共軛圓柱凸輪軸向滑片式容積機構的製作方法
2023-04-29 04:08:26
專利名稱：共軛圓柱凸輪軸向滑片式容積機構的製作方法
技術領域：
本機構是旋轉式變容積機構，可用於液體泵、氣體壓縮機、真空泵、液壓馬達、氣馬達等。
背景技術：
目前旋轉式容積機構中有往復式與迴轉式。迴轉式中的軸向滑片式容積機構有軸向滑片式壓縮機(專利號88203253.4)，它主要由驅動機，轉軸、兩端面呈凹凸面的轉子、氣缸蓋，二個或二個以上裝在氣缸蓋上的滑片槽內可作軸向移動的滑片、彈簧、氣缸體組成。該結構的容積變化類似往復壓縮機，進氣的過程有脈動，需要用彈簧力或採用滑片的另一端與高壓側相通來保持滑片的端部與凸輪的接觸，容積變化類似壓縮機若用在不可壓縮流體泵，輸入的扭矩是變化的。
發明內容
為了克服以上缺點就有了本發明共軛圓柱凸輪軸向滑片式容積機構。變容積機構主要由共軛圓柱凸輪、滑片、圓盤、軸、缸體、端蓋、軸承組成。圓柱凸輪為旋轉一周使得從動件——滑片有兩次同樣軸向升降程即凸輪的曲面是以軸線對稱的凸輪；每組共軛圓柱凸輪之間有固定的圓盤，圓盤兩端面分別與圓柱凸輪曲面最高處相切，每個圓盤上有軸對稱的兩條槽，兩圓盤的槽是以軸線對稱的，兩圓盤的槽布在圓周上同樣的位置；圓盤的每條槽內有滑片，滑片的軸向兩端為圓柱面分別與共軛凸輪的兩曲面保持相切線接觸，滑片的兩徑向面也為圓柱面，兩徑向面的半徑分別與凸輪的內外圓柱面的半徑一樣。共軛圓柱凸輪、滑片、圓盤、軸、缸體構成密閉的容腔。該結構形成的單個容積變化類似曲柄活塞往復機構，而各容積減小的速度之和與各容積增大的速度之和變化很小近似為一個常數，用於不可壓縮流體的泵與馬達時在額定的壓力下輸入輸出的扭矩也近似為一常數。該機構用於流體機械，它的軸向力與徑向力平衡。
該機構用作液體泵或內轉子液壓馬達時，圓盤固定在靜止的缸體上，凸輪固定在可轉動的軸上。缸體的內圓柱面與凸輪外圓柱面、滑片外圓柱面之間保持間隙密封；軸從圓盤中間的孔通過，並與圓盤的內圓柱面保持間隙密封；軸外圓面與滑片內圓柱面保持間隙密封；滑片在圓盤的槽內滑動並保持間隙密封；缸體上在滑片兩側與圓盤的兩側有孔，滑片兩側的孔分別為液體的進出口。
該機構用作外轉子液壓馬達時，圓盤固定在靜止的軸上，凸輪固定在可轉動的缸體上。軸的外圓柱面與凸輪內圓柱面、滑片內圓柱面之間保持間隙密封；缸體的內圓柱面與圓盤的外圓柱面、滑片的外圓柱面保持間隙密封；滑片在圓盤的槽內滑動並保持間隙密封；軸內有兩條液體通道，軸上在滑片兩側與圓盤兩側有孔，滑片一側的孔與軸內的一條通道相通，滑片另一側的孔與軸內的另一條通道相通。
該機構用作氣體壓縮機與真空泵時，在液體泵的結構基礎上缸體上的出口增加排氣閥。
該機構用作內轉子氣馬達時，在液體泵的結構基礎上在進口通道上增加配氣盤。
