力平衡式二维柱塞泵制造技术

力平衡式二维活塞泵，包括沿着轴心线依次且同轴地设置的前端盖、上联轴器组件、上联泵芯组件、泵壳、中间联轴器组件、下联泵芯组件、后端盖；上、下联泵芯组件中的泵芯本体包括左、右导轨组件、泵芯组件，左、右导轨组件各自包括导轨和平衡导轨；泵芯组件包括泵芯缸体组件和活塞组件；活塞组件包括传动轴、左活塞环、右活塞环和活塞；泵芯本体中的右活塞环，活塞和泵芯缸体围合成右封闭腔；左活塞环，活塞和泵芯缸体围合成左封闭腔；右封闭腔与活塞的第一配流槽沟通，左封闭腔与活塞的第二配流槽沟通；左平衡导轨、右平衡导轨、传动轴、左活塞环、右活塞环组成的平衡转子的质量和等于左导轨、右导轨、活塞组成的转子的质量和。

【技术实现步骤摘要】
力平衡式二维柱塞泵
本专利技术涉及一种液压柱塞泵，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
液压泵作为液压系统中能源动力元件，对系统性能、工作效率起决定性作用。随着我国工业技术的飞速发展，液压泵已广泛应用到航空航天、海洋船舶等重要领域中。而传统的柱塞泵由于摩擦副、尺寸等限制，难以实现高效、高压、轻量化、振动小的目标。传统常见的是轴向柱塞泵，其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，由于柱塞泵本身工作原理的限制，传动轴转动一周，每个柱塞只能实现一次吸油和一次排油，其排量受到了限制。因为传统柱塞泵的种种缺点，专利文献CN205895515U提出了一种新型结构的液压泵，利用活塞双自由度的运动原理转动的同时能够轴向移动来实现吸排油功能，因其在工作时有两个维度上的运动，故其命名为二维2D活塞泵。双自由度运动原理运用在泵的活塞设计上，形成了一种新型的配流方式。专利文献CN105484962提出了一种二维2D双联轴向活塞泵，采用了共轨式传动方式，实现了二维2D活塞的往复和旋转。二维2D双联活塞泵与传统液压泵相比较，具有结构新颖紧凑、无流量脉动、体积小、重量轻、传动简单、易调速、排量高、容积效率高的优点。然而二维2D双联活塞泵在高速化、运行稳定性和重载荷等方面仍有不足之处。
技术实现思路
为了改进现有二维2D活塞泵的不足之处，本专利技术提供一种利用柱塞双自由度，在柱塞旋转的同时能够轴向移动以实现连续吸排油功能的力平衡式二维2D轴向柱塞泵。本专利技术技术实施方案如下：力平衡式二维活塞泵，包括沿着轴心线依次且同轴地设置的前端盖、上联轴器组件、上联泵芯组件、泵壳、中间联轴器组件、下联泵芯组件、后端盖。所述泵壳内壁的左侧和右侧各开有一个环形槽，两侧的环形槽由一长直油道沟通，长直油道与泵壳出油口沟通。所述泵壳进油口与泵壳出油口分别位于泵壳的相对一侧。泵壳内部容腔由泵壳与泵壳左端的上联泵芯组件、泵壳右端的下联泵芯组件围合而成。所述上联泵芯组件和下联泵芯组件各包含一个安装在泵壳内的泵芯本体，上联泵芯组件的泵芯本体和下联泵芯组件的泵芯本体分别布置在泵壳左右两端且安装方向轴向相反。所述泵芯本体包括左导轨组件、右导轨组件、泵芯组件。所述左导轨组件和右导轨组件对称地安装在泵芯组件两端。所述泵芯组件包括泵芯缸体组件和活塞组件。所述泵芯缸体组件包括一对沿泵芯缸体第一直径设置的低压柱和一对沿泵芯缸体第二直径设置的高压柱，第一直径和第二直径相互垂直、且位于轴心线的不同位置。所述低压柱靠近轴心线的一端开有U形槽，高压柱有贯通的内孔。低压柱和高压柱分别通过轴承连接一个锥滚轮；泵芯缸体包括同心设置的外圈和内圈，内圈上开有一对出油孔与一对进油孔，出油孔与进油孔是周向间隔均布的矩形孔，所述进油孔与低压柱的U形槽沟通，出油孔与高压柱的内孔沟通；外圈上开有高压柱和低压柱的安装孔，其中高压柱的安装孔沟通泵壳内壁上的环形槽。所述活塞组件沿轴心线方向穿设在内圈中，包括传动轴、左活塞环、右活塞环和活塞。