一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵制造技术

本实用新型专利技术公开了一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵。包括电机泵壳体和集成地安装在电机泵壳体中的五相容错永磁无刷直流电机和斜盘，电机泵壳体为由大、小端壳体相连的结构，大端壳体端面安装有端盖，并通过密封圈进行密封，小端壳体端面安装有后泵体；大、小端壳体内的大、小端腔连接相通，分别装有五相容错永磁无刷直流电机和斜盘机构，电机与斜盘机构同轴连接，斜盘旋转带动一端伸入到后泵体中的配流轴同步旋转。本实用新型专利技术将斜盘旋转式轴向柱塞泵和五相容错永磁无刷直流电机沿轴向串接并集成在同一壳体内，大大降低了径向尺寸，减小了转动惯量，提高了动态响应速度；可靠性及容错能力强，进一步增大了功率密度，更易和液压缸进行集成。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种一体化高转速电机泵，特别是涉及一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵。
技术介绍
电机泵即电动机驱动泵，即电机不经联轴器通过花键直接与液压泵相连，是一种广泛使用的液压动力单元。上世纪90年代以来，由于进一步缩小液压动力单元体积，提高功率密度的需要，出现了将电机与泵高度融合的一体化电机泵，一体化主要体现在柱塞泵和电机轴直接相连，共用一个壳体，或更进一步将电机转子和液压泵转子进行融合(将液压泵转子嵌套进电机转子)。一体化的设计不仅仅大大提高了液压动力单元的功率密度，同时也降低了动力源的噪声，减小了油液泄露和污染的可能性，提高了散热性能和可靠性，具有广阔的应用前景。在上述思想的指导下，相关研究人员设计开发了各种类型的一体化电机泵，进行了大量有益的探索，提出了将齿轮泵、叶片泵、轴向柱塞泵与异步感应电机或永磁同步电机进行融合的一体化电机泵方案。上述各种方案，仍然存在着某些不足，使用叶片泵或齿轮泵的电机泵(如专利200710305961.3电机内嵌叶片泵)不能适用于高压高转速工况，限制了功率密度的进一步提升；传统形式的轴向柱塞泵虽然能适用于高压高转速的工况，但其在高转速下由于吸油阻力及离心力的增大，导致运动部件如缸体、滑靴等倾覆可能性增大，转子组件搅拌壳体内油液搅拌损失较大等因素都使其在高转速下性能急剧下降。将液压泵转子嵌套进电机转子的方案存在着径向尺寸大，转动惯量大，动态响应慢的特点，并不适合与轴向尺寸较大的液压缸集成以组成电液作动器；异步感应电机作为电机泵驱动电机，其功率因数及功率密度低，动态较差；普通永磁同步电机在功率密度及动态性能上有所改进，但容错性能较差，可靠性有待提高。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，进一步提高电机泵功率密度及容错性能，本技术将斜盘旋转式轴向柱塞泵适用于高压高转速工况、工艺结构简单的优点与多相容错永磁无刷直流电机功率密度大、容错及控制性能好的优点结合起来，采用集成化的设计思路，提出了一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵。本技术采用的技术方案是：本技术包括电机泵壳体和集成地安装在电机泵壳体中的电机和斜盘，电机泵壳体为由大端壳体和小端壳体相连的结构，大端壳体端面安装有端盖，并通过密封圈进行密封；小端壳体端面安装有后泵体，并通过密封圈进行密封；大端壳体和小端壳体内分别设有大端腔和小端腔，大端腔和小端腔连接相通，大端腔内安装有电机，小端腔内安装有斜盘机构，电机与斜盘机构同轴连接，斜盘机构一端伸入到后泵体中；端盖上开设用于排出冷却油液的后端盖泄油口，大端壳体和小端壳体之间过渡的大端台阶面上设有用于加入冷却油液进行冷却的电机泵壳体油口，后泵体上分别设有用于油液进入和排出的后泵体第一油口和后泵体第二油口。