共軛圓柱凸輪軸向滑片式容積機構工作原理如圖1-4是圓柱剖面展開原理圖，兩端的圓柱凸輪(1)與中間圓柱凸輪(6)構成兩組共軛凸輪組，凸輪轉一周使得滑片(4)有兩次相同的升程、降程，並且使得從動件在極限位置有停留，兩端凸輪與中間凸輪的內徑與外徑相等，凸輪在缸套與軸之間，凸輪組中間夾著圓盤(2)，圓盤上有兩條軸對稱的槽，每條槽內有由兩片滑片組成的滑片組。兩組共軛凸輪組、圓盤、滑片組、軸、缸體之間形成密封的空間，形成的空間即以一垂直於軸線的平面對稱，也以軸線軸對稱。若是內轉子機構，圓盤是固定在靜止的缸體上，缸體上在滑片組的兩側與圓盤的兩側有出口(3)與進口(5)。若是外轉子機構，圓盤是固定在靜止的軸上，軸內有兩條進出流體通道，出口(3)與進口(5)在軸上的滑片組兩側與圓盤的兩側。
工作過程如下如圖1所示為凸輪在0度角位置各零件相對位置圖，此時四組滑片在相向方向滑動的極限位置，兩端凸輪(1)將兩圓盤相背側的進口與出口關閉，滑片組、凸輪、圓盤、軸、缸套形成12個空腔(以下稱工作空腔)及圓盤相背側的8個由圓盤槽的側面、滑片的軸向端面、凸輪最高處的小平面形成的小空間(以下稱之為餘隙空腔)；接著凸輪以圖示箭頭方向轉動，四組滑片在兩組共軛凸輪的驅動下從圖1所示的極限位置朝相背方向移動，關閉的出口打開，圖示滑片組左側兩圓盤相背側的工作空腔與餘隙空間合成一體並變小，流體從打開的出口排出；當凸輪的最高點滑過滑片組的兩滑片後，每滑片組右側兩圓盤相背側的餘隙空腔並變大形成工作空腔，同時進口打開，流體從進口進入剛形成工作空腔。
注滑片組的兩滑片與凸輪形成的小空間變化極小在忽略不計，以下過程一樣。
當凸輪轉到45度角位置時，各零件的相對位如圖2所示，凸輪按圖示方向轉動，滑片組左側的空間變小，滑片組右側的空間變大，滑片組、凸輪、圓盤、軸、缸套形成16個工作空腔。
當凸輪轉到90度角位置時各零件的相對位置如圖3所示，這時四組滑片滑動到相背方向滑動的極限位置，中間凸輪將兩圓盤相向側的進出口關閉，此時滑片組、凸輪、圓盤、軸、缸套形成12個工作空腔及圓盤相向側的8個餘隙空腔；接著凸輪以圖示箭頭方向轉動，四組滑片在兩組共軛凸輪的驅動下從圖3所示的極限位置朝相向方向移動，關閉的出口打開，滑片組左側兩圓盤相向側的工作空腔與餘隙空間合成一體並變小，流體從打開的出口排出；當凸輪的最高點滑過滑片組的兩滑片後，每滑片組右側兩圓盤相向側的餘隙空腔並變大形成工作空腔並變大，同時進口打開，流體從進口進入剛形成的工作空腔。
當凸輪轉到135度角位置時，各零件的相對位置如圖4所示，凸輪按圖示方向轉動，滑片組左側的空間變小，滑片組右側的空間變大，滑片組、凸輪、圓盤、軸、缸套形成16個工作空腔。
當凸輪轉到180度位置時，各零件的相對位置回到如圖1所示的位置，此時滑片組、凸輪、圓盤、軸、缸套形成的各個工作空腔完成一次循環變化。凸輪從180度位置轉到360度位置各工作空腔又完成一次循環變化。
凸輪轉動時圖1-4所示滑片組左側各工作空腔容積減小速度之和、滑片組右側個工作空腔的容積增加速度之和均近似為一常數。若工作空腔內充滿著是不可壓縮的流體，隨著凸輪的轉動，滑片右側的每個工作空腔變大、單位時間內每個工作空腔增加容積之和近似為一常數，滑片左側的每個工作空腔變小、單位時間內每個空腔減小的空間之和近似為一常數，流體就以一近似常數的總流量流進與排出工作空腔。
由於共軛凸輪組、圓盤、滑片組、軸、缸體之間形成密封的空間即以一垂直於軸線的平面對稱的、也以軸線軸對稱的，流體對零件產生的軸向力與徑向力是相互平衡的。滑片的運動是兩兩分別沿自己的中心線相向或相背方向運動，產生的往復慣性力與躍動也能相互平衡抵消。機構運轉是很平穩的。
