二维锥滚轮活塞泵制造技术

二维锥滚轮活塞泵，包括泵体，泵体上开有吸液孔和排液孔，泵体内设有泵单元，且泵单元与电机相连，泵单元包括固定在泵体内的缸体，缸体内设有活塞，缸体的中心轴与活塞的中心轴重合，活塞的两端均设有驱动活塞轴向移动以引起工作腔室容积変化的触发装置，且活塞两端的触发装置驱动活塞运动的方向相反。本发明专利技术的导轨与锥滚轮为线接触，增大了滚动接触的面积，降低了接触应力，有效避免打滑，也延长了接触部件的使用寿命；且润滑腔与工作腔室密闭隔开，实现了油水分离，即可适用于油介质，又适用于水介质，扩大了使用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二维锥滚轮活塞泵，属于流体传动及控制领域中的液压泵及液压马达。
技术介绍
柱塞(活塞)泵用柱塞(活塞)和油缸体作为主要工作构件。当柱塞(活塞)在缸体的柱塞(活塞)孔中作往复运动时，由柱塞(活塞)与缸体组成的密闭工作容积腔发生容积变化，完成吸、排液过程。根据柱塞(活塞)在缸体中的不同排列形式，柱塞(活塞)泵分为径向式和轴向式两大类。传统常见的轴向柱塞(活塞)泵依靠柱塞(活塞)在缸体内往复运动，使密封工作容腔容积发生变化来实现吸、压油。内部相对运动的零件多，对材料材质、加工精度要求高，对油液污染敏感，加工、使用、维护的要求和成本较高，价格昂贵；缸体随传动轴一起转动，转动惯量大，导致启动、停止、调速的响应速度慢，不利于通过调速来控制泵的输出流量；缸体内摩擦副较多，高速转动下，缸体温升较快，配流盘、柱塞(活塞)等零件的磨损直接影响泵的使用寿命和耐久性。除此之外，由于柱塞(活塞)泵本身工作原理的限制，传动轴转动一周，每个柱塞(活塞)只能实现一次吸油和一次排油，其排量受到了限制，且需要独立设计配流机构来完成工作容腔吸排油的切换。现有的柱塞泵的润滑系统与输液系统连通，用所输送的液体作为润滑剂，这种结构只适合输送油，不适合用于水介质环境。而水是人类生产与生活中最常用的液态物质，因而与水相关的机械，尤其是作为水转输与能量转换的水泵的发展一直是人们关注的焦点和研究的热点。水泵在原理与结构上主要分为叶片(离心)式与容积式，与前者相比，容积式水泵具有效率高、功率密度大和易实现高压的优点，是水泵技术的重要发展方向，因此，能实现水泵功能的活塞泵更加具有实用性。专利
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，并实现水泵功能，本专利技术提供一种二维锥滚轮活塞泵。本专利技术采用的技术方案是：二维锥滚轮活塞泵，包括泵体，泵体上开有吸液孔和排液孔，泵体内设有泵单元，且泵单元与电机相连，泵单元包括固定在泵体内的缸体，缸体内设有活塞，缸体的中心轴与活塞的中心轴重合，活塞的两端均设有驱动活塞轴向移动以引起工作腔室容积変化的触发装置，且活塞两端的触发装置驱动活塞运动的方向相反；工作腔室包括分别位于缸体两端的左腔室和右腔室，活塞的中间设有台肩，台肩的左端面和左侧的导轨将缸体内腔围隔成密闭的左腔室，台肩的右端面和右侧导轨将缸体内腔围隔成密闭的右腔室；台肩上设有两条轴对称的左轴向槽和两条轴对称的右轴向槽，且左轴向槽和右轴向槽在活塞的横截面的圆周上等间距交替设置；左轴向槽与左腔室连通，右轴向槽与右腔室连通；缸体上设有两个轴对称的左窗口和两个轴对称的右窗口，与所述的排液孔连通的左窗口和与所述的吸液孔连通的右窗口在缸体的横截面上的投影沿缸体的圆周等间距交替分布；轴对称是指以活塞的中心轴对称；轴向是指活塞的中心轴所在的方向，径向是指活塞横截面的直径所在的方向；所述触发装置包括导轨和滚轮，导轨固定在缸体的端部，活塞贯穿导轨，且活塞的端部设有悬架，悬架上连接一对轴对称的滚轮；导轨呈轴向的环状曲面，曲面带有轴向的起伏，所述的导轨在中心轴方向的投影呈圆环状，所述的曲面有2个最高点和2个最低点，所述的最高点和最低点分别位于所述的圆环的相互垂直的两条直径上，所述的曲面分别依照所述的两条直径对称；滚轮在导轨上滚动，推动活塞沿轴向移动；位