[實用新型]二維圓柱導軌軸向活塞泵

有效

• 申請號: 201520193037.0
• 申請日: 2015-04-01
• 公開（公告）號: CN204591607U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 阮健;豐章俊;李勝;童成偉;申屠勝男;金丁燦;孟彬
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F04B1/22
• 分類號: F04B1/22;F04B53/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本實用新型涉及一種二維圓柱導軌軸向活塞泵，屬于流體傳動及控制領域中的液壓泵及液壓馬達。

背景技術

活塞泵用活塞和油缸體作為主要工作構件。當活塞在缸體的活塞孔中作往復運動時，由活塞與缸體組成的密閉工作容積腔發生容積變化，完成吸、排油過程。根據活塞在缸體中的不同排列形式，活塞泵分為徑向式和軸向式兩大類。徑向活塞泵由于結構復雜、體積較大，在許多場合已經被軸向活塞泵替代。軸向活塞泵的活塞中心線平行(或基本平行)于油缸體的軸線。此類泵的密封性好，具有工作壓力高(額定工作壓力一般可達32—40MPa)，在高壓下仍能保持相當高的容積效率(一般在95％左右)及總效率(一般在90％以上)，容易實現變量以及單位功率的重量輕等優點；廣泛運用于壓力加工機械、起重運輸設備、工程機械、船舶甲板機械、冶金機械、火炮和空間技術領域中，并可被作為高壓及高壓油源。

傳統常見的軸向活塞泵的工作原理：當傳動軸帶動缸體轉動時，缸體會帶動活塞轉動，通過改變活塞和傾斜平面之間或與傳動軸之間的角度，使得活塞在活塞腔內作直線往復運動。依靠活塞在缸體孔內往復運動，使密封工作容腔容積發生變化來實現吸、壓油。傳統的軸向活塞泵其內部相對運動的零件多，對材料材質、加工精度要求高，對油液污染敏感，加工、使用、維護的要求和成本較高，價格昂貴；缸體隨傳動軸一起轉動，轉動慣量大，導致啟動、停止、調速的響應速度慢，不利于通過調速來控制泵的輸出流量；缸體內摩擦副較多，高速轉動下，缸體溫升較快，配流盤、活塞等零件的磨損直接影響泵的使用壽命和耐久性。除此之外，由于活塞泵本身工作原理的限制，傳動軸轉動一周，每個活塞只能實現一次吸油和一次排油，其排量受到了限制。

發明內容

為了克服現有軸向活塞泵存在的上述缺陷，本實用新型提供一種結構新穎緊湊、體積小、重量輕、傳動簡單、易調速、排量高、利用活塞雙自由度(旋轉的同時能夠軸向移動)的運動原理實現連續的吸排油的二維圓柱導軌軸向活塞泵。

本實用新型采用的技術方案是：

二維圓柱導軌軸向活塞泵，包括泵體、缸體和活塞，缸體置于泵體中并與泵體固定連接；泵體上開有吸排油孔和泄露油回油通道，泵體的左、右兩端分別通過卡簧固定安裝有左、右端蓋，其特征在于：所述的缸體的左、右兩端分別固設有具有不同滾輪滾動曲面的左導軌和右導軌，并且左導軌和右導軌相互呈90度錯開布置，即左導軌的最高點和最低點分別與右導軌的最低點和最高點相對應；

所述的缸體的內腔中心設置有活塞，并且所述的活塞可沿缸體內腔的軸向作直線往復運動；在所述的活塞的左、右兩端分別安裝有與活塞同心的左塞環和右塞環，所述的左塞環、右塞環分別固定在缸體上；所述的左塞環、活塞左端和缸體共同圍合的空間構成左腔室，所述的右塞環、活塞右端和缸體共同圍合的空間構成右腔室，左腔室與右腔室的容積隨活塞的往復運動交錯變化；當活塞從最左端往最右端軸向運動時，左腔室容積逐漸變大，右腔室容積逐漸變小；相反，當活塞從最右端往最左端軸向運動時，右腔室容積逐漸變大，左腔室容積逐漸變小；

所述的活塞上設置有臺肩，所述的臺肩的表面上開設有均勻布置的四個矩形溝槽，并且四個矩形溝槽的槽口位置相互錯開布置；所述的缸體的對應位置上均勻分布有與四個矩形溝槽相對應的兩組窗口，并且兩組窗口通過開在缸體表面的環形槽相互貫通；工作時，活塞上的矩形溝槽與缸體上的窗口發生溝通，容積逐漸變大的腔室通過溝通的矩形溝槽和窗口從油箱吸油，容積逐漸減小的腔室通過溝通的溝槽和窗口將腔內油液排出；

所述的活塞的左端安裝有一字銷軸，所述的一字銷軸的軸端對稱安裝有一組左軸承大滾輪，所述的一字銷軸的左端安裝有一與左端蓋固定連接的滾輪罩，所述的一字銷軸緊固在活塞上；所述的活塞的右端安裝有十字銷軸，所述的十字銷軸的軸端分別對稱安裝有一組右軸承大滾輪和一組用于傳遞扭矩的軸承小滾輪，所述的十字銷軸緊固在活塞上；所述的左軸承大滾輪和右軸承大滾輪分別設置在所述的左導軌和右導軌上，并且分別可沿左導軌和右導軌滾動；

所述的十字銷軸通過2D聯軸器安裝在開有通孔的右端蓋上，無刷電機與所述的2D聯軸器過緊配合，所述的無刷電機通過2D聯軸器將扭矩傳遞到軸承小滾輪，帶動軸承小滾輪轉動，從而帶動十字銷軸、活塞和一字銷軸一起轉動。當電機帶動2D聯軸器旋轉時，2D聯軸器通過十字銷軸上的軸承小滾輪將扭矩傳遞至活塞，從而使得活塞旋轉，活塞旋轉的同時并往復運動實現吸排油腔的切換和連續的吸排油。