CN219220703U - 一种内置摆线泵 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种内置摆线泵，设于柱塞泵的前泵体A和后泵体B的拼接过渡处，摆线泵包括设于前泵体A和后泵体B之间的泵壳；泵壳内设有外摆子、内摆子和花键套；花键套过渡连接前泵体A和后泵体B的主轴；内摆子套设在花键套上、与花键套同轴连接；外摆子套设在内摆子外，与内摆子偏心设置，外摆子与泵壳间隙配合；内摆子外圆轮廓设为齿轮轮廓，外摆子内圆轮廓设为与内摆子配合的齿轮轮廓，内摆子圆心指向外摆子圆心为外摆子的偏心方向，内摆子和外摆子于偏心方向的反方向为完全啮合，内摆子和外摆子于偏心方向为齿尖渐开线轮廓啮合。偏心设置的内摆子和外摆子之间的空腔随着旋转周期性扩大缩小，实现吸排油。

Description

一种内置摆线泵

技术领域

本申请涉及一种内置摆线泵，属于闭式柱塞泵应用技术领域。

背景技术

闭式柱塞泵与开式柱塞泵的主要区别在于：液压油的循环路径不一致，所谓闭式是指液压油的循环路径为：柱塞泵-执行机构(液压马达)-柱塞泵，而开式液压油的循环路径为：油箱-柱塞泵-执行机构(马达)-油箱，通常情况下液压油循环路径是否经过油箱，是判断该系统为闭式液压系统还是开式液压系统的主要依据，相应的闭式泵应用于闭式系统，开式泵应用于开式系统。

柱塞泵关键的性能指标就是自吸性，自吸性指的是柱塞泵吸油能力的大小，即柱塞泵从油箱中将液压油“吸入”柱塞泵能力。在工作时如果柱塞泵吸油口的供油压力低，极易造成吸油不足，柱塞泵吸空而产生气穴现象会造成产品振动、噪声以及柱塞泵内部摩擦副的快速磨损，加速泵的失效，影响到泵的工作寿命。对于开式柱塞泵而言，柱塞泵从油箱中吸油，油箱通过呼吸阀与大气相连接，实际油箱中液压油表面的压力就是大气压力，开式柱塞泵在吸油时，会在密封缸体内形成负压，大气压力将液压油压入柱塞泵，因此开式柱塞泵的自吸能力较好。

对于闭式柱塞泵而言，由于液压油的循环路径不经过油箱，那么柱塞泵的自吸性能力就无从谈起，没有自吸性能，液压油不能轻松地流入柱塞泵内，因吸油不足造成的振动和噪声，加速柱塞泵的磨损和失效，缩短了柱塞泵的使用寿命。其次，在闭式系统中，从液压油的循环路径：柱塞泵-执行机构(马达)-柱塞泵，可以看出液压油只在元件之间循环流动，在工作状态下，由于外负载的存在，柱塞泵和执行机构(马达)负载会提高，根据流量的泄露定义：摩擦副之间的泄露量与摩擦副之间的压力成正比，可知当负载提高时，柱塞泵和执行机构(马达)内部摩擦副不可避免地会产生泄露，泄油的液压油经过各自的泵壳转移到液压油循环路径以外的地方，柱塞泵和执行机构(马达)之间循环的液压油变少，执行机构的运动速度将受到影响(流量决定速度)。

闭式柱塞泵在应用中不可避免地出现上述两个问题，那么怎么样将液压油“压入”柱塞泵密封缸体内，提高柱塞泵的自吸性，减少甚至杜绝柱塞泵因吸油不足导致振动和气穴的产生，造成柱塞泵早期损坏的问题；其次因为外负载的提高，液压元件容积效率降低，循环回路流量减少，执行机构运动速度变慢。怎么样将闭式系统因外负载升高导致泄露的液压油补充回去，恢复执行机构运动速度，是闭式泵应用需要重点考虑的问题。因此在闭式泵应用中，通常情况下会配置外置补油泵，一方面给闭式泵吸入口的液压油增加水力动头，一方面为闭式系统循环油路进行补油。虽然外置补油泵解决了闭式泵使用过程中遇到的两个问题通性问题，但同时也带来了相应负面的影响，例如补油泵外置会增加柱塞泵轴向的安装尺寸，整个车架尺寸将增加。其次补油泵工作的本质是啮合齿轮通过容积变化来吸排油，那么齿轮啮合不可避免地带来了振动和噪声，增加了机器的噪声等级。再有外置补油泵，进、出油口需要油管连接，增加了整机油管数量和油管布局的难度以及制造成本，因此怎样合理的设计补油泵已经成为闭式泵应用领域急需解决的问题。