于活塞两端的导轨的曲面起伏的波形，相互反相；导轨的曲面的波形与左轴向槽和右轴向槽、左窗口和右窗口的位置具有如下对应关系：第一阶段导轨和滚轮驱动活塞向左移动，左轴向槽对准左窗口，左腔室排除液体，同时右轴向槽对准右窗口，右腔室吸入液体；第二阶段导轨和滚轮驱动活塞向右移动，左轴向槽对准右窗口，左腔室吸入液体，同时右轴向槽对准左窗口，右腔室排出液体；所述的导轨的内环侧高于外环侧；所述的滚轮是锥滚轮，锥滚轮的滚动面与导轨适配；活塞两端的触发装置之一的悬架与穿入泵体内的电机输出轴同轴相连；泵体的端盖与导轨将泵体内腔围隔成密闭的润滑腔，润滑腔通过开设在泵体上的润滑通道连通，且润滑通道上设有润滑油口。进一步，所述的左窗口和右窗口位于中心轴的不同位置。进一步，电机的输出轴上连接有拨叉，悬架的端部固定有拨盘，拨盘上开设有受力槽，拨叉设在受力槽内；拨叉的两侧设有径向的固定柱，固定柱上固定套设有轴承，拨叉通过轴承推动拨盘。进一步，锥滚轮包括锥形轮套，锥形轮套包括筒体部和锥体部，锥形轮套套设在销轴上，销轴径向穿设在悬架上，筒体部与销轴之间设有球轴承，锥体部与销轴之间设有滚针轴承，球轴承和滚针轴承均套设在销轴上，并通过卡设在滚针轴承和销轴之间的螺纹套将球轴承和滚针轴承锁紧在锥形轮套内，螺纹套与销轴之间设有第一钢丝挡圈，螺纹套与锥体部之间设有第二钢丝挡圈。又进一步，导轨设有径向安装孔，左销钉穿入泵体、缸体和左侧导轨上的径向安装孔，将缸体和左侧的导轨固定在泵体上，右销钉穿入缸体和右侧的导轨上的径向安装孔，将右侧的导轨固定在缸体上；导轨上设有与活塞相配合的轴向安装孔。再进一步，悬架套设在活塞的端部，并通过圆柱销径向固定在活塞上。更进一步，两个左窗口通过缸体上的第一环形槽连通，两个右窗口通过缸体上的第二环形槽连通。本专利技术采用导轨与锥滚轮相配合的触发装置推动活塞做轴向移动和周向转动，借助活塞的轴向移动驱动工作腔室容积変化，借助活塞的轴向移动和周向转动实现配流，即分配工作腔室吸液或排液，省去了独立的配流机构。本专利技术的有益效果体现在：1、导轨与锥滚轮为线接触，增大了滚动接触的面积，降低了接触应力，有效避免打滑，也延长了接触部件的使用寿命。2、润滑腔与工作腔室密闭隔开，实现了油水分离，即可适用于油介质，又适用于水介质，扩大了使用范围。3、悬架悬挂在活塞的两端，具有相对于销轴旋转的自由度，可以对销轴两侧的锥滚轮进行自动对中微调。4、将现有活塞泵采用的轴与活塞一体化集成，简化了整体结构，利用活塞的周向转动和轴向移动实现配流，省去了传统轴向活塞泵另需配置的配油盘或阀配流结构。5、可实现连续吸排液功能和配流功能，而且活塞往复运动一次，单个活塞吸排液各进行两次，单个活塞旋转一周可实现两次往复运动，即四次吸、排液，而传统轴向柱塞(活塞)泵只能进行一次吸排液，在保证流量不变的前提下，本专利技术可以实现微型化，且成本得到大大降低。6、传统活塞泵具有活塞-缸体摩擦副和配流摩擦副，本专利技术只有活塞-缸体摩擦副，提高了工作效率。7、由于单元泵对称的运动特性，将两个单元泵串联即可基本消除流量脉动。8、采用单元泵的设计可实现单元化插装，在按二进制流量设计插装后可通过电控实现数字泵的设计。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为单元泵结构示意图。图3为活塞结构示意图。图4为图3中A-A向剖视图。图5为缸体结构示意图。图6为图5中A-A向剖视图。图7为图5中B-B向剖视图。图8为左侧的导轨的结构示意图。图9为图8中A-A向剖视图。图10为右侧的导轨的结构示意图。图11为图10中A-A向剖视图。图12为左侧的悬架、锥滚轮和拨盘装配示意图。图13为右侧的悬架和锥滚轮装配结构示意图。图14为左侧的悬架、锥滚轮和拨盘装配结构爆炸示意图。图15为右侧的悬架和锥滚轮装配结构爆炸示意图。图16为电机输出轴与拨叉装配结构爆炸示意图。图17为活塞位于0°时，单元泵结构示意图。图18为图17中A-A向剖视图。图19为图17中B-本文档来自技高网...