圖1-4中，圓盤內每槽滑片的數量是兩片，滑片也可以是一片、三片、四片。滑片的運動規律可以是簡諧運動、也可以是兩極限位置有停留的運動。圓柱凸輪旋轉一周也可使得從動件滑片產生兩次以上同樣的往復運動，對應的圓盤上槽與滑片組的數量等於凸輪旋轉一周滑片往復運動的次數。圓盤每槽兩片以上的滑片，每槽內的滑片能夠形成兩條以上的密封線；滑片運動是兩極限位置有停留的運動，每極限位置對應的凸輪曲面上就有一小片的扇形平面，曲面最高處的小平面與圓盤的端面形成面密封；它們都能提高工作空腔的密封性能。
圖1轉子在0度位置的圓柱剖面展開原理圖；圖2轉子在45度位置的圓柱剖面展開原理圖；圖3轉子在90度位置的圓柱剖面展開原理圖；圖4轉子在135度位置的圓柱剖面展開原理圖；圖1-4中的元件1、兩端凸輪 2、圓盤 3、出口 4、滑片 5、進口 6、中間凸輪圖5液體泵體的爆炸圖；圖6液體泵體的主視圖；圖7液體泵體的A-A剖視圖；圖8液體泵體的B-B剖視圖；圖9液體泵體的C-C剖視圖；圖5-9中的元件1、螺絲 2、前端蓋 3、前缸套 4、螺栓 5、軸承6、軸7、鍵 8、兩端凸輪9、軸套 10、圓盤11、滑片 12、中間凸輪13、中缸套 14、螺帽15、螺帽16、後缸套 17、後端蓋 18、定位銷 19、出口20、進口圖10內轉子氣馬達的主視圖；圖11內轉子氣馬達的A-A剖視圖；圖12內轉子氣馬達的B-B剖視圖；圖13內轉子氣馬達的C-C剖視圖；圖10-13中的元件1、螺絲 2、前端蓋 3、前缸套 4、螺栓 5、軸承6、軸 7、鍵 8、前後凸輪9、軸套10、圓盤 11、滑片12、中間凸輪 13、中缸套 14、螺帽15、螺帽 16、後缸套 17、後端蓋 18、定位銷 19、20、21、22、槽23、24、配氣槽 25、26、27、進氣口 28、排氣口圖14外轉子液壓馬達的爆炸圖；圖15外轉子液壓馬達的A-A剖視圖；圖16外轉子液壓馬達的B-B剖視圖；圖17外轉子液壓馬達的C-C剖視圖；圖18外轉子液壓馬達的D-D剖視14-18中的元件
1、螺絲2、端蓋3、軸承4、兩端凸輪5、缸套6、軸 7、半圓盤 8、螺栓9、中間凸輪10、缸體11、鍵 12、螺絲 13、滑片 14、排液道 15、進液道注每幅圖中零件標號一樣的表示是一樣的零件，不是同一個零件。
實施方式方式1該方式是用作液體泵。可用於輸送不可壓縮無固體雜質的流體，也可用於將機械能轉化成液壓能的液壓泵。
如圖5-9所示是液體泵的一組圖，凸輪旋轉一周使得從滑片有兩次同樣的往復運動、並在極限位置有停留，中間凸輪的兩端曲面是以一垂直於軸的平面對稱的，圓盤的每槽內有兩片滑片。
如圖5-7所示三個鍵(7)分別嵌在兩端凸輪(8)的鍵槽、中間凸輪(12)鍵槽與軸(6)上對應的三鍵槽內；軸上的最外凸肩、凸輪內向內的臺階、兩個軸套(9)軸向的端面兩兩重合，軸上的螺紋與螺帽(15)將它們壓緊；它們緊固聯結後兩端凸輪與中間凸輪成為兩組共軛凸輪。凸輪內臺階的高度等於軸套的厚度且大於凸輪鍵槽的深度。凸輪與軸套的外圓面連接是密封緊配連接。