所述活塞两侧开有台阶壁面，活塞壁面上开有一对第一配流槽与一对第二配流槽，第一配流槽与第二配流槽交替均布，第一配流槽与第二配流槽是轴向开口相反的U形配流槽，U形配流槽宽度与内圈上的矩形孔宽度一致。所述左，右活塞环分别套在活塞两侧的台阶上，安装方向轴向相反。所述传动轴外圆与活塞的内圆间隙配合，传动轴与活塞轴向相对运动。所述左导轨组件包括左导轨和左平衡导轨，右导轨组件包括右导轨和右平衡导轨。所述左导轨组件与右导轨组件结构相同，轴向反向。以靠近泵芯缸体组件的一侧为内侧，右导轨和右平衡导轨以及左导轨和左平衡导轨的轨道面都朝内设置，连接在高压柱上的锥形滚轮在右导轨和右平衡导轨滚动，连接在低压柱上的锥形滚轮在左导轨和左平衡导轨上滚动。所述左导轨和右导轨分别固定在活塞两端。所述左平衡导轨连接左活塞环，右平衡导轨连接右活塞环，同时左平衡导轨与右平衡导轨分别固定在传动轴两端。左平衡导轨与右平衡导轨的等加等减速曲面相位一致，即左平衡导轨与右平衡导轨等加等减速曲面的2个最高点与2个最低点相对应。左导轨与右导轨的等加等减速曲面相位一致，即左导轨与右导轨等加等减速曲面的2个最高点与2个最低点相对应。左平衡导轨与左导轨的等加等减速曲面相位周向错开90度，即左平衡导轨的等加等减速曲面最低点与左导轨的等加等减速曲面最高点相对应。右平衡导轨与右导轨的等加等减速曲面相位周向错开90度，即右平衡导轨的等加等减速曲面最低点与右导轨的等加等减速曲面最高点相对应。所述泵芯本体中的右活塞环，活塞和泵芯缸体围合成右封闭腔。以靠近泵芯缸体的一侧为内侧，所述右活塞环内侧的外圆和活塞中间最外圆平齐，均与泵芯缸体的内圈间隙配合，右活塞环内侧的内圆与活塞右侧台阶的外圆间隙配合。泵芯本体中的左活塞环，活塞和泵芯缸体围合成左封闭腔，各部件密封方式与右封闭腔一致。所述右封闭腔一直与活塞的第一配流槽沟通，所述左封闭腔一直与活塞的第二配流槽沟通。左平衡导轨、右平衡导轨、传动轴、左活塞环、右活塞环组成的平衡转子的质量和等于左导轨、右导轨、活塞组成的转子的质量和。所述中间联轴器组件以拨叉结构分别连接上联泵芯组件中的右导轨组件与下联泵芯组件中的同名导轨组件，使得中间联轴器组件与右导轨组件之间周向同步转动且轴向可相对滑动。上联泵芯组件的各部件与其下联泵芯组件中的同名部件均呈45度的周向相位差。上联轴器组件的左端通过轴承和密封圈与前端盖轴向固定，上联轴器组件的右端以拨叉结构与上联泵芯组件中的左导轨组件连接，上联轴器组件与上联泵芯组件的左导轨组件在保持同步转动的同时，实现自由的相对轴向运动。所述力平衡式二维活塞泵，油液从泵壳下方进油口进入到泵壳内部容腔中。所述容腔左端由上联泵芯组件和泵壳通过密封件密封，右端由下联泵芯组件和泵壳通过密封件密封。容腔中油液流经低压柱的U形槽到达泵芯缸体的进油孔处。当高压柱固定的一对锥滚轮与左导轨曲面的最低点和左平衡导轨曲面的最高点接触时，低压柱固定的一对锥滚轮与右导轨曲面的最高点和右平衡导轨的最低点接触。左导轨曲面从最低点转向最高点过程中，带动活塞同向旋转并向左运动，活塞又带动右导轨曲面从最高点转向最低点。右平衡导轨从最低点转向最高点过程中，带动右活塞环和传动轴同向旋转并向右运动，传动轴带动左平衡导轨从最高点转向最低点，左平衡导轨带动左活塞环同向转动并向右运动。活塞做周向旋转使得第一配流槽与泵芯缸体的进油孔沟通。活塞向左运动和右活塞环向右运动使得右密封腔扩张，油液被吸入到右密封腔。左平衡导轨曲面从最低点转向最高点过程中，带动左活塞环和传动轴同向旋转并向左运动，传动轴带动右平衡导轨从最高点转向最低点，右平衡导轨带动右活塞环同向转动与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.