所述的电机包括电机定子、电机转子保护套、永磁体、定子线圈、电机轴和角接触球轴承，电机轴两端采用角接触球轴承支承在端盖的盲孔以及大端壳体和小端壳体之间的内端孔上，永磁体位于电机轴中部的周围并在外部通过电机转子保护套包覆，电机定子位于电机转子保护套和电机泵壳体内壁之间，电机定子和电机转子保护套之间存在间隙；电机定子中以相邻两个绕制槽为一组，绕制有一个定子线圈；冷却油液从上部的电机泵壳体油口进入并充满大端壳体，对电机冷却后从下部的后端盖泄油口流出。所述的电机采用五相容错永磁无刷直流电机，五相容错永磁无刷直流电机采用六极十槽结构，定子线圈以单层集中绕组形式绕在电机定子相邻绕制槽之间的定子齿上。所述的永磁体包括S极永磁体与N极永磁体，S极永磁体与N极永磁体交错排布在电机轴周面，相邻的S极永磁体与N极永磁体之间均设有隔磁条，均用隔磁条隔离。所述的斜盘机构包括斜盘、回程盘、配流轴、柱塞和滑靴，斜盘两端分别为轴端和斜盘端，斜盘轴端经花键和所述电机的电机轴同轴连接，斜盘轴端经圆锥滚子轴承支承在电机泵壳体的小端壳体中；斜盘斜盘端的侧壁开设有动平衡孔，斜盘的斜盘端端面中间设有圆凸台，圆凸台开有中心通孔，配流轴一端通过平键套入中心通孔，使得配流轴与斜盘同轴连接；配流轴另一端伸入到后泵体的中心孔内，配流轴伸入到后泵体中心孔内的表面镀铜；后泵体连接电机泵壳体的端面中间设有用于配合定位的凸台，凸台嵌入到小端壳体的端面内，凸台端面沿圆周间隔均布设有多个柱塞孔，每个柱塞孔中均装有柱塞；斜盘斜盘端端面沿圆周间隔均布安装有滑靴，滑靴通过回程盘压装在斜盘斜盘端端面，滑靴一端贯穿出回程盘上的通孔与后泵体上各自对应的柱塞连接。所述的电机泵壳体内端孔上的角接触球轴承和圆锥滚子轴承一端之间连接有定位板，利用定位板定位角接触球轴承和圆锥滚子轴承之间的轴向位置；圆锥滚子轴承另一端和后泵体凸台端面之间连接有套筒，利用套筒固定圆锥滚子轴承的轴向位置，固定圆锥滚子轴承的外圈后进而固定定位板，从而预紧角接触球轴承；配流轴的中部通过半圆卡环顶在后泵体凸台的端面，形成轴向定位；所述的回程盘为与斜盘斜盘端吻合的倾斜盘状结构，回程盘沿圆周均布开有用于安装滑靴的通孔，回程盘通过滑动轴承套在斜盘圆凸台外，圆凸台端部设有用于将回程盘插装后轴向定位的凸缘。所述的配流轴为阶梯轴结构，阶梯轴小端端部外壁开有键槽，键槽通过平键与斜盘圆凸台的中心通孔的键槽连接；阶梯轴小端在靠近大端处设有环形卡槽，环形卡槽上嵌套有两个半圆卡环，半圆卡环的外端面顶在后泵体凸台的端面上；所述的半圆卡环上开设通油孔和卡环连接孔，半圆卡环通过卡环连接孔孔固定在后泵体，通油孔位于内圈，通油孔用于将小端壳体和后泵体内的油液连通；所述的配流轴阶梯轴大端端面上的两侧分别设有通油孔，配流轴阶梯轴大端外壁沿轴向向外依次开有配油口、配流轴第一油口和配流轴第二油口，配油口为分别开在配流轴两侧且不相通的半圆槽，配流轴第一油口为与配油口其一半圆槽位于同一侧的半圆槽，配流轴第二油口为与配油口另一半圆槽位于同一侧的半圆槽，配油口的两个半圆槽分别与两个通油孔连通，配流轴第一油口的半圆槽与其中一通油孔连通，配流轴第二油口的半圆槽与另一通油孔连通；配油口和配流轴第一油口之间、配流轴第一油口和配流轴第二油口以及配流轴第二油口和配流轴阶梯轴大端端面之间的配流轴外壁的两侧开有用于避免配流轴卡死的压力平衡油槽，两侧压力平