如圖5-9所示。缸套(3)、(13)、(16)與兩圓盤(10)通過止口對中同心。每個圓盤上中心有讓軸套穿過的孔，每個圓盤上還有兩槽，槽起於中心孔的圓柱面、沿徑向止於與缸套內徑一樣的圓柱面，槽的另兩面在軸線的兩側且與軸線等距的兩平行平面(以下稱之為軸平行面)。在缸套與圓盤的圓周上有定位銷(18)限定它們在圓周上的相對位置，螺栓(4)穿過缸套圓盤圓周上均部的孔鎖上螺帽(14)將它們緊固。緊固後，圓盤與軸套、圓盤與凸輪的曲面最高處、缸套的內表面與凸輪的外圓面保持間隙密封，兩圓盤的軸平行面兩兩同面。
如圖5、9所示。四組滑片(11)在圓盤(10)的槽內。滑片的兩軸向端面為圓柱面與兩端的共軛凸輪曲面形成線密封；滑片的兩徑向面為圓柱面，外圓柱面與缸套及圓盤槽的圓柱面形成面密封，內圓柱面與軸套的外圓柱面形成面密封；每組滑片中滑片的兩側面即與軸線平行的平面、圓盤槽的軸平行面兩兩形成面密封。
如圖5、6、7所示。軸的支承由軸承(5)來支承，前後軸承的外圈分別坐落在前端蓋(2)、後端蓋(17)上，前後端蓋用止口使端蓋上的軸承座與前後缸套同軸，前後缸套與前後端蓋連接處有圓周均布的螺紋孔，螺絲(1)將端蓋緊固在前後缸套上。
如圖5-9所示。缸套上在每組滑片的兩側與圓盤的兩側有進口(20)與出口(19)，進出口的形狀是在滑片到一極限位置時且圓盤的凸輪最高點與滑片接觸側的空間不變化時凸輪將該空間的進出口封住的形狀。
以上是液體泵的結構特徵。
工作原理如圖8、9所示。根據共軛圓柱凸輪軸向滑片式容積機構工作原理。扭矩通過聯軸器從軸(6)輸入，軸帶動凸輪按圖示實心箭頭方向轉動，滑片(11)由共軛凸輪(8)、(12)驅動在圓盤(10)的槽內做往復滑動，圓盤(10)、凸輪(8)、凸輪(12)、滑片(11)、軸套(9)、前缸套(3)、中缸套(12)、後缸套(16)形成的工作空腔做周期性的變化，凸輪定時地打開與關閉進出口。液體就不斷地從進口(20)吸入、從出口(19)排出。如圖9為一圖例，空心箭頭為圖示位置流體的進出方向。
如圖5所示泵的安裝步驟是1、將一個鍵(7)嵌入軸前端的鍵槽中；2、在軸上依次套入前端凸輪(8)、一個軸套(9)、一個圓盤(10)；3、在圓盤的槽裝入兩組滑片(11)；4、將第二個鍵(7)嵌入軸(6)的中間鍵槽中；5、在軸上依次套入中間凸輪(12)、另一軸套(9)、中缸套(13)、另一圓盤(10)，前後兩圓盤的槽要對齊；6、在另一圓盤的槽裝入另兩組滑片(11)；7、將第三個鍵(7)嵌入軸(6)後端的鍵槽中；8、在軸上套入後端凸輪(8)；9、鎖緊螺帽(15)；10、在軸上套入兩端軸承(5)；11、套上前缸套(3)、後缸套(16)；12、插入定位銷(18)；13、用緊固件將缸套與圓盤緊固；14、蓋上前後端蓋、並用緊固件緊固。
安裝中還有根據零件的配合間隙可能要加墊片加以調整達到最佳配合。
特點有1、採用軸套(9)，使得軸的高精度加工面減少，並為凸輪增加鍵槽的厚度；2、採用軸套(9)，使得套入凸輪時不會傷到密封面；3、零件的易損件是滑片，更換後調整墊片的厚度可以達到很好的配合精度；4、流體產生的軸向力與徑向力平衡，採用普通軸承即可；5、滑片產生的往復慣性力與躍動相互抵消，震動小；6、容積的變化速度穩定，輸入的扭矩也穩定，扭震也小；7、受力平衡、震動與扭震小，使用壽命長；8、空腔的密封為面密封與雙滑片的雙線密封，密封性能好；9、結構緊湊。