【技术保护点】
二维锥滚轮活塞泵，包括泵体，泵体上开有吸液孔和排液孔，泵体内设有泵单元，且泵单元与电机相连，其特征在于：泵单元包括固定在泵体内的缸体，缸体内设有活塞，缸体的中心轴与活塞的中心轴重合，活塞的两端均设有驱动活塞轴向移动以引起工作腔室容积変化的触发装置，且活塞两端的触发装置驱动活塞运动的方向相反；工作腔室包括分别位于缸体两端的左腔室和右腔室，活塞的中间设有台肩，台肩的左端面和左侧的导轨将缸体内腔围隔成密闭的左腔室，台肩的右端面和右侧导轨将缸体内腔围隔成密闭的右腔室；台肩上设有两条轴对称的左轴向槽和两条轴对称的右轴向槽，且左轴向槽和右轴向槽在活塞的横截面的圆周上等间距交替设置；左轴向槽与左腔室连通，右轴向槽与右腔室连通；缸体上设有两个轴对称的左窗口和两个轴对称的右窗口，与所述的排液孔连通的左窗口和与所述的吸液孔连通的右窗口在缸体的横截面上的投影沿缸体的圆周等间距交替分布；轴对称是指以活塞的中心轴对称；轴向是指活塞的中心轴所在的方向，径向是指活塞横截面的直径所在的方向；所述触发装置包括导轨和滚轮，导轨固定在缸体的端部，活塞贯穿导轨，且活塞的端部设有悬架，悬架上连接一对轴对称的滚轮；导轨呈轴向的环状曲面，曲面带有轴向的起伏，所述的导轨在中心轴方向的投影呈圆环状，所述的曲面有2个最高点和2个最低点，所述的最高点和最低点分别位于所述的圆环的相互垂直的两条直径上，所述的曲面分别依照所述的两条直径对称；滚轮在导轨上滚动，推动活塞沿轴向移动；位于活塞两端的导轨的曲面起伏的波形，相互反相；导轨的曲面的波形与左轴向槽和右轴向槽、左窗口和右窗口的位置具有如下对应关系：第一阶段导轨和滚轮驱动活塞向左移动，左轴向槽对准左窗口，左腔室排除液体，同时右轴向槽对准右窗口，右腔室吸入液体；第二阶段导轨和滚轮驱动活塞向右移动，左轴向槽对准右窗口，左腔室吸入液体，同时右轴向槽对准左窗口，右腔室排出液体；所述的导轨的内环侧高于外环侧；所述的滚轮是锥滚轮，锥滚轮的滚动面与导轨适配；活塞两端的触发装置之一的悬架与穿入泵体内的电机输出轴同轴相连；泵体的端盖与导轨将泵体内腔围隔成密闭的润滑腔，润滑腔通过开设在泵体上的润滑通道连通，且润滑通道上设有润滑油口。...

【技术特征摘要】
1.二维锥滚轮活塞泵，包括泵体，泵体上开有吸液孔和排液孔，泵体内设有泵单元，且泵单元与电机相连，其特征在于：泵单元包括固定在泵体内的缸体，缸体内设有活塞，缸体的中心轴与活塞的中心轴重合，活塞的两端均设有驱动活塞轴向移动以引起工作腔室容积変化的触发装置，且活塞两端的触发装置驱动活塞运动的方向相反；工作腔室包括分别位于缸体两端的左腔室和右腔室，活塞的中间设有台肩，台肩的左端面和左侧的导轨将缸体内腔围隔成密闭的左腔室，台肩的右端面和右侧导轨将缸体内腔围隔成密闭的右腔室；台肩上设有两条轴对称的左轴向槽和两条轴对称的右轴向槽，且左轴向槽和右轴向槽在活塞的横截面的圆周上等间距交替设置；左轴向槽与左腔室连通，右轴向槽与右腔室连通；缸体上设有两个轴对称的左窗口和两个轴对称的右窗口，与所述的排液孔连通的左窗口和与所述的吸液孔连通的右窗口在缸体的横截面上的投影沿缸体的圆周等间距交替分布；轴对称是指以活塞的中心轴对称；轴向是指活塞的中心轴所在的方向，径向是指活塞横截面的直径所在的方向；所述触发装置包括导轨和滚轮，导轨固定在缸体的端部，活塞贯穿导轨，且活塞的端部设有悬架，悬架上连接一对轴对称的滚轮；导轨呈轴向的环状曲面，曲面带有轴向的起伏，所述的导轨在中心轴方向的投影呈圆环状，所述的曲面有2个最高点和2个最低点，所述的最高点和最低点分别位于所述的圆环的相互垂直的两条直径上，所述的曲面分别依照所述的两条直径对称；滚轮在导轨上滚动，推动活塞沿轴向移动；位于活塞两端的导轨的曲面起伏的波形，相互反相；导轨的曲面的波形与左轴向槽和右轴向槽、左窗口和右窗口的位置具有如下对应关系：第一阶段导轨和滚轮驱动活塞向左移动，左轴向槽对准左窗口，左腔室排除液体，同时右轴向槽对准右窗口，右腔室吸入液体；第二阶段导轨和滚轮驱动活塞...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮健，金丁灿，申屠胜男，李胜，童成伟，孟彬，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33