[發明專利]一種帶磁軸承的振動主動控制式軸向柱塞泵

有效

• 申請號: 201910999952.1
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN110863965B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 葉紹干;施嘉佳;侯亮;卜祥建
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: F04B1/16
• 分類號: F04B1/16;F16C32/04
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本發明公開了一種帶磁軸承的振動主動控制式軸向柱塞泵，包括殼體、階梯式驅動軸、斜盤、柱塞運動組件、缸體、徑向缸體磁控外環、第一、二徑向永磁軸承、軸向定位磁控軸承。所述徑向缸體磁控外環通過位移傳感器實時采集振動信號，根據振動大小調節徑向缸體磁控外環。所述第一、二徑向永磁軸承通過同磁性相斥的原理實現所述階梯式驅動軸的懸浮狀態。所述軸向定位磁控軸承通過控制電流大小來調控電磁力以保證驅動軸的軸向定位。本發明所提出的一種帶磁軸承的振動主動控制式軸向柱塞泵及其控制方法，在實現驅動軸懸浮的同時，實時監測及控制缸體的振動大小，減小了軸承與驅動軸之間的摩擦、提升了缸體的動態穩定性，提高軸向柱塞泵的穩定性和可靠性。

技術領域

本發明屬于軸向柱塞泵技術領域，具體涉及一種帶磁軸承的振動主動控制式軸向柱塞泵。

背景技術

軸向柱塞泵具有體積小、功重比大、變量方式多樣等優點，在工程機械、海洋工程和航空航天等領域得到了廣泛的應用。轉子系統作為軸向柱塞泵的核心部件之一，受結構限制、加工影響和外部載荷等因素的影響，存在不可避免的偏心和不平衡。在高速高壓工況下，傳統軸向柱塞泵的缸體位姿無法進行控制，易發生缸體傾覆等失穩現象，影響了軸向柱塞泵的可靠性和壽命。

本發明所提出的一種帶磁軸承的振動主動控制式軸向柱塞泵及其控制方法，提出將作用力和支承剛度可調的磁軸承用于軸向柱塞泵缸體位姿和穩定性的調節，通過在軸向柱塞泵缸體外部安裝一磁控外環以主動調節執行電磁體中的電流，根據外部負載的變化情況，主動實時調節電磁力，以控制缸體及驅動軸的位置偏離參考平衡位置的范圍，從而提高了軸向柱塞泵轉子系統的穩定性，減小了軸向柱塞泵在高速高壓工況下失穩的可能性，對提高軸向柱塞泵的可靠性和壽命具有重要意義。

發明內容

為提高現有軸向柱塞泵轉子系統的動態穩定性和可靠性，減少其在高速高壓工況下的失穩現象，本發明基于永磁軸承及主動控制式磁控原理，提出一種帶磁軸承的振動主動控制式軸向柱塞泵，對于提高軸向柱塞泵的穩定性和可靠性具有重要的意義。

為了解決上述的技術問題，本發明提供了1.一種帶磁軸承的振動主動控制式軸向柱塞泵，其特征在于包括：殼體、階梯式驅動軸、斜盤、柱塞運動組件、缸體、徑向磁控外環、第一、二徑向永磁軸承、軸向定位磁控軸承；

所述殼體套設在缸體外，所述徑向磁控外環設置在殼體與缸體之間，并與缸體同心；所述徑向磁控外環通過螺栓組件與所述殼體相連；

所述階梯式驅動軸與缸體同軸設置，軸向定位磁控軸承同心安裝在所述階梯式驅動軸上并與所述殼體左端面通過螺栓組件相連；所述第一、二徑向永磁軸承安裝在所述階梯式驅動軸的左、右兩側；

所述階梯式驅動軸穿過斜盤，并且所述斜盤與階梯式驅動軸的中軸線形成不等于90°的傾角；所述缸體內繞軸設有圓周陣列的缸孔，柱塞運動組件置于缸孔內，其左端每個柱塞滑靴組件通過回程盤壓緊于斜盤上。

所述缸體隨階梯式驅動軸旋轉時，由于斜盤的傾角作用，柱塞運動組件在缸體內進行往復運動；

所述徑向磁控外環包括一與所述殼體螺栓組件相連的環殼、四塊電磁體、四段主動電磁線圈，兩個位移傳感器；

其中，四塊電磁體均勻安裝在環殼內，兩個位移傳感器分別安裝在環殼的軸向和徑向外圈。四段主動電磁線圈環向纏繞在所述電磁體上，并通過出線口引線。沿軸向和徑向軸對稱分布的兩個電磁體分別視為一組磁控裝置，所述位移傳感器監測軸向柱塞泵缸體軸向和徑向位置偏離中心參考位置的位移偏差，并反饋至控制器，控制器將檢測的位移變換成控制信號，并通過功率放大器將這一控制信號轉換成控制電流信號,電流的大小變化使執行電磁體中產生不同大小的磁力,從而控制所述缸體偏離中心參考位置的位移偏差；

所述軸向定位磁控軸承包括一與所述殼體左端面螺栓相連的環殼、一環形電磁體、一主動電磁線圈、一位移傳感器；