第一半环形槽连通,排油孔与第二半环形槽连通;缸体内设有柱塞,柱塞固定在主轴的左端,且柱塞可沿缸体的轴向作直线往复运动;柱塞的左端与缸体围合成左腔室,柱塞的右端与缸体围合成右腔室,左腔室、右腔室的容积随柱塞的往复运动变化,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,当柱塞从最右端往最左端轴向运动时,右腔室容积逐渐变大,左腔室容积逐渐变小;
柱塞的外表面间隔均布有开口方向相反的左U形配流槽和右U形配流槽各两个,左U形配流槽和右U形配流槽的槽口位置相互错开布置,缸体与左U形配流槽和右U形配流槽相对应的位置设有吸油窗口和排油窗口,吸油窗口与第一半环形槽连通,排油窗口与第二半环形槽连通;
所述传动组件包括凸轮组件和滚轮组件,凸轮组件包括左特殊凸轮轨道、右特殊凸轮轨道;右壳体内的左右两端分别固定设有具有相同等加速-匀速-等减速曲面轨道的左特殊凸轮轨道、右特殊凸轮轨道,左特殊凸轮轨道与右特殊凸轮轨道的相位差90度,即左特殊凸轮轨道的最高点和最低点分别与右特殊凸轮轨道的最低点和最高点相对应;
主轴上且位于左特殊凸轮轨道与右特殊凸轮轨道之间的位置固定连接有滚轮组件,滚轮组件包括左滚轮架、右滚轮架、两个左滚轮和两个右滚轮,左滚轮架、右滚轮架分别径向穿设主轴,左滚轮架、右滚轮架在轴向上错开一定距离,且左滚轮架和右滚轮架互相垂直;左滚轮架的两端穿出主轴外并转动连接有左滚轮,右滚轮架的两端穿出主轴外并转动连接有右滚轮,左、右滚轮分别与左、右特殊凸轮轨道配合转动;
主轴上且位于缸体内的部分设有柱塞,柱塞在随主轴转动的同时,在凸轮组件的约束下做直线往复运动;柱塞上的左U形配流槽和右U形配流槽分别与缸体上的吸油窗口、排油窗口发生沟通,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,所述左滚轮架为两端直径小于中部直径的圆柱体,左滚轮架的两端分别安装有微型轴承、深沟球轴承;左滚轮的外壁面为锥面,左滚轮的中心设有锥形的安装孔;微型轴承安装在左滚轮架上且位于安装孔靠近左滚轮架一端的内部,深沟球轴承安装在左滚轮架上且位于安装孔远离左滚轮架一端的内部;右滚轮架与右滚轮之间的连接结构与左滚轮架与左滚轮之间的连接结构一致。
本实用新型的有益效果是:滚轮与凸轮是以线接触的形式接触,相较于点接触,可以有效减少滚轮和凸轮之间的接触压力,并将摩擦的形式变为滚动摩擦,有效减少摩擦损耗同时适用较高速转动。深沟球轴承具有摩擦阻力小,转速高,能用于承受径向负荷。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的俯视图。
图3是图2中A-A向的剖视图。
图4是滚轮组件的爆炸图。
图5是泵体的爆炸图。
图6是缸体的结构示意图。
图7是柱塞和传动组件的结构示意图。
图8是柱塞和主轴的结构示意图。
图9是图8中B-B向的剖视图。
图10是凸轮等加速-匀速-等减速曲线运动规律图。
附图标记说明:1、吸油孔;2、排油孔;3、吸油窗口;4、排油窗口;5-1、左滚轮架;5-2、微型轴承;5-3、左滚轮;5-4、深沟球轴承;6-1左特殊凸轮轨道;6-2、右特殊凸轮轨道;7、柱塞;7-1、左U形配流槽;7-2、右U形配流槽;8-1、左壳体;8-2、缸体;8-3、主轴;8-4、右壳体;8-5、右端盖。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。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。
在本实用新型的描述中,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实用新型中的具体含义。