方式2該方式是用作壓縮機與真空泵。用於壓縮可壓縮的氣體與抽真空使用。
該方式在結構上是在方式1的結構基礎上，在出口位置增加排氣單向閥。
工作原理根據共軛圓柱凸輪軸向滑片式容積機構工作原理。扭矩從軸輸入，軸帶動凸輪轉動，當滑片過了極限位置後其一側的工作空腔進氣口關閉、並逐漸變小，該工作空腔的氣體壓力升高，當壓力升高到一定壓力時排氣單向閥打開，隨著凸輪轉動該工作空腔逐漸減小到餘隙空腔，氣體就被壓縮排出，此時滑片做一次往復運動回到原來的極限位置；與此同時滑片過了極限位置後在圓盤的同側滑片的另一側餘隙空腔增大形成工作空腔，凸輪打開進氣口，氣體從進氣口進入，隨著凸輪轉動，該工作空腔逐漸增大，到該工作空腔最大時，進氣口關閉，此時滑片做一次往復運動回到原來的極限位置；在圓盤的一側空腔隨著滑片做一次往復運動，完成一次進氣、壓縮排氣循環。在圓盤的相背側與相向側同時進行著以上的工作循環這樣隨著凸輪轉動，只是相向側與相背側的工作循環相差90度相位角。輸入的扭矩使軸轉動，氣體就不斷地被吸入與壓縮排出。
方式3該方式是用於內轉子氣馬達。
該方式在結構上是在方式1的結構基礎上，在進口通道上有配氣機構。
如圖10-13所示在缸套(3)上有槽(19)及與之相鄰的進氣口(25)，在槽(19)與進氣口(25)之間的凸輪的外圓上有以軸線對稱的兩段槽(23)，該槽使得帶該槽的凸輪的最高處轉到滑片位置且該凸輪關閉排氣口(28)時將進氣口(25)與槽(19)相通，並在之後的一定轉角內保持相通。
另一端的凸輪的外圓上也有兩段槽，兩端的兩個凸輪的槽是以中間凸輪垂直於軸的中心面對稱的，另一端凸輪的槽也使得帶該槽的凸輪的最高處轉到滑片位置且該凸輪關閉後缸套(16)上的排氣口(28)時將後缸套(16)上的進氣口(27)與槽(22)相通，並在之後的一定轉角內保持相通。
中間缸套(13)上有槽(20)、(21)，兩槽之間有進氣口(26)，進氣口(26)下方的中間凸輪上有軸對稱的兩段槽(24)，該槽使得中間凸輪的最高處轉到滑片位置且中間凸輪關閉排氣口(28)時將進氣口(26)與槽(20)、槽(21)相通，並在之後的一定轉角內保持相通。槽(19)、(20)、(21)、(22)的一端到達圓盤。
凸輪圓柱面上的槽所佔的角度一樣並大於90度。
工作原理根據共軛圓柱凸輪軸向滑片式容積機構工作原理。當高壓氣體送到進氣口(25)、(26)、(27)時，由於配氣槽的結構，配氣槽使得其中四個工作空腔與進氣口相通，高壓氣體就推動凸輪帶動軸按圖12、13所示方向轉動，轉過一定角度當滑片的一端滑過凸輪的最高點後配氣槽使得剛形成的四個工作空腔與進氣口相通；接著進入壓縮機的逆過程，設在滑片滑過兩端凸輪(8)的最高點後，配氣槽(23)轉到進氣口(25)、(27)位置，進氣口(25)、(27)、槽(19)、(22)與兩端凸輪(8)剛形成的工作空腔(以下稱兩端做功空腔)相通，高壓氣體推動兩端凸輪(8