一種缸體與殼體一體化的端面凸輪驅動式軸向柱塞泵的製作方法

2023-04-24 15:39:01 4

一種缸體與殼體一體化的端面凸輪驅動式軸向柱塞泵的製作方法
【專利摘要】一種缸體與殼體一體化的端面凸輪驅動式軸向柱塞泵，採用一體式泵體結構，將傳統軸向柱塞泵中的體與殼體合二為一；傳動軸兼具配流作用，取消了傳統軸向柱塞泵的配流盤結構；該泵的一體式泵體固定，安裝在其內部的柱塞組也固定，不隨傳動軸轉動，從而減小了泵的轉動慣量，利於用在需要對泵頻繁調速的場合；驅動凸輪能夠實現多作用，泵的排量大，該泵中的柱塞組在驅動凸輪的作用下往復運動，由於驅動凸輪上的曲面設計成具有兩個以上的周期，因此傳動軸轉動一周，柱塞組可以往復運動兩次以上，其往複次數與曲面的周期數相同，本發明具有結構緊湊，傳動簡單，轉動慣量小，轉速高，排量大的優點。
【專利說明】一種缸體與殼體一體化的端面凸輪驅動式軸向柱塞泵
【技術領域】
[0001]本發明屬於軸向柱塞泵【技術領域】，具體涉及一種缸體與殼體一體化的端面凸輪驅動式軸向柱塞慄。
【背景技術】
[0002]軸向柱塞泵是一類常用的液壓泵，它具有結構簡單、體積小、噪音低、效率高、有自吸能力等優點，被廣泛用於鍛壓、冶金、船舶等領域的液壓系統中。
[0003]傳統的軸向柱塞泵的工作原理是:傳動軸直接或間接帶動缸體轉動，通過柱塞與斜盤或者傳動軸與缸體之間的角度，將傳動軸的轉動轉化為柱塞的往復運動，從而周期性的改變柱塞腔的容積，實現吸油和壓油的動作。由於缸體隨傳動軸一起轉動，因此泵的總轉動慣量較大，泵的啟停和調速響應速度較慢，不利於通過控制轉速直接調節泵的輸出流量；由於油液隨缸體高速轉動，油液內部容易產生氣蝕和溫升，從而不利於提高泵的容積效率和能量利用率；且泵體內相對運動的零件較多，造成泵內的結構比較複雜，加工成本高而可靠性低；由於柱塞的運動是靠柱塞與斜盤或者傳動軸與缸體之間的夾角實現的，因此，傳動軸轉動一周，柱塞只能完成一次吸油和壓油動作，因此泵的排量有限。

【發明內容】

[0004]為了克服上述現有技術的缺點，本發明在於提出一種缸體與殼體一體化的端面凸輪驅動式軸向柱塞泵，具有結構緊湊，傳動簡單，轉動慣量小，轉速高，排量大的優點。
[0005]為了達到上述目的，本發明採取的技術方案為:
[0006]一種缸體與殼體一體化的端面凸輪驅動式軸向柱塞泵，包括一體式泵體4，第一泵端蓋17和第二泵端蓋5分別固定安裝在一體式泵體4的兩側，傳動軸7安裝在一體式泵體4的內部，並通過第一滾動軸承15和第二滾動軸承9支承在第一泵端蓋17和第二泵端蓋5上，且傳動軸7的軸伸端在第二泵端蓋5 —側，驅動凸輪10安裝在傳動軸7上，驅動凸輪10上的臺肩壓在傳動軸7的臺肩上，第一軸端壓蓋16安裝在第一泵端蓋17上，壓緊第一滾動軸承15的外圈，第一滾動軸承15的內圈壓在傳動軸7的臺肩上，第二軸端壓蓋8安裝在第二泵端蓋5上，壓緊第二滾動軸承9的外圈，第二滾動軸承9的內圈壓在驅動凸輪10上；
[0007]—體式泵體4上設有兩個以上的柱塞孔1，每個柱塞孔I內都安裝有一個彈簧22和一個柱塞組11，彈簧22將柱塞組11壓緊在驅動凸輪10上；
[0008]每個柱塞組11包括柱塞2，滾珠壓蓋3固定安裝在柱塞2的頭部，將滾珠6壓在柱塞2頭部的球形槽內，滾珠6能夠自由滾動，柱塞2的中心開有軸向的細孔；
