一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵的製作方法

2023-05-25 13:31:41 2

一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵的製作方法
【專利摘要】一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵，包括一根主動螺杆、兩根從動螺杆、和兩根單螺杆，五根螺杆的軸線相互平行且布置在同一圓柱形整體泵殼中，主動螺杆布置在泵殼軸心位置，其餘四根螺杆沿圓周方向布置在主動螺杆的四周，兩根從動螺杆和主動螺杆嚙合，交流伺服電機的電機轉子通過驅動法蘭帶動主動螺杆轉動，同時主動螺杆通過齒輪帶動兩根單螺杆轉動。本裝置採用交流伺服電機直驅技術，實現了五根螺杆的二級增壓，大幅減少了傳動零件數量和整體體積，縮短了螺杆泵的軸向長度，降低了整個系統的噪音，具有結構緊湊、運行效率高、噪聲低等優點，特別適合在體積受限和噪音要求高的場合使用。
【專利說明】一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵
【技術領域】
[0001]本發明屬於液壓傳動【技術領域】，具體涉及一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液慄。
【背景技術】
[0002]液壓泵作為液壓系統的動力單元，在液壓系統中佔據著重要的地位，其性能的優劣直接關係到液壓系統的整體效果。螺杆泵作為一種容積式液壓泵，具有輸送介質平穩、排出介質紊流低、壓力脈動小、機械振動小、噪聲低，自吸性能高、吸上性能好、對介質的粘度不敏感、結構簡單緊湊、外形尺寸小、質量較輕、效率高、工作可靠壽命長等優點。
[0003]目前，在液壓系統中所使用的螺杆泵分為單螺杆、雙螺杆、三螺杆和五螺杆。為了提高螺杆泵的輸出壓力，螺杆泵的螺杆長度採用10/3倍的螺杆螺紋導程，使得螺杆泵的軸向長度增大，為了充分利用螺杆泵自吸能力強的優點，合理利用三螺杆泵泵殼的空間位置，設計一種二級五螺杆泵，由兩個單螺杆進行一級壓縮，一級壓縮後的液體再經過三螺杆泵進行二級壓縮，二級壓縮後完成壓力輸出，這種組合有利於提高泵的輸出壓力，減小泵的軸向長度，進一步縮小泵的體積。
[0004]因此，發明一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵，提高液壓系統的智能化和集成化水平，提高液壓泵的工作壓力，進行結構簡化具有突出優勢。

【發明內容】

[0005]為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵，充分利用螺杆泵自吸能力強和泵殼的空間結構，減小螺杆泵的軸向長度，降低電動機和泵構成系統的噪音和功耗，實現螺杆泵與電機的高度集成。
[0006]為了達到上述目的，本發明採取如下的技術方案:
[0007]—種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵，包括一根主動螺杆3、兩根從動螺杆I和兩根單螺杆19 ;五根螺杆的軸線相互平行且布置在同一圓柱形整體泵殼6中，泵殼6的一端布置吸入口 5和排出口 2，泵殼6的另一端通過泵右端蓋14封閉；主動螺杆3的軸線和泵殼6外圓柱面的軸線重合，兩根從動螺杆I對稱布置在主動螺杆3兩側，兩根單螺杆19對稱布置在主動螺杆3的兩側，兩根從動螺杆I和兩根單螺杆19周向間隔布置在主動螺杆3的外側；兩根單螺杆19分別安裝在兩個單螺杆套18中，並與主動螺杆3、兩根從動螺杆I之間相互隔開；兩根單螺杆19的排出端與主動螺杆3的吸入端和兩根從動螺杆I的吸入端位於泵殼6的一端而且互通，兩根單螺杆19的吸入端和主動螺杆3、兩根從動螺杆I的排出端位於泵殼6的另一端而相互隔開；兩根單螺杆19的吸入端互通且與泵的吸入口 5互通；主動螺杆3與兩根從動螺杆I的排出端互通且與泵的排出口 2互通；
[0008]交流伺服電機採用開關磁通電機結構形式，開關磁通電機包括電機定子11，電機定子11和電機轉子10採用雙凸極結構，電機定子11和電機轉子10同軸安裝，電機定子11固定在電機外殼9的內壁；[0009]所述的電機轉子10兩端分別與驅動法蘭13和左軸承蓋17固定連接；左軸承蓋17通過左軸承8與泵殼6連接；驅動法蘭13通過鍵與主動螺杆3連接，驅動法蘭13通過右軸承16與電機右端蓋12連接；電機左端蓋7和泵殼6固定連接；電機外殼9的左端和電機左端蓋7上的止口相配合，電機外殼9的右端和電機右端蓋12上的止口相配合。