力平衡式二维活塞泵，包括沿着轴心线依次且同轴地设置的前端盖、上联轴器组件、上联泵芯组件、泵壳、中间联轴器组件、下联泵芯组件、后端盖；所述泵壳内壁的左侧和右侧各开有一个环形槽，两侧的环形槽由一长直油道沟通，长直油道与泵壳出油口沟通；所述泵壳进油口与泵壳出油口分别位于泵壳的相对一侧；/n泵壳内部容腔由泵壳与泵壳左端的上联泵芯组件、泵壳右端的下联泵芯组件围合而成；/n所述上联泵芯组件和下联泵芯组件各包含一个安装在泵壳内的泵芯本体，上联泵芯组件的泵芯本体和下联泵芯组件的泵芯本体分别布置在泵壳左右两端且安装方向轴向相反；所述泵芯本体包括左导轨组件、右导轨组件、泵芯组件；所述左导轨组件和右导轨组件对称地安装在泵芯组件两端；/n所述泵芯组件包括泵芯缸体组件和活塞组件；/n所述泵芯缸体组件包括一对沿泵芯缸体第一直径设置的低压柱和一对沿泵芯缸体第二直径设置的高压柱，第一直径和第二直径相互垂直、且位于轴心线的不同位置；所述低压柱靠近轴心线的一端开有U形槽，高压柱有贯通的内孔；低压柱和高压柱分别通过轴承连接一个锥滚轮；泵芯缸体包括同心设置的外圈和内圈，内圈上开有一对出油孔与一对进油孔，出油孔与进油孔是周向间隔均布的矩形孔，所述进油孔与低压柱的U形槽沟通，出油孔与高压柱的内孔沟通；外圈上开有高压柱和低压柱的安装孔，其中高压柱的安装孔沟通泵壳内壁上的环形槽；/n所述活塞组件沿轴心线方向穿设在内圈中，包括传动轴、左活塞环、右活塞环和活塞；所述活塞两侧开有台阶壁面，活塞壁面上开有一对第一配流槽与一对第二配流槽，第一配流槽与第二配流槽交替均布，第一配流槽与第二配流槽是轴向开口相反的U形配流槽，U形配流槽宽度与内圈上的矩形孔宽度一致；所述左，右活塞环分别套在活塞两侧的台阶上，安装方向轴向相反；所述传动轴外圆与活塞的内圆间隙配合，传动轴与活塞轴向相对运动；/n所述左导轨组件包括左导轨和左平衡导轨，右导轨组件包括右导轨和右平衡导轨；所述左导轨组件与右导轨组件结构相同，轴向反向；以靠近泵芯缸体组件的一侧为内侧，右导轨和右平衡导轨以及左导轨和左平衡导轨的轨道面都朝内设置，连接在高压柱上的锥形滚轮在右导轨和右平衡导轨滚动，连接在低压柱上的锥形滚轮在左导轨和左平衡导轨上滚动；所述左导轨和右导轨分别固定在活塞两端；所述左平衡导轨连接左活塞环，右平衡导轨连接右活塞环，同时左平衡导轨与右平衡导轨分别固定在传动轴两端；左平衡导轨与右平衡导轨的等加等减速曲面相位一致，即左平衡导轨与右平衡导轨等加等减速曲面的2个最高点与2个最低点相对应；左导轨与右导轨的等加等减速曲面相位一致，即左导轨与右导轨等加等减速曲面的2个最高点与2个最低点相对应；左平衡导轨与左导轨的等加等减速曲面相位周向错开90度，即左平衡导轨的等加等减速曲面最低点与左导轨的等加等减速曲面最高点相对应；右平衡导轨与右导轨的等加等减速曲面相位周向错开90度，即右平衡导轨的等加等减速曲面最低点与右导轨的等加等减速曲面最高点相对应；/n所述泵芯本体中的右活塞环，活塞和泵芯缸体围合成右封闭腔；以靠近泵芯缸体的一侧为内侧，所述右活塞环内侧的外圆和活塞中间最外圆平齐，均与泵芯缸体的内圈间隙配合，右活塞环内侧的内圆与活塞右侧台阶的外圆间隙配合；泵芯本体中的左活塞环，活塞和泵芯缸体围合成左封闭腔，各部件密封方式与右封闭腔一致；所述右封闭腔一直与活塞的第一配流槽沟通，所述左封闭腔一直与活塞的第二配流槽沟通；/n左平衡导轨、右平衡导轨、传动轴、左活塞环、右活塞环组成的平衡转子的质量和等于左导轨、右导轨、活塞组成的转子的质量和；/n所述中间联轴器组件以拨叉结构分别连接上联泵芯组件中的右导轨组件与下联泵芯组件中的同名导轨组件，使得中间联轴器组件与右导轨组件之间周向同步转动且轴向可相对滑动；上联泵芯组件的各部件与其下联泵芯组件中的同名部件均呈45度的周向相位差；/n上联轴器组件的左端通过轴承和密封圈与前端盖轴向固定，上联轴器组件的右端以拨叉结构与上联泵芯组件中的左导轨组件连接，上联轴器组件与上联泵芯组件的左导轨组件在保持同步转动的同时，实现自由的相对轴向运动。/n...