[0009]驅動凸輪10面向柱塞組11的一側是一個凸輪曲面23，凸輪曲面23形狀為:以驅動凸輪10中軸為軸心的任意圓柱面與該凸輪曲面23的交線的展開線為正弦曲線，該正弦曲線有兩個以上的周期，凸輪曲面23上還開有一圈溝槽24，溝槽24的半徑與柱塞組11的分布半徑相同，溝槽24截面為弧形，弧形半徑與滾珠6半徑相同，在彈簧22的作用下，滾珠6壓在溝槽24內，當傳動軸7轉動時，滾珠6沿溝槽24運動；[0010]傳動軸7上還分別開有數目與凸輪曲面23周期數相同的吸油軸孔12和壓油軸孔20，其分布半徑都與柱塞組11的分布半徑相同，在傳動軸7轉動時，吸油軸孔12和壓油軸孔20分別動態地與每個柱塞孔連通孔21連接或者斷開，吸油軸孔12和壓油軸孔20相間分布，且吸油軸孔12和壓油軸孔20的分布與凸輪曲面23有關，具體是:在凸輪曲面23驅動柱塞組11向柱塞孔I內壓入時，柱塞孔連通孔21與壓油軸孔20相通，在柱塞組11隨凸輪曲面23運動出柱塞孔I時，柱塞孔連通孔21與吸油軸孔12相通；
[0011]傳動軸7上還開有周向的吸油匯油環槽13和壓油匯油環槽14，吸油匯油環槽13與各個吸油軸孔12連通，壓油匯油環槽14與各個壓油軸孔20連通，相應的，一體式泵體4上開有總進油口 19和總出油口 18，總進油口 19與吸油匯油環槽13連通，總出油口 18與壓油匯油環槽14連通。
[0012]相鄰的吸油軸孔12和壓油軸孔20在圓周上的距離不小於柱塞孔連通孔21的直徑。
[0013]本發明具有以下優點:
[0014]I)結構緊湊，傳動簡單。該泵採用一體式泵體4結構，將傳統軸向柱塞泵中的體與殼體合二為一；傳動軸7兼具配流作用，取消了傳統軸向柱塞泵的配流盤結構；從而大大減少了泵的零件數量，簡化了力的傳遞，提高了可靠性。
[0015]2 )轉動慣量小，動作靈敏。該泵的一體式泵體4固定，安裝在其內部的柱塞組11也固定，不隨傳動軸7轉動，從而減小了泵的轉動慣量，利於用在需要對泵頻繁調速的場合。
[0016]3)驅動凸輪10能夠實現多作用，泵的排量大。該泵中的柱塞組11在驅動凸輪10的作用下往復運動，由於驅動凸輪10上的曲面23設計成具有兩個以上的周期，因此傳動軸7轉動一周，柱塞組11可以往復運動兩次以上，其往複次數與曲面23的周期數相同。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的軸向剖視圖。
[0018]圖2為本發明圖1的A-A截面的剖視圖。
[0019]圖3為本發明圖1的B-B截面的首I]視圖。
[0020]圖4為本發明圖1的C-C截面的剖視圖。
[0021]圖5為本發明中凸輪曲面23的示意圖；其中，圖5 (a)是凸輪的結構示意圖；圖5(b)是凸輪曲面與同軸圓柱面交線的函數曲線圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明做詳細描述。