实用新型内容

本申请要解决的技术问题是：因闭式柱塞泵液压油循环不经过油箱，大气压无法作用于液压油，容易引起吸油不足，产生气穴和振动问题，其次闭式泵在使用时，直接与执行机构连接，因负载提高，容积效率降低，液压油从循环油路泄露，导致负载运动速度下降，性能不能满足使用要求，因此闭式泵液压系统必须配置补油泵使用，而外置补油泵又面临轴向安装尺寸长、振动噪声大、油管复杂等问题。

为了解决上述技术问题，本申请的技术方案是提供了一种内置摆线泵，设于柱塞泵的前泵体A和后泵体B的拼接过渡处，其特征在于，摆线泵包括设于前泵体A和后泵体B之间的泵壳；泵壳内设有外摆子、内摆子和花键套；花键套过渡连接前泵体A和后泵体B的主轴；内摆子套设在花键套上、与花键套同轴连接；外摆子套设在内摆子外，与内摆子偏心设置，外摆子与泵壳间隙配合；内摆子外圆轮廓设为齿轮轮廓，外摆子内圆轮廓设为与内摆子配合的齿轮轮廓，内摆子圆心指向外摆子圆心为外摆子的偏心方向，内摆子和外摆子于偏心方向的反方向为完全啮合，内摆子和外摆子于偏心方向为齿尖渐开线轮廓啮合。偏心设置的内摆子和外摆子之间的空腔随着旋转周期性扩大缩小，实现吸排油。

优选的，所述前泵体A和后泵体B的结合面处开设有与泵壳外圆配合、容纳泵壳的安装孔，泵壳一侧设于前泵体A的安装孔内、另一侧设于后泵体B的安装孔内，对前泵体A和后泵体B的连接定心。

优选的，所述泵壳至少设有一侧与前泵体A或后泵体B贴合，与泵壳一侧贴合的泵体为配合泵体。

进一步的，所述泵壳与配合本体采用一面两销的定位方式固定。

进一步的，所述外摆子与内摆子自偏心方向的反方向一侧顺旋转方向向偏心方向一侧旋转时，外摆子与内摆子之间的容积腔体逐渐扩大形成吸油腔X，外摆子与内摆子自偏心方向一侧顺旋转方向向偏心方向的反方向一侧旋转时，外摆子与内摆子之间的容积腔体逐渐缩小形成排油腔P。

更进一步的，所述泵壳上开设有吸油腰形槽和排油腰形槽分别连接吸油腔X和排油腔P，所述配合泵体上开设腰型槽窗口分别与吸油腰形槽和排油腰形槽对应连通。泵壳上开设的腰形形状的配流窗口，一方面是为了将吸、排油窗口隔开，另一方面是为了方便摆线泵吸、排油窗口液压油的汇积。

更进一步的，所述配合泵体上开设的与排油腰形槽连通的腰型槽上设有溢流阀对液压油升压，溢流阀连接柱塞泵内的内部集成油路供给循环油路。

更进一步的，所述泵壳与配合泵体相接的面设为泵体配合面S，相对泵体配合面S泵壳的背面设为压力作用面Z，泵壳上设有导油孔两端连接排油腰形槽和压力作用面Z上开设的环形槽。

本申请提供的内置补油摆线泵，其轴向距离短，适用于安装在柱塞泵内部，有利于减少柱塞泵的轴向安装尺寸，降低噪声等级，减少管路布局；内置摆线补油泵配合泵体内的溢流阀实用，压力值可以人为预设，提升液压油压入柱塞泵能力，提高柱塞泵的自吸性能；其次补油泵设计为大流量，补充液压回路因外负载而损失的液压油，使执行机构运动速度不受外负载影响，保证系统运行可靠性。