衡油槽分别经各自的通油小孔与两个通油孔连通；各个柱塞孔底部均经连通管道与后泵体中心孔连接相通，柱塞轴端装在柱塞孔中，轴端端面开有盲孔，柱塞球端上开有出油口，出油口与盲孔底部连通，柱塞球端嵌入到滑靴一端面的球槽中，球槽底部与滑靴另一端面经通孔连通；后泵体外壁分别开有后泵体第一油口和后泵体第二油口，后泵体小端端面上开设后泵体泄油口，后泵体中心孔内设有两道环形凹槽，两道环形凹槽经内部管路与后泵体外壁上的后泵体第一油口和后泵体第二油口连通，后泵体第一油口的环形凹槽与配流轴第一油口对应相通，后泵体第二油口的环形凹槽与配流轴第二油口对应相通；进油油路是，油液经后泵体第一油口进入到对应的环形凹槽，再由配流轴上配流轴第一油口进入配流轴其中一侧的通油孔中，再由配油口经柱塞孔底部与后泵体中心孔的连通管道流入到处于吸油行程的柱塞孔中，完成泵吸油过程；出油油路是，高压油液从处于排油行程的柱塞孔经柱塞孔底部与后泵体中心孔的连通管道流入到另一侧配油口，进入配流轴另一侧的通油孔中，再由配流轴上配流轴第二油口进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵，其特征在于：包括电机泵壳体(3)和集成地安装在电机泵壳体(3)中的电机和斜盘(11)，电机泵壳体(3)为由大端壳体和小端壳体相连的结构，大端壳体端面安装有端盖(1)，并通过第一密封圈(2)进行密封；小端壳体端面安装有后泵体(14)，并通过第二密封圈(16)进行密封；大端壳体和小端壳体内分别设有大端腔和小端腔，大端腔和小端腔连接相通，大端腔内安装有电机，小端腔内安装有斜盘机构，电机与斜盘机构同轴连接，斜盘机构一端伸入到后泵体(14)中；端盖(1)上开设用于排出冷却油液的后端盖泄油口(101)，大端壳体和小端壳体之间过渡的大端台阶面上设有用于加入冷却油液进行冷却的电机泵壳体泄油口(301)，后泵体(14)上分别设有用于油液进入和排出的后泵体第一油口(1404)和后泵体第二油口(1405)。

【技术特征摘要】
1.一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵，其特征在于：包括电机泵壳体(3)和集成地安装在电机泵壳体(3)中的电机和斜盘(11)，电机泵壳体(3)为由大端壳体和小端壳体相连的结构，大端壳体端面安装有端盖(1)，并通过第一密封圈(2)进行密封；小端壳体端面安装有后泵体(14)，并通过第二密封圈(16)进行密封；大端壳体和小端壳体内分别设有大端腔和小端腔，大端腔和小端腔连接相通，大端腔内安装有电机，小端腔内安装有斜盘机构，电机与斜盘机构同轴连接，斜盘机构一端伸入到后泵体(14)中；端盖(1)上开设用于排出冷却油液的后端盖泄油口(101)，大端壳体和小端壳体之间过渡的大端台阶面上设有用于加入冷却油液进行冷却的电机泵壳体泄油口(301)，后泵体(14)上分别设有用于油液进入和排出的后泵体第一油口(1404)和后泵体第二油口(1405)。2.根据权利要求1所述的一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵，其特征在于：所述的电机包括电机定子(4)、电机转子保护套(5)、永磁体(6)、定子线圈(7)、电机轴(8)和角接触球轴承(9)，电机轴(8)两端采用角接触球轴承(9)支承在端盖(1)的盲孔以及大端壳体和小端壳体之间的内端孔上，永磁体(6)位于电机轴(8)中部的周围并在外部通过电机转子保护套(5)包覆，电机定子(4)位于电机转子保护套(5)和电机泵壳体(3)内壁之间，电机定子(4)和电机转子保护套(5)之间存在间隙；电机定子(4)中以相邻两个绕制槽为一组，绕制有一个定子线圈(7)；冷却油液从上部的电机泵壳体油口(301)进入并充满大端壳体，对电机冷却后从下部的后端盖泄油口(101)流出。