[0023]參照圖1、圖2、圖3和圖4，一種缸體與殼體一體化的端面凸輪驅動式軸向柱塞泵，包括一體式泵體4，第一泵端蓋17和第二泵端蓋5分別固定安裝在一體式泵體4的兩側，傳動軸7安裝在一體式泵體4的內部，並通過第一滾動軸承15和第二滾動軸承9支承在第一泵端蓋17和第二泵端蓋5上，且傳動軸7的軸伸端在第二泵端蓋5 —側，驅動凸輪10安裝在傳動軸7上，通過鍵連接實現與傳動軸7的周向固定，驅動凸輪10上的臺肩壓在傳動軸7的臺肩上，第一軸端壓蓋16安裝在第一泵端蓋17上,壓緊第一滾動軸承15的外圈,第一滾動軸承15的內圈壓在傳動軸7的臺肩上，第二軸端壓蓋8安裝在第二泵端蓋5上，壓緊第二滾動軸承9的外圈，第二滾動軸承9的內圈壓在驅動凸輪10上，上述結構共同實現傳動軸7和驅動凸輪10的軸向固定；
[0024]參照圖1和圖4，一體式泵體4上設有兩個以上的柱塞孔I，每個柱塞孔I內都安裝有一個彈簧22和一個柱塞組11，彈簧22將柱塞組11壓緊在驅動凸輪10上；
[0025]參照圖1，每個柱塞組11包括柱塞2，滾珠壓蓋3固定安裝在柱塞2的頭部，將滾珠6壓在柱塞2頭部的球形槽內，滾珠6能夠自由滾動，柱塞2的中心開有軸向的細孔，在該泵工作時，可以將柱塞孔I內的少量油液導出，對滾珠6起到一定的潤滑作用；
[0026]參照圖5，驅動凸輪IO面向柱塞組11的一側是一個凸輪曲面23，凸輪曲面23形狀為:以驅動凸輪10中軸為軸心的任意圓柱面與該凸輪曲面23的交線的展開線為正弦曲線，該正弦曲線有兩個以上的周期，本實施例中以三個周期為例，凸輪曲面23上還開有一圈溝槽24，溝槽24的半徑與柱塞組11的分布半徑相同，溝槽24截面為弧形，弧形半徑與滾珠6半徑相同，在彈簧22的作用下，滾珠6壓在溝槽24內，當傳動軸7轉動時，滾珠6沿溝槽24運動；
[0027]參照圖1、圖2和圖3，傳動軸7上還分別開有數目與凸輪曲面23周期數相同的吸油軸孔12和壓油軸孔20，其分布半徑都與柱塞組11的分布半徑相同，在傳動軸7轉動時，吸油軸孔12和壓油軸孔20分別動態地與每個柱塞孔連通孔21連接或者斷開，吸油軸孔12和壓油軸孔20相間分布，相鄰的吸油軸孔12和壓油軸孔20在圓周上的距離不小於柱塞孔連通孔21的直徑，從而使它們在工作時能夠實現完全隔離，且吸油軸孔12和壓油軸孔20的分布與凸輪曲面23有關，具體是:在凸輪曲面23驅動柱塞組11向柱塞孔I內壓入時，柱塞孔連通孔21與壓油軸孔20相通，在柱塞組11隨凸輪曲面23運動出柱塞孔I時，柱塞孔連通孔21與吸油軸孔12相通；
[0028]參照圖1、圖2和圖3，傳動軸7上還開有周向的吸油匯油環槽13和壓油匯油環槽14，吸油匯油環槽13與各個吸油軸孔12連通，壓油匯油環槽14與各個壓油軸孔20連通，相應的，一體式泵體4上開有總進油口 19和總出油口 18，總進油口 19與吸油匯油環槽13連通，總出油口 18與壓油匯油環槽14連通。
[0029]本發明的工作原理為:
[0030]參照圖1，當驅動凸輪10隨傳動軸7轉動時，柱塞組11在液壓力、彈簧力和驅動凸輪10上的凸輪曲面23的壓力的作用下，在柱塞孔I內做直線往復運動。當柱塞組11被壓入柱塞孔I時，柱塞孔1、柱塞孔連通孔21、壓油軸孔20、壓油匯油環槽14以及總出油口18相互連通，油液在柱塞組11的壓力下按照上述連通的油路從總出油口 18排出；當柱塞組11彈出柱塞孔I時，柱塞孔1、柱塞孔連通孔21、吸油軸孔12、吸油匯油環槽13以及總進油口 19相互連通，油液按照上述連通油路從總進油口 19被吸入柱塞孔I。當傳動軸7連續轉動時，所有柱塞組11同時工作，即實現連續不斷的從總進油口 19吸入油液並從總出油口18排出。
【權利要求】
