挡板式活塞传扭结构及活塞泵制造技术

本发明专利技术提供一种挡板式活塞传扭结构及活塞泵，包括：上、下联活塞结构，均采用活塞和凸轮导轨一体化结构，凸轮导轨位于活塞的中部，凸轮导轨两侧对称长出两套筒结构，任意套筒结构均包括外、内侧筒，外、内侧筒上分别周向开设有多个吸油口和排油口；外侧筒和内侧筒之间构成环形腔，两套筒结构的环形腔之间不连通，两侧内侧筒相连通并形成活塞结构内腔，内腔开设有直线滚珠槽道；两个传动块，分别与上、下联活塞结构一一对应设置，传动块为两端开口的空心柱状结构，其内腔壁、外壁面上分别周向均匀开设有一对内、外侧传动槽道，外侧的传动槽道与对应活塞结构的滚珠槽道中的滚珠配合；传动通轴，其上周向对称设置有一对拨叉，与内侧传动槽道配合。槽道配合。槽道配合。

【技术实现步骤摘要】
挡板式活塞传扭结构及活塞泵


[0001]本专利技术属于流体机械
，涉及一种挡板式活塞传扭结构及活塞泵。

技术介绍

[0002]双运动自由度活塞泵将轴和活塞一体化设计，并利用活塞“周向旋转+轴向往复”双自由度运动原理实现连续的吸排油，省去了传统活塞泵的配流盘结构。同时，采用对称式凸轮导轨滚子结构替代滑靴斜盘结构，由原来滑动摩擦副转变为滚动摩擦，并且对称式的受力结构使得活塞不存在侧向力，省去了活塞与缸体、缸体与配流盘两个摩擦副，因而泵效率更高，也突破了滑动摩擦副对泵性能等方面的制约。
[0003]在现有的双运动自由度活塞泵结构中，主要存在以下几个问题：1、双运动自由度活塞泵活塞为单侧伸出结构，凸轮导轨、滚轮等零件集中在伸出侧，随活塞泵功率增大，活塞泵轴向长度较大。2、活塞为沟槽式活塞，工作时，活塞带动油液旋转造成搅油损失，特别在大流量状态，活塞搅油功率损失较大，能量转化率不高。3、油液进口流道复杂，沿程压力损失大，自吸能力不强；4、活塞为沟槽式活塞，在高速状态下，活塞腔周向旋转速度极大，油液不能及时充满活塞腔，造成吸空，泵抗气蚀能力弱；5、活塞在圆柱面上均布4个配流槽，工作时均为单侧配流(向外或向内)，配流槽间间隔小，即周向密封长度短，泄漏量大。
[0004]此外，为实现活塞“周向旋转+轴向往复”的双自由度运动，活塞泵的传扭结构至关重要，在现有的双运动自由度活塞泵传扭结构中，主要存在以下几个问题：1、拨叉滚轮传扭结构体积重量较大，同时占用活塞泵的轴向空间，随着活塞泵功率增大，活塞泵的体积重量增大，泵的轴向长度变化较大；2、拨叉滚轮传扭结构重量较大，泵芯的转动惯量较大，活塞泵的启停性能较差，活塞泵的控制性能较差；3、拨叉滚轮传扭结构会带动油液旋转造成搅油损失，特别在高转速工况下，传扭结构的搅油损失巨大；4、通轴加滚珠的传扭结构对通轴及上/下联泵芯的同轴度要求极高，增加了加工及装配的工艺性和加工时间成本。
[0005]专利202010894767.9公开了一种拨叉滚轮传扭结构及具有该结构的双运动自由度活塞泵，该结构利用一对拨叉与滚轮链接成一体，拨叉和滚轮分布在活塞的外伸侧，增加了泵在轴向上的长度，同时拨叉滚轮传扭结构随活塞的转动而旋转，增加了搅油损失。拨叉滚轮传扭结构体积重量大，增加了泵芯的转动惯量，降低了泵的启停性能与控制性能。专利202111544343.0公开了一种活塞结构及双运动自由度活塞泵，该泵中传动通轴沿轴向开有两组与轴线平行的直线滚珠槽道，同时直线滚珠槽道内布置滚珠，输入扭矩通过传动通轴、直线滚珠槽道、滚珠和活塞传递扭矩，然而，该传扭结构并不能很好地保证通轴及上/下联泵芯的同轴度，若传动通轴及上/下联泵芯在加工及装配过程中出现同轴度不足时，泵难以在高速下稳定运转。上述专利公开的传扭结构及包含该结构的双运动自由度活塞泵，存在体积重量大、轴向尺寸偏大、机械效率低及加工精度要求高等问题，不利于泵在高速工况下稳定运转。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0007]为此，本专利技术提供了一种挡板式活塞传扭结构及活塞泵。