参照附图,基于组合曲线凸轮轨道的二维柱塞泵,包括沿轴心线依次且同轴设置的左壳体8-1、右壳体8-4和右端盖8-5,左壳体8-1为左端开口、右端封闭的圆筒状结构,右壳体8-4为左端封闭、右端开口的圆筒状结构,右壳体8-4的左端与左壳体8-1的右端固定连接;右壳体8-4的右端固定安装有右端盖8-5;左壳体8-1内设有泵体,右壳体8-4内设有传动组件,左壳体8-1和右壳体8-4内贯穿设有主轴8-3;
所述泵体包括设置在左壳体8-1内的缸体8-2,缸体8-2的左端面开有吸油孔1和排油孔2,缸体8-2的外表面设有第一半环形槽和第二半环形槽,吸油孔1与第一半环形槽连通,排油孔2与第二半环形槽连通;缸体8-2内设有柱塞7,柱塞7固定在主轴8-3的左端,且柱塞7可沿缸体8-2的轴向作直线往复运动;柱塞7的左端面与缸体8-2的内壁围合成左腔室,柱塞7的右端面与缸体8-2围合成右腔室,左腔室、右腔室的容积随柱塞7的往复运动而变化,当柱塞7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7从最右端往最左端轴向运动时,右腔室容积逐渐变大,左腔室容积逐渐变小;
柱塞7的外表面间隔均布有开口方向相反的左U形配流槽7-1和右U形配流槽7-2各两个,左U形配流槽7-1和右U形配流槽7-2的槽口位置相互错开布置,缸体与左U形配流槽7-1和右U形配流槽7-2相对应的位置设有吸油窗口3和排油窗口4,吸油窗口3与第一半环形槽连通,排油窗口4与第二半环形槽连通;
所述传动组件包括凸轮组件和滚轮组件,凸轮组件包括左特殊凸轮轨道6-1、右特殊凸轮轨道6-2;右壳体内的左右两端分别固定设有具有相同“等加速-匀速-等减速”曲面轨道的左特殊凸轮轨道6-1、右特殊凸轮轨道,左特殊凸轮轨道6-1与右特殊凸轮轨道6-2的相位差90度,即左特殊凸轮轨道6-1的最高点和最低点分别与右特殊凸轮轨道6-2的最低点和最高点相对应参照附图10,经过适当地分配加速、等速、减速各区段的幅角,能减少柱塞泵的输出转矩的脉动量。
主轴8-3上且位于左特殊凸轮轨道6-1与右特殊凸轮轨道之间的位置固定连接有滚轮组件,滚轮组件包括左滚轮架5-1、右滚轮架、两个左滚轮5-3和两个右滚轮,左滚轮架5-1、右滚轮架分别径向穿设主轴,左滚轮架5-1、右滚轮架在轴向上错开一定距离,且左滚轮架5-1和右滚轮架互相垂直;左滚轮架5-1的两端穿出主轴8-3外并转动连接有左滚轮5-3,右滚轮架的两端穿出主轴外并转动连接有右滚轮;本实施例中,左滚轮架5-3为两端直径小于中部直径的圆柱体,左滚轮架5-1的两端分别安装有微型轴承5-2、深沟球轴承5-4;左滚轮5-3的中心设有锥形的安装孔;微型轴承5-2安装在左滚轮架5-1上且位于安装孔靠近左滚轮架5-1一端的内部,深沟球轴承5-4安装在左滚轮架5-1上且位于安装孔远离左滚轮架5-1一端的内部;右滚轮架与右滚轮之间的连接结构与左滚轮架与左滚轮之间的连接结构一致;左、右滚轮分别与左、右特殊凸轮轨道配合转动;
主轴8-3上且位于缸体8-2内的部分设有柱塞,柱塞在随主轴转动的同时,在凸轮组件和滚轮组件的约束下做直线往复运动;柱塞7上的左U形配流槽7-1和右U形配流槽7-2分别与缸体上的吸油窗口3、排油窗口4发生沟通,容积逐渐变大的腔室吸油,容积逐渐减小的腔室排油。
具体的工作原理为:左、右滚轮分别与左、右特殊凸轮轨道配合转动,以至于柱塞实现直线运动;主轴右端通过花键联轴器连接电机的传动轴,花键联轴器可以允许少量轴向位移;当电机通过传动轴将扭矩传递给柱塞促使周向转动,柱塞的外表面周向分布有左U形配流槽和右U形配流槽,当液压油从进油孔入,经过第一半环形槽进入缸体内,柱塞的表面上开设的左U形配流槽和右U形配流槽与进油孔和排油孔相互配油,通过柱塞的双自由度进行吸油和排油。