【技术特征摘要】
1.力平衡式二维活塞泵，包括沿着轴心线依次且同轴地设置的前端盖、上联轴器组件、上联泵芯组件、泵壳、中间联轴器组件、下联泵芯组件、后端盖；所述泵壳内壁的左侧和右侧各开有一个环形槽，两侧的环形槽由一长直油道沟通，长直油道与泵壳出油口沟通；所述泵壳进油口与泵壳出油口分别位于泵壳的相对一侧；
泵壳内部容腔由泵壳与泵壳左端的上联泵芯组件、泵壳右端的下联泵芯组件围合而成；
所述上联泵芯组件和下联泵芯组件各包含一个安装在泵壳内的泵芯本体，上联泵芯组件的泵芯本体和下联泵芯组件的泵芯本体分别布置在泵壳左右两端且安装方向轴向相反；所述泵芯本体包括左导轨组件、右导轨组件、泵芯组件；所述左导轨组件和右导轨组件对称地安装在泵芯组件两端；
所述泵芯组件包括泵芯缸体组件和活塞组件；
所述泵芯缸体组件包括一对沿泵芯缸体第一直径设置的低压柱和一对沿泵芯缸体第二直径设置的高压柱，第一直径和第二直径相互垂直、且位于轴心线的不同位置；所述低压柱靠近轴心线的一端开有U形槽，高压柱有贯通的内孔；低压柱和高压柱分别通过轴承连接一个锥滚轮；泵芯缸体包括同心设置的外圈和内圈，内圈上开有一对出油孔与一对进油孔，出油孔与进油孔是周向间隔均布的矩形孔，所述进油孔与低压柱的U形槽沟通，出油孔与高压柱的内孔沟通；外圈上开有高压柱和低压柱的安装孔，其中高压柱的安装孔沟通泵壳内壁上的环形槽；
所述活塞组件沿轴心线方向穿设在内圈中，包括传动轴、左活塞环、右活塞环和活塞；所述活塞两侧开有台阶壁面，活塞壁面上开有一对第一配流槽与一对第二配流槽，第一配流槽与第二配流槽交替均布，第一配流槽与第二配流槽是轴向开口相反的U形配流槽，U形配流槽宽度与内圈上的矩形孔宽度一致；所述左，右活塞环分别套在活塞两侧的台阶上，安装方向轴向相反；所述传动轴外圆与活塞的内圆间隙配合，传动轴与活塞轴向相对运动；
所述左导轨组件包括左导轨和左平衡导轨，右导轨组件包括右导轨和右平衡导轨；所述左导轨组件与右导轨组件结构相同，轴向反向；以靠近泵芯缸体组件的一侧为内侧，右导轨和右平衡导轨以及左导轨和左平衡导轨的轨道面都朝内设置，连接在高压柱上的锥形滚轮在右导轨和右平衡导轨滚动，连接在低压柱上的锥形滚轮在左导轨和左平衡导轨上滚动；所述左导轨和右导轨分别固定在活塞两端；所述左平衡导轨连接左活塞环，右平衡导轨连接右活塞环，同时左平衡导轨与右平衡导轨分别固定在传动轴两端；左平衡导轨与右平衡导轨的等加等减速曲面相位一致，即左平衡导轨与右平衡导轨等加等减速曲面的2个最高点与2个最低点相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮健，黄煜，吴圣，张中涛，金丁灿，申屠胜男，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