[0010]所述的主動螺杆3通過鍵與主動齒輪15連接，主動齒輪15與兩個從動齒輪20相嚙合；從動齒輪20通過鍵和單螺杆19連接；兩個從動螺杆I同時和主動螺杆3相嚙合。
[0011]泵左端蓋4中開有兩個空腔，空腔一連接了泵的吸入口 5單螺杆軸座一 4-4和單螺杆軸座二 4-5，空腔二連接了泵的排出口 2、主動螺杆軸座4-1、從動螺杆軸座一 4-2和從動螺杆軸座二 4-3 ;兩個空腔的截面為凹面，除兩個空腔以外的截面為一平面，且此平面與泵殼6的左端面之間接觸並密封；主動螺杆軸座4-1、從動螺杆軸座一 4-2、從動螺杆軸座二4-3、單螺杆軸座一 4-4和單螺杆軸座二 4-5共5個軸承座孔均為盲孔，用於支承五根螺杆的左端。
[0012]本發明採用交流伺服電機直驅技術，把三螺杆泵和驅動電機進行結合，將電機定子、電機殼和泵殼固連成一體，將電機轉子與三螺杆泵殼體連接在一體，由電機轉子直接驅動主動螺杆轉動，大幅減少了傳動零件數量和整體體積，降低了整體噪音，在體積變化不大的前提下增加了泵的輸出壓力；也可以保證在輸出壓力恆定的前提下進一步減小螺杆泵的軸向長度。本裝置具有結構緊湊、運行效率高、噪聲低等優點，特別適合在體積受限和對噪音要求高的場合使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的右端面圖。
[0014]圖2為本發明的C-C截面圖。
[0015]圖3為本發明的E-E截面圖。
[0016]圖4為本發明的D-D截面圖。
[0017]圖5為本發明的H-H截面圖。
[0018]圖6為本發明的泵左端蓋的主視圖。
[0019]圖7為本發明的泵左端蓋的K-K截面圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明做詳細描述。
[0021]參照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7，一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵，包括一根主動螺杆3、兩根從動螺杆I和兩根單螺杆19 ;五根螺杆的軸線相互平行且布置在同一圓柱形整體泵殼6中，泵殼6的一端布置吸入口 5和排出口 2，泵殼6的另一端通過泵右端蓋14封閉。
[0022]參照圖2、圖3和圖4，主動螺杆3的軸線和泵殼6外圓柱面的軸線重合，兩根從動螺杆I對稱布置在主動螺杆3兩側，兩根單螺杆19對稱布置在主動螺杆3的兩側，兩根從動螺杆I和兩根單螺杆19周向間隔布置在主動螺杆3的外側；兩根單螺杆19分別安裝在兩個單螺杆套18中，並與主動螺杆3、兩根從動螺杆I之間相互隔開；兩根單螺杆19的排出端與主動螺杆3的吸入端和兩根從動螺杆I的吸入端位於泵殼6的一端而且互通，兩根單螺杆19的吸入端和主動螺杆3、兩根從動螺杆I的排出端位於泵殼6的另一端而相互隔開；兩根單螺杆19的吸入端互通且與泵的吸入口 5互通；主動螺杆3與兩根從動螺杆I的排出端互通且與泵的排出口 2互通；
[0023]兩根從動螺杆I與主動螺杆3工作時，由主動螺杆3帶動兩根從動螺杆I旋轉；兩根單螺杆19的外側和泵殼6之間布置有單螺杆套18，單螺杆套18—方面起到密封的作用，另一方面增加單螺杆和泵殼之間的耐磨性。
[0024]參照圖4和圖5，交流伺服電機採用開關磁通電機結構形式，開關磁通電機包括電機外殼9、電機定子11、電機轉子10、電機左端蓋7、電機右端蓋12、繞組和永磁體；電機定子11和電機轉子10採用雙凸極結構，電機轉子10採用整體式結構，外側均布十個凸齒而無繞組和永磁體，電機定子11採用多層砂鋼片疊加的結構形式，內側有十二個凸齒，十二個凸齒上布置有十二個繞組和十二個永磁體；電機定子11和電機轉子10同軸安裝，電機定子11固定在電機外殼9的內壁；
[0025]泵殼6的整體外形是一個圓柱形，電機轉子10和泵殼6同軸安裝，電機轉子10的內圓柱面和泵殼6的外圓柱面兩者之間保持一定間隙；電機轉子10和電機定子11同軸安裝，電機轉子10齒頂和電機定子11齒頂之間存在l_3mm的氣隙。
[0026]參照圖2和圖3，所述的電機轉子10兩端分別與驅動法蘭13和左軸承蓋17固定連接；左軸承蓋17通過左軸承8與泵殼6連接；驅動法蘭13通過鍵與主動螺杆3連接，驅動法蘭13通過右軸承16與電機右端蓋12連接；電機左端蓋7和泵殼6固定連接；電機外殼9的左端和電機左端蓋7上的止口相配合，電機外殼9的右端和電機右端蓋12上的止口相配合。