1.一種缸體與殼體一體化的端面凸輪驅動式軸向柱塞泵，包括一體式泵體(4)，其特徵在於:第一泵端蓋(17)和第二泵端蓋(5)分別固定安裝在一體式泵體(4)的兩側，傳動軸(7)安裝在一體式泵體(4)的內部，並通過第一滾動軸承(15)和第二滾動軸承(9)支承在第一泵端蓋(17)和第二泵端蓋(5)上，且傳動軸(7)的軸伸端在第二泵端蓋(5)—側，驅動凸輪(10)安裝在傳動軸(7)上，驅動凸輪(10)上的臺肩壓在傳動軸(7)的臺肩上，第一軸端壓蓋(16)安裝在第一泵端蓋(17)上，壓緊第一滾動軸承(15)的外圈，第一滾動軸承(15)的內圈壓在傳動軸(7)的臺肩上，第二軸端壓蓋(8)安裝在第二泵端蓋(5)上，壓緊第二滾動軸承(9)的外圈，第二滾動軸承(9)的內圈壓在驅動凸輪(10)上； 一體式泵體(4 )上設有兩個以上的柱塞孔(I)，每個柱塞孔(I)內都安裝有一個彈簧22和一個柱塞組(11)，彈簧(22 )將柱塞組(11)壓緊在驅動凸輪(10 )上； 每個柱塞組(11)包括柱塞(2 )，滾珠壓蓋(3 )固定安裝在柱塞(2 )的頭部，將滾珠(6 )壓在柱塞(2)頭部的球形槽內，滾珠(6)能夠自由滾動，柱塞(2)的中心開有軸向的細孔； 驅動凸輪(10)面向柱塞組(11)的一側是一個凸輪曲面(23)，凸輪曲面(23)形狀為:以驅動凸輪(10)中軸為軸心的任意圓柱面與該凸輪曲面(23)的交線的展開線為正弦曲線，該正弦曲線有兩個以上的周期，凸輪曲面(23)上還開有一圈溝槽(24)，溝槽(24)的半徑與柱塞組(11)的分布半徑相同，溝槽(24)截面為弧形，弧形半徑與滾珠(6 )半徑相同，在彈簧(22 )的作用下，滾珠(6 )壓在溝槽(24)內，當傳動軸(7 )轉動時，滾珠(6 )沿溝槽(24)運動； 傳動軸(7)上還分別開有數目與凸輪曲面(23)周期數相同的吸油軸孔(12)和壓油軸孔(20)，其分布半徑都與柱塞組(11)的分布半徑相同，在傳動軸(7)轉動時，吸油軸孔(12)和壓油軸孔(20)分別動態地與每個柱塞孔連通孔(21)連接或者斷開，吸油軸孔(12)和壓油軸孔(20)相間分布，且吸油軸孔(12)和壓油軸孔(20)的分布與凸輪曲面(23)有關，具體是:在凸輪曲面(23)驅動柱塞組(11)向柱塞孔(I)內壓入時，柱塞孔連通孔(21)與壓油軸孔(20)相通，在柱塞組(11)隨凸輪曲面(23)運動出柱塞孔(I)時，柱塞孔連通孔(21)與吸油軸孔(12)相通； 傳動軸(7)上還開有周向的吸油匯油環槽(13)和壓油匯油環槽(14)，吸油匯油環槽(13)與各個吸油軸孔(12)連通，壓油匯油環槽(14)與各個壓油軸孔(20)連通，相應的，一體式泵體(4)上開有總進油口(19)和總出油口(18)，總進油口(19)與吸油匯油環槽(13)連通，總出油口(18)與壓油匯油環槽(14)連通。
2.根據權利要求1所述的一種缸體與殼體一體化的端面凸輪驅動式軸向柱塞泵，其特徵在於:相鄰的吸油軸孔(12)和壓油軸孔(20)在圓周上的距離不小於柱塞孔連通孔(21)的直徑。
【文檔編號】F04B1/16GK103899506SQ201410146457
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】趙升噸, 郭桐, 張晨陽, 劉辰, 韓曉蘭, 李靖祥 申請人:西安交通大學