附图说明

图1为本实用新型提供的内置摆线泵安装位置的结构示意图；

图2-1为本实用新型提供的内置摆线泵结构剖视图；

图2-2为本实用新型提供的内置摆线泵旋转吸油、排油示意图；

图3-1为本实用新型提供的内置摆线泵泵壳结构示意图；

图3-2为本实用新型提供的内置摆线泵泵壳结构剖视图；

图4为本实用新型提供的内置摆线泵外摆子结构示意图；

图5为本实用新型提供的内置摆线泵内摆子结构示意图；

图6为本实用新型提供的内置摆线泵花键套结构示意图；

图7为本实用新型提供的内置摆线泵连接键结构示意图；

图8为本实用新型提供的内置摆线泵工作原理示意图；

图9为与本实用新型提供的内置摆线泵配合安装的前泵体吸、排油窗口结构示意图；

附图标记：泵壳1、外摆子2、内摆子3、圆柱销4、大O形圈5、小O形圈6、连接键7、花键套8、吸油腰形槽11、排油腰形槽12、腰型槽窗口13、腰型槽窗口14。

具体实施方式

为使本申请更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本实施例提供的是内置摆线泵，用于为柱塞泵补油，参见图1，摆线泵设置在柱塞泵的前泵体A和后泵体B的拼接过渡处，包括泵壳1，泵壳1设置在前泵体A和后泵体B之间，前泵体A和后泵体B的结合面处开设有与泵壳1外圆配合、容纳泵壳1的安装孔，泵壳1一侧安装在前泵体A的安装孔内、另一侧安装在后泵体B的安装孔内，对前泵体A和后泵体B的连接起到定心作用。泵壳1的固定采用插销固定方式，圆柱销4与前泵体A上开设的销孔相配合，根据图1和图2-1所示，泵壳1左侧端面与前泵体A端面相贴合，采用一面两销的定位方式使泵壳1固定在前、后泵体B之间。

参见图2-1和图2-2，泵壳1内设有外摆子2、内摆子3和花键套8；花键套8过渡连接前泵体A和后泵体B的主轴，前泵体A内为输入轴、后泵体B内为输出轴，通过花键套8将前泵的动力传递给后泵，泵壳1上开设有ΦD1的通孔实现花键套8贯穿；内摆子3套设在花键套8上，并通过连接键7连接，花键套8旋转的动力通过连接键7传递给内摆子3；外摆子2套设在内摆子3外，与内摆子3偏心设置，泵壳1开设有直径为ΦD的外摆子安装孔用于放置外摆子2，外摆子2外圆直径略小于外摆子安装孔的直径ΦD，外摆子2与泵壳1间隙配合使得外摆子2可自由旋转；内摆子3外圆轮廓设为齿轮轮廓，外摆子2内圆轮廓设为与内摆子3配合的齿轮轮廓，内摆子3圆心指向外摆子2圆心为外摆子2的偏心方向，内摆子3和外摆子2于偏心方向的反方向为完全啮合，内摆子3和外摆子2于偏心方向为齿尖渐开线轮廓啮合。

根据图2-1所示，直径为ΦD的内圆孔在泵壳1的左侧端面上，此时前泵体A为与摆线泵配合的配合泵体，泵壳1与前泵体A相接的面为泵体配合面S，泵壳1与后泵体B相接的面为压力作用面Z。相同的，选择后泵体B为配合泵体当然可以实现相同的结构。

前泵体A的输入轴传递发动机输入的扭矩和转速，花键套8通过内花键与输入轴末端的外花键相啮合，花键套8旋转，旋转速度与输入轴转速一致。连接键7柱面部分与花键套8柱面上的销孔间隙配合，方键部分与内摆子2矩形沟槽相配合，内摆子2跟随花键套8一起旋转；外摆子3与内摆子2由于泵壳内孔ΦD的偏心作用，且外摆子3和内摆子2渐开线轮廓始终处于啮合状态，外摆子3也跟随内摆子2一起转动。

参见图2-2和图8，若柱塞泵输入轴旋向为顺时针，外摆子2与内摆子3自偏心方向的反方向一侧顺时针向偏心方向一侧旋转时，外摆子2与内摆子3之间的容积腔体逐渐扩大形成吸油腔X，外摆子2与内摆子3自偏心方向一侧顺时针向偏心方向的反方向一侧旋转时，外摆子2与内摆子3之间的容积腔体逐渐缩小形成排油腔P，吸油腔X和排油腔P的数量取决于齿数，根据图8中所示，共有四个吸油腔X和四个排油腔P，分别为：吸油腔X1、吸油腔X2、吸油腔X3、吸油腔X4，排油腔P1、排油腔P2、排油腔P3、排油腔P4。

参见图3-1，泵壳1上开设有吸油腰形槽11和排油腰形槽12分别连接吸油腔X和排油腔P，同样的，如图9所示，与泵壳1配合的配合泵体上开设同样尺寸的腰型槽窗口13、14分别与吸油腰形槽11和排油腰形槽12对应、供液压油吸入或排出。

随着柱塞泵输入轴旋转，各密闭容积腔液压油在挤压效应下，排油腔P内液压油向泵壳1排油腰形槽12中汇集，进而排入配合泵体上开设的腰形槽内，在配合泵体中集成溢流阀，通过设定溢流阀压力，将摆线泵吐出的液压油经过升压后由内部集成油道供给循环油路；类似的，随着柱塞泵输入轴旋转，吸油腔X体积变大，形成局部真空，将液压油吸入，效果与开式泵吸油一致，依次通过泵壳1上吸油腰形槽11、配合泵体上开设的腰形槽将液压油从油箱中吸入，如此反复实现了摆线泵持续的吸、排油功能。