[0027]參照圖3和圖5，所述的主動螺杆3通過鍵與主動齒輪15連接，一個主動齒輪15與兩個從動齒輪20相嚙合；從動齒輪20通過鍵和單螺杆19連接；兩個從動螺杆I同時和主動螺杆3相嚙合。
[0028]參照圖6和圖7，泵左端蓋4中開有兩個空腔，空腔一連接了泵的吸入口 5單螺杆軸座一 4-4和單螺杆軸座二 4-5，空腔二連接了泵的排出口 2、主動螺杆軸座4-1、從動螺杆軸座一 4-2和從動螺杆軸座二 4-3 ;兩個空腔的截面為凹面，除兩個空腔以外的截面為一平面，且此平面與泵殼6的左端面之間接觸並密封；主動螺杆軸座4-1、從動螺杆軸座一 4-2、從動螺杆軸座二 4-3、單螺杆軸座一 4-4和單螺杆軸座二 4-5共5個軸承座孔均為盲孔，用於支承五根螺杆的左端。
[0029]本發明的工作原理為:
[0030]一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵，利用交流伺服電機作為動力源，驅動五根螺杆進行工作，交流伺服電機轉子直接驅動主動螺杆，主動螺杆直接驅動與之嚙合的兩根從動螺杆的同時通過齒輪嚙合驅動兩根單螺杆，兩根單螺杆的吸入端直接和泵的吸入口相連通，兩根單螺杆的排出端與其餘三根螺杆的吸入端連通；除兩根單螺杆之外的三根螺杆的排出端與泵的排出口連通。這樣，由泵吸入口吸入的工作介質經兩根單螺杆進行第一次加壓之後，再由其它三根螺杆進行二次加壓。
【權利要求】
1.一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵，包括一根主動螺杆(3)、兩根從動螺杆(I)和兩根單螺杆(19)，其特徵在於:五根螺杆的軸線相互平行且布置在同一圓柱形整體泵殼(6)中，泵殼(6)的一端布置吸入口(5)和排出口(2)，泵殼(6)的另一端通過泵右端蓋(14)封閉；主動螺杆(3)的軸線和泵殼(6)外圓柱面的軸線重合，兩根從動螺杆(I)對稱布置在主動螺杆(3)兩側，兩根單螺杆(19)對稱布置在主動螺杆(3)的兩側，兩根從動螺杆(I)和兩根單螺杆(19)周向間隔布置在主動螺杆(3)的外側；兩根單螺杆(19)分別安裝在兩個單螺杆套(18)中，並與主動螺杆(3)、兩根從動螺杆(I)之間相互隔開；兩根單螺杆(19)的排出端與主動螺杆(3)的吸入端和兩根從動螺杆(I)的吸入端位於泵殼(6)的一端而且互通，兩根單螺杆(19)的吸入端和主動螺杆(3)、兩根從動螺杆(I)的排出端位於泵殼(6)的另一端而相互隔開；兩根單螺杆(19)的吸入端互通且與泵的吸入口(5)互通；主動螺杆(3)與兩根從動螺杆(I)的排出端互通且與泵的排出口(2)互通； 交流伺服電機採用開關磁通電機結構形式，開關磁通電機包括電機定子(11)，電機定子(11)和電機轉子(10)採用雙凸極結構，電機定子(11)和電機轉子(10)同軸安裝，電機定子(11)固定在電機外殼(9)的內壁； 電機轉子(10)兩端分別與驅動法蘭(13)和左軸承蓋(17)固定連接；左軸承蓋(17)通過左軸承(8)與泵殼(6)連接；驅動法蘭(13)通過鍵與主動螺杆(3)連接，驅動法蘭(13)通過右軸承(16)與電機右端蓋(12)連接；電機左端蓋(7)和泵殼(6)固定連接；電機外殼(9)的左端和電機左端蓋(7)上的止口相配合，電機外殼(9)的右端和電機右端蓋(12)上的止口相配合。
2.根據權利要求1所述的一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵，其特徵在於:所述的主動螺杆(3)通過鍵與主動齒輪(15)連接，主動齒輪(15)與兩個從動齒輪(20)相嚙合；從動齒輪(20)通過鍵和單螺杆(19)連接；兩個從動螺杆(I)同時和主動螺杆(3)相嚙合。
3.根據權利要求1所述的一種交流伺服直驅型二級五螺杆電液泵，其特徵在於:泵左端蓋(4)中開有兩個空腔，空腔一連接了泵的吸入口(5)單螺杆軸座一(4-4)和單螺杆軸座二(4-5)，空腔二連接了泵的排出口(2)、主動螺杆軸座(4-1)、從動螺杆軸座一(4-2)和從動螺杆軸座二(4-3);兩個空腔的截面為凹面，除兩個空腔以外的截面為一平面，且此平面與泵殼(6)的左端面之間接觸並密封；主動螺杆軸座(4-1)、從動螺杆軸座一(4-2)、從動螺杆軸座二(4-3)、單螺杆軸座一(4-4)和單螺杆軸座二(4-5)共5個軸承座孔均為盲孔，用於支承五根螺杆的左端。
【文檔編號】F04C2/16GK104033381SQ201410206336
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】趙升噸, 趙永強, 李靖祥, 範淑琴, 梁錦濤, 李泳嶧, 趙仁峰 申請人:西安交通大學