3.根据权利要求2所述的一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵，其特征在于：所述的电机采用五相容错永磁无刷直流电机，五相容错永磁无刷直流电机采用六极十槽结构，定子线圈(7)以单层集中绕组形式绕在电机定子(4)相邻绕制槽之间的定子齿(401)上。4.根据权利要求2所述的一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵，其特征在于：所述的永磁体(6)包括S极永磁体(601)与N极永磁体(602)，S极永磁体(601)与N极永磁体(602)交错排布在电机轴(8)周面，相邻的S极永磁体(601)与N极永磁体(602)之间均用隔磁条(23)隔离。5.根据权利要求1所述的一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵，其特征在于：所述的斜盘机构包括斜盘(11)、回程盘(19)、配流轴(15)、柱塞(13)和滑靴(12)，斜盘(11)两端分别为轴端和斜盘端，斜盘(11)轴端经花键和所述电机同轴连接，斜盘(11)轴端经圆锥滚子轴承(10)支承在电机泵壳体(3)的小端壳体中；斜盘(11)斜盘端的侧壁开设有动平衡孔(1101)，斜盘(11)的斜盘端端面中间设有圆凸台，圆凸台开有中心通孔，配流轴(15)一端通过平键(21)套入中心通孔，使得配流轴(15)与斜盘(11)同轴连接；配流轴(15)另一端伸入到后泵体(14)的中心孔内，配流轴(15)伸入到后泵体(14)中心孔内的表面镀铜；后泵体(14)连接电机泵壳体(3)的端面中间设有用于配合定位的凸台，凸台嵌入到小端壳体的端面内，凸台端面沿圆周间隔均布设有多个柱塞孔(1403)，每个柱塞孔(1403)中均装有柱塞(13)；斜盘(11)斜盘端端面沿圆周间隔均布安装有滑靴(12)，滑靴(12)通过回程盘(19)压装在斜盘(11)斜盘端端面，滑靴(12)一端贯穿出回程盘(19)上的通孔与后泵体(14)上各自对应的柱塞(13)连接。6.根据权利要求5所述的一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵，其特征在于：所述的电机泵壳体(3)内端孔上的角接触球轴承(9)和圆锥滚子轴承(10)一端之间连接有定位板(22)，利用定位板(22)定位角接触球轴承(9)和圆锥滚子轴承(10)之间的轴向位置；圆锥滚子轴承(10)另一端和后泵体(14)凸台端面之间连接有套筒(20)，利用套筒(20)固定圆锥滚子轴承(10)的轴向位置，从而预紧角接触球轴承(9)；配流轴(15)的中部通过半圆卡环(17)顶在后泵体(14)凸台的端面，形成轴向定位；所述的回程盘(19)为与斜盘(11)斜盘端吻合的倾斜盘状结构，回程盘(19)沿圆周均布开有用于安装滑靴(12)的通孔，回程盘(19)通过滑动轴承(18)套在斜盘(11)圆凸台外，圆凸台端部设有用于将回程盘(19)插装后轴向定位的凸缘。7.根据权利要求6所述的一种一体化高转速斜盘旋转式电机泵，其特征在于：所述的配流轴(15)为阶梯轴结构，阶梯轴小端端部外壁开有键槽(15...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳小平，李磊，王天照，杨华勇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33