)轉動做功，同時滑片另一側兩端凸輪(8)形成的空腔(以下稱兩端排氣空腔)變小，氣體從排氣口(28)排出；當滑片滑過兩端凸輪(8)的最低點後既滑片的另一端滑過中間凸輪(12)的最高點後，配氣槽(24)轉到進氣口(26)與中間凸輪(12)剛形成的工作空腔(以下稱中間做功空腔)相通，高壓氣體推動中間凸輪(12)做功，同時滑片另一側中間凸輪(12)形成的空腔(以下稱中間排氣空腔)變小，氣體從排氣口(28)排出；接著兩端凸輪(8)的配氣槽(23)轉過進氣口(25)、(27)，兩端做功空腔封閉，高壓氣體膨脹做功；滑片再次滑到兩端凸輪(8)的最高點時，兩端做功空腔最大，兩端排氣空腔減小成餘隙空腔，兩端凸輪(8)形成的工作空腔完成一次工作循環；接著滑片滑過兩端凸輪(8)的最高點後，兩端做功空腔的做功過程結束並與排氣口相通、兩端做功空腔轉成兩端排氣空腔，同時兩端凸輪(8)又形成兩端做功空腔與進氣口相通，兩端凸輪(8)形成的工作空腔進入下一次工作循環。中間凸輪(12)形成的空間的工作過程同兩端凸輪(8)相同，只是相差90度相位角。這樣隨著高壓氣體不斷地引入，推動凸輪做功，從軸(6)輸出扭矩。高壓氣體的流動如圖11、13中的箭頭所示。
特點有1、採用軸套(9)，使得軸的高精度加工面減少，並為凸輪增加鍵槽的厚度；2、採用軸套(9)，使得套入凸輪時不會傷到密封面；3、零件的易損件是滑片，更換後調整墊片的厚度可以達到很好的配合精度；4、流體產生的軸向力與徑向力平衡，採用普通軸承即可，軸承壽命提高；
5、滑片產生的往復慣性力與躍動相互抵消，震動小；6、容積的變化速度穩定；7、受力平衡、震動與扭震小，使用壽命長；8、空腔的密封為面密封與雙滑片的雙線密封，密封性能好；9、結構緊湊。
方式4該方式是用作內轉子液壓馬達。結構與方式1相同。
工作原理為如圖6-9所示。根據共軛圓柱凸輪軸向滑片式容積機構工作原理。從進口(20)輸入高壓液體，工作過程是方式1的逆過程，高壓液體對凸輪產生一個切向的合力推動凸輪按圖示方向轉動，高壓液體對零件產生的軸向與徑向的合力相互平衡，做功後的液體從出口(19)排出。若從出口(19)輸入高壓液體，高壓液體推動凸輪朝圖示相反方向轉動，做功後的液體從進口(20)排出。
為增加輸出扭矩，讓凸輪每轉使得滑片的升降程數增加，對應的圓盤上的槽、滑片、缸套上的進出口對數也相應增加。如升降程數增加到4次而其它不變，輸出扭矩就增加一倍。
特點有1、採用軸套(9)，使得軸的高精度加工面減少，並為凸輪增加鍵槽的厚度；2、採用軸套(9)，使得套入凸輪時不會傷到密封面；3、零件的易損件是滑片，更換後調整墊片的厚度可以達到很好的配合精度；4、流體產生的軸向力與徑向力平衡，採用普通軸承即可，軸承壽命提高；5、滑片產生的往復慣性力與躍動相互抵消，震動小；6、容積的變化速度穩定，輸出的扭矩穩定，變化小；7、正反轉控制容易，且輸出的扭矩大小特性一樣；8、受力平衡、震動與扭震小，使用壽命長；9、空腔的密封為面密封與雙滑片的雙線密封，密封性能好；10、結構緊湊。
方式5該方式是用作外轉子液壓馬達。