为了保证摆线泵具有较好的容积效率，希望摆线泵输出的流量尽可能多，摆线泵排油腔P所在区域与配合泵体的端面相配合，由于加工精度和装配关系的需要，外摆子3和内摆子2在排油区域平面与配合泵体接触的泵体配合面S在轴向上势必会存在间隙，容易形成液压油泄露，造成摆线泵的容积效率下降。因此在泵壳1排油腰形槽12上开设直径为ΦD₃的导油孔，将被溢流阀升压的排油区液压油引入泵壳1的压力作用面Z，压力作用面Z开设环形槽作为压力腔，升压液压油作用在环形槽中，将泵壳1压向泵体配合面S，减少泄露，提升容积效率。在泵壳1的压力作用面Z外圈设置大O形圈5、内圈设置小O形圈6用于密封从直径为ΦD3的导油孔引出的升压液压油。

本申请提供的内置摆线补油泵，其整体结构紧凑，方便集成于闭式柱塞泵内部，缩短了闭式柱塞泵轴向安装尺寸，其次摆线泵的吸、排油口直接在柱塞泵泵体上通过油道铸造成型，而外置补油泵需要通过管路来实现，不仅增加了整机油管布局的复杂性，同时还增加了制造成本；补油摆线泵内置于泵体中，由于泵体本身材质一般为灰铁组织，具有良好的吸振降噪的功能，因此也降低了整机的噪声等级，再者柱塞泵的振动对内部零件密封件的密封性能会产生负作用，可能引发漏油故障，因此本申请提供的内置摆线补油泵能够有效地解决外置补油泵带来的负面影响，结构设计以及使用性能上相对于传统外置补油泵具有相关大的优势，对闭式柱塞泵应用推广和性能提升起到了积极作用。

Claims (8)

1.一种内置摆线泵，设于柱塞泵的前泵体A和后泵体B的拼接过渡处，其特征在于，摆线泵包括设于前泵体A和后泵体B之间的泵壳(1)；泵壳(1)内设有外摆子(2)、内摆子(3)和花键套(8)；花键套(8)过渡连接前泵体A和后泵体B的主轴；内摆子(3)套设在花键套(8)上、与花键套(8)同轴连接；外摆子(2)套设在内摆子(3)外，与内摆子(3)偏心设置，外摆子(2)与泵壳(1)间隙配合；内摆子(3)外圆轮廓设为齿轮轮廓，外摆子(2)内圆轮廓设为与内摆子(3)配合的齿轮轮廓，内摆子(3)圆心指向外摆子(2)圆心为外摆子(2)的偏心方向，内摆子(3)和外摆子(2)于偏心方向的反方向为完全啮合，内摆子(3)和外摆子(2)于偏心方向为齿尖渐开线轮廓啮合。

2.如权利要求1所述的一种内置摆线泵，其特征在于，所述前泵体A和后泵体B的结合面处开设有与泵壳(1)外圆配合、容纳泵壳(1)的安装孔，泵壳(1)一侧设于前泵体A的安装孔内、另一侧设于后泵体B的安装孔内，对前泵体A和后泵体B的连接定心。

3.如权利要求1所述的一种内置摆线泵，其特征在于，所述泵壳(1)至少设有一侧与前泵体A或后泵体B贴合，与泵壳(1)一侧贴合的泵体为配合泵体。

4.如权利要求3所述的一种内置摆线泵，其特征在于，所述泵壳(1)与配合本体采用一面两销的定位方式固定。

5.如权利要求3所述的一种内置摆线泵，其特征在于，所述外摆子(2)与内摆子(3)自偏心方向的反方向一侧顺旋转方向向偏心方向一侧旋转时，外摆子(2)与内摆子(3)之间的容积腔体逐渐扩大形成吸油腔X，外摆子(2)与内摆子(3)自偏心方向一侧顺旋转方向向偏心方向的反方向一侧旋转时，外摆子(2)与内摆子(3)之间的容积腔体逐渐缩小形成排油腔P。

6.如权利要求5所述的一种内置摆线泵，其特征在于，所述泵壳(1)上开设有吸油腰形槽(11)和排油腰形槽(12)分别连接吸油腔X和排油腔P，所述配合泵体上开设腰型槽窗口分别与吸油腰形槽(11)和排油腰形槽(12)对应连通。

7.如权利要求6所述的一种内置摆线泵，其特征在于，所述配合泵体上开设的与排油腰形槽(12)连通的腰型槽上设有溢流阀对液压油升压，溢流阀连接柱塞泵内的内部集成油路供给循环油路。

8.如权利要求7所述的一种内置摆线泵，其特征在于，所述泵壳(1)与配合泵体相接的面设为泵体配合面S，相对泵体配合面S泵壳(1)的背面设为压力作用面Z，泵壳(1)上设有导油孔两端连接排油腰形槽(12)和压力作用面Z上开设的环形槽。

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