由于凸轮的约束下,柱塞开始向右运动,油液从进油孔流入缸体内流道经过两个进油窗口,进入左U形配流槽后,即图9中a、c所示的两个左U形配流槽,左侧腔体容积变大,进行吸油,当柱塞旋转一定角度后,左侧腔体油液经排油窗口、第二半环形槽从排油口流出,同时,右侧容积逐渐增大,油液进入右U形配流槽,即图9中b、d所示的两个右U形配流槽,进行吸油,左侧容腔受挤压而容积减小,在电机连续转动的工作下,与泵排油孔相连通的窗口持续排油,与进油口相连通的窗口持续吸油,从而实现柱塞在做左右轴向运动的同时也能做旋转周向转动的直线往复运动。利用柱塞往复旋转运动的双向自由度来实现吸排油功能。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举,本实用新型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,本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (2)
1.基于组合曲线凸轮轨道的二维柱塞泵,其特征在于:包括沿轴心线依次且同轴设置的左壳体、右壳体和右端盖,左壳体为左端开口、右端封闭的圆筒状结构,右壳体为左端封闭、右端开口的圆筒状结构,右壳体的左端与左壳体的右端固定连接;右壳体的右端固定安装有右端盖;左壳体内设有泵体,右壳体内设有传动组件,左壳体和右壳体内贯穿设有主轴;
所述泵体包括设置在左壳体内的缸体,缸体的左端面开有吸油孔和排油孔,缸体的外表面设有第一半环形槽和第二半环形槽,吸油孔与第一半环形槽连通,排油孔与第二半环形槽连通;缸体内设有柱塞,柱塞固定在主轴的左端,且柱塞可沿缸体的轴向作直线往复运动;柱塞的左端与缸体围合成左腔室,柱塞的右端与缸体围合成右腔室,左腔室、右腔室的容积随柱塞的往复运动变化,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,当柱塞从最右端往最左端轴向运动时,右腔室容积逐渐变大,左腔室容积逐渐变小;
柱塞的外表面间隔均布有开口方向相反的左U形配流槽和右U形配流槽各两个,左U形配流槽和右U形配流槽的槽口位置相互错开布置,缸体与左U形配流槽和右U形配流槽相对应的位置设有吸油窗口和排油窗口,吸油窗口与第一半环形槽连通,排油窗口与第二半环形槽连通;
所述传动组件包括凸轮组件和滚轮组件,凸轮组件包括左凸轮轨道、右凸轮轨道;右壳体内的左右两端分别固定设有具有相同等加速-匀速-等减速曲面轨道的左凸轮轨道、右凸轮轨道,左凸轮轨道与右凸轮轨道的相位差90度,即左凸轮轨道的最高点和最低点分别与右凸轮轨道的最低点和最高点相对应;
主轴上且位于左凸轮轨道与右凸轮轨道之间的位置固定连接有滚轮组件,滚轮组件包括左滚轮架、右滚轮架、两个左滚轮和两个右滚轮,左滚轮架、右滚轮架分别径向穿设主轴,左滚轮架、右滚轮架在轴向上错开一定距离,且左滚轮架和右滚轮架互相垂直;左滚轮架的两端穿出主轴外并转动连接有左滚轮,右滚轮架的两端穿出主轴外并转动连接有右滚轮,左、右滚轮分别与左、右凸轮轨道配合转动;
主轴上且位于缸体内的部分设有柱塞,柱塞在随主轴转动的同时,在凸轮组件的约束下做直线往复运动;柱塞上的左U形配流槽和右U形配流槽分别与缸体上的吸油窗口、排油窗口发生沟通,容积逐渐变大的腔室吸油,容积逐渐减小的腔室排油。
2.如权利要求1所述的基于组合曲线凸轮轨道的二维柱塞泵,其特征在于:所述左滚轮架为两端直径小于中部直径的圆柱体,左滚轮架的两端分别安装有微型轴承、深沟球轴承;左滚轮的外壁面为锥面,左滚轮的中心设有锥形的安装孔;微型轴承安装在左滚轮架上且位于安装孔靠近左滚轮架一端的内部,深沟球轴承安装在左滚轮架上且位于安装孔远离左滚轮架一端的内部;右滚轮架与右滚轮之间的连接结构与左滚轮架与左滚轮之间的连接结构一致。
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