如圖14-18所示四塊半圓盤(7)兩兩由螺栓(8)固定在軸(6)上的兩條環槽內，半圓盤的內徑與軸上的環槽的外徑一樣，半圓盤的厚度等於軸上環槽的寬度，固定後兩圓盤槽的軸平行面兩兩同面，半圓盤有部分徑向寬度等於軸上環槽的深度使得兩半圓盤固定後這部分的外圓面(以下稱之為槽圓柱面)與軸的外圓面同圓柱面，固定後在同一槽內的半圓盤的端面兩兩同面。
兩端凸輪(4)、中間凸輪(9)、兩缸套(5)裝在缸體(10)內，一端凸輪(4)的臺階端面、一缸套(5)兩端面、中間凸輪(9)的兩臺階端面、另一缸套(5)的兩端面、另一端凸輪(4)的臺階端面兩兩重合，凸輪外圓面與缸套的內圓面緊配合且密封，缸套的厚度、兩端凸輪(4)臺階高度、中間凸輪(9)高度相等。
兩端凸輪(4)、中間凸輪(9)的最外圓面上有鍵槽，缸體(10)上有三條鍵槽；三個鍵(11)將兩端凸輪、中間凸輪與缸體(10)相連，相連後兩端凸輪與中間凸輪形成共軛，螺絲(12)將鍵(11)緊固在兩端凸輪(4)與中間凸輪(9)上，相連後兩端凸輪與中間形成兩組共軛凸輪；兩軸承(3)套在軸的兩端，軸承外圈坐落在兩端蓋(2)上。
兩端蓋(2)與缸體(10)用螺絲(1)緊固，緊固後端蓋上軸承座端面分別壓在兩端凸輪上，兩端蓋(2)、兩端凸輪(4)、兩缸套(5)、中間凸輪(9)、缸體(10)連成一體。
在兩半圓盤(7)形成的每條槽內有滑片(13)。
滑片在兩半圓盤(7)形成的槽內滑動，滑片的軸向兩端面為圓柱面分別與共軛凸輪的兩曲面保持線密封；滑片的內徑向面為圓柱面與軸外圓面、槽圓柱面間隙配合密封；滑片的外徑向面為圓柱面與缸套內表面間隙配合密封；滑片與半圓盤的軸平行面間隙配合密封；缸套內圓柱面與半圓盤外圓面間隙配合密封；凸輪內圓柱面與軸外圓面間隙配合密封。
凸輪旋轉一周使得滑片做兩次同樣的往復運動，並在極限位置有停留，即凸輪曲面為以軸線對稱的曲面且最高處為一小平面，凸輪最高處的小平面與半圓盤的端面間隙配合密封。
軸(6)內有兩條通道(14)、(15)，在軸上兩環槽兩側與滑片兩側有孔，滑片兩側的孔分別與軸內的兩通道相通。
外轉子裝配步驟如下1、在軸(6)上套入中間凸輪(9)；2、將四塊半圓盤用螺栓(8)固定在軸上的槽內，裝好半圓盤形成的槽對著軸上槽一側兩孔的中間；3、在兩端套入兩缸套(5)；4、滑片槽內裝入滑片(13)；5、在兩端裝入兩端凸輪(4)，注意鍵槽與中間凸輪鍵槽的相對位置；6、套入缸體(10)，使得其鍵槽與三個凸輪的鍵槽相對應；7、在鍵槽內嵌入鍵(11)，鎖上固定螺絲(12)；8、套入兩端軸承(3)；9、裝上兩端蓋(2)，鎖上螺絲(1)。
工作原理如圖15-18所示。根據共軛圓柱凸輪軸向滑片式容積機構工作原理。高壓液體從通道(15)按圖示的空心箭頭方向從軸上的孔流入兩端凸輪(4)、中間凸輪(9)、缸套(5)、半圓盤(7)、滑片(13)形成的滑片一側的工作空腔內，高壓液體對凸輪產生一個切向的合力推動兩端凸輪與中間凸輪朝圖示實心箭頭方向轉動；高壓液體對零件產生的軸向與徑向的合力相互平衡。隨著凸輪轉動，兩端凸輪與中間凸輪將滑片另一側空間內的液體按圖示空心箭頭方向從通道(14)排出。轉動的凸輪帶動缸體(10)、兩端蓋(2)朝圖示實心箭頭方向轉動，將高壓液體的液壓能轉化成機械能。若高壓液體從通道(14)流入，從通道(15)排出，缸體(10)、兩端蓋(2)朝圖示實心箭頭相反方向轉動。
特點1、液體產生的軸向力與徑向力平衡，採用普通軸承即可，軸承壽命提高；2、滑片產生的往復慣性力與躍動相互抵消，震動小；3、容積的變化速度穩定，輸出的扭矩穩定，變化小；4、正反轉控制容易，且輸出的扭矩大小特性一樣；5、受力平衡、震動與扭震小，使用壽命長；6、空腔的密封為面密封與雙滑片的雙線密封，密封性能好；7、結構緊湊。
權利要求
1.一種容積機構，包括a)、兩組既以垂直於軸線的面對稱又以軸線對稱的共軛圓柱凸輪；b)、位於共軛凸輪之間的圓盤，圓盤有兩條以上以軸線對稱的槽；c)、在圓盤槽內與共軛凸輪之間的滑片；d)、缸體；e)、軸；f)、端蓋；g)、軸承。
2.如權利1所述的機構構成的泵，還包括軸套。
3.如權利2所述的泵，其特徵為a)、圓盤與固定的缸體連接成一體；b)、軸上一端有卡住凸輪的凸臺，另一端有螺紋；c)、軸與凸輪、軸套連接成一體，可以自由轉動；d)、缸體上在圓盤兩側與槽兩側有孔。
4.如權利1所述的機構構成的壓縮機、真空泵，還包括軸套、排氣閥。
5.如權利4所述的壓縮機、真空泵，其特徵為a)、圓盤與固定的缸體連接成一體；b)、軸上一端有卡住凸輪的凸臺，另一端有螺紋；c)、軸與凸輪、軸套連接成一體，可以自由轉動；d)、缸體上在圓盤兩側與圓盤槽兩側有孔；e)、排氣閥在圓盤槽一側的孔上。
6.如權利1所述的機構構成的氣馬達，其特徵為a)、圓盤與固定的缸體連接成一體；b)、軸上一端有卡住凸輪的凸臺，另一端有螺紋；c)、軸與凸輪、軸套連接成一體，可以自由轉動；d)、缸體上圓盤槽的一側有排氣孔、另一側有槽與進氣孔；e)、凸輪上在缸體上的槽與進氣孔之間有配氣槽，槽的長度大於凸輪外圓周長與每圓盤的槽數比。
7.如權利2所述的泵的結構用於內轉子馬達。
8.如權利1所述的機構構成的外轉子馬達，還包括缸套。
9.如權利8所述的外轉子馬達，其特徵為a)、圓盤由兩塊半圓盤組成並與固定的軸連接成一體；b)、凸輪、缸套、缸體、兩端蓋連成一體並繞軸轉動；c)、軸內有兩條通道；d)、軸上在圓盤兩側與圓盤槽的兩側有孔，圓盤槽兩側的孔分別與軸內的兩條通道連通。
10.如權利1所述的凸輪使得滑片在兩極限位置有短時間的停留。
11.如權利1所述的圓盤的每條槽內有一片以上的滑片。
全文摘要
一種容積機構主要由既以軸線對稱又以垂直軸的面對稱的共軛圓柱凸輪組、圓盤、滑片、軸、缸套、軸承、端蓋組成。共軛凸輪夾著圓盤、滑片，滑片在圓盤上的槽內滑動。該機構形成空間既是軸對稱的又是以垂直於軸的面對稱的空間。該機構組成的流體機械，流體產生的徑向載荷與軸向載荷相互平衡；滑片產生的往復慣性力與躍動相互平衡，容積的變化率近似為常數。用於液體泵與液壓馬達，流體的壓力與流量平穩，輸入與輸出的扭矩變化小，運行穩定。
文檔編號F01C1/067GK101042132SQ20071010075
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月17日 優先權日2007年4月17日
發明者陳崟 申請人:陳崟