[0008]本专利技术技术解决方案为：
[0009]根据一方面，提供一种挡板式活塞传扭结构，该活塞传扭结构包括：
[0010]上联活塞结构和下联活塞结构，两者结构相同，均采用活塞和凸轮导轨一体化结构，凸轮导轨位于活塞的中部，所述凸轮导轨两侧对称长出两套筒结构，对于任意套筒结构，其均包括外侧筒和位于外侧筒内的内侧筒，所述外侧筒上周向开设有多个吸油口，所述内侧筒上周向开设有多个排油口，任意吸油口和任意排油口交错设置；所述外侧筒和内侧筒之间构成环形腔，两套筒结构的环形腔之间不连通，两侧内侧筒相连通并形成活塞结构内腔，所述内腔上沿径向对称长出一对拨叉，所述拨叉上开设有直线滚珠槽道；
[0011]两个传动块，分别与上联活塞结构和下联活塞结构一一对应设置，所述传动块为两端开口的空心柱状结构，其内腔壁上周向均匀开设有一对内侧传动槽道；其外壁面上周向均匀开设有一对外侧传动槽道，任意内侧传动槽道和外侧传动槽道均沿传动块长度方向设置，一对内侧传动槽道与一对外侧传动槽道正交设置，任意传动块设置在对应活塞结构内腔内，传动块外侧的传动槽道与对应活塞结构的滚珠槽道中的滚珠配合；
[0012]传动通轴，所述传动通轴上周向对称设置有一对拨叉，所述拨叉还沿传动通轴长度方向设置；所述传动通轴同时设置在所述两个传动块内，两个传动块沿传动通轴轴线方向间隔设置；任意传动块的内侧传动槽道均与传动通轴的拨叉配合；
[0013]多个限位部，任意所述传动块的两端均分布设置有所述限位部，所述限位部还固定套设在所述传动通轴上，所述限位部用于限制两个传动块沿传动通轴轴线方向的移动；
[0014]其中，工作时，传动通轴带动两个传动块旋转，两个传动块分布通过滚珠将扭矩传递给上联活塞结构和下联活塞结构，使上联活塞结构和下联活塞结构周向旋转。
[0015]进一步地，对于任意套筒结构，所述外侧筒上对称开设有一对吸油口，所述内侧筒上对称开设有一对排油口，一对吸油口和一对排油口正交设置。
[0016]进一步地，所述吸油口端面采用斜切面设计，其中，吸油口的外侧开口面积大于内侧开口面积；所述排油口端面采用斜切面设计，其中，排油口的外侧开口面积大于内侧开口面积。
[0017]进一步地，除拨叉之外的所述内腔壁上加工高压流道，所述高压流道与排油口沟通。
[0018]进一步地，所述外侧筒和内侧筒均为圆柱筒；和/或，所述凸轮导轨为双面凸轮导轨；和/或，所述传动块为两端开口的空心圆柱结构。
[0019]进一步地，所述传动块、活塞结构以及传动通轴同轴线设置。
[0020]进一步地，所述传扭结构还包括两对堵块，其中，其中一对堵块分别设置在其中一传动块两端用于对滚珠进行封堵，另一对堵块分别设置在另一传动块两端用于对滚珠进行封堵。
[0021]进一步地，所述传扭结构还包括两个支撑轴承，所述传动通轴两侧为轴承安装柱，中间为光轴，传动通轴的拨叉设置在所述光轴上，两个支撑轴承分别与两侧的轴承安装柱连接。
[0022]根据另一实施例，提供一种活塞泵，该活塞泵包括上述的挡板式活塞传扭结构。
[0023]上述技术方案采用特殊的活塞结构和传动块、传动通轴相配合，其中，活塞为挡板结构，活塞中间镂空，周向开槽，大大地降低了泵的重量；一体化导轨活塞旋转往复运动时受到的阻力减小，搅油功率损失降低，提高了泵的机械效率；并且，该挡板式结构使得进入活塞腔的油液几乎不存在周向旋转运动，同时，油液的轴向速度因活塞行程不大而较小，油液的动能损耗极小，泵的能量转化率高；本专利技术活塞为双侧配流，吸油口和排油口分布于不同圆柱上，间接增大了油口间的距离，增大了密封长度，有效减小泄漏量，提高了泵的容积效率；并且活塞腔吸油口设置在导轨活塞外套筒上，且与油液直接相通，油液不经过任何流道便可进入活塞腔，有效增大了泵的自吸能力；泵在高速时，油液能够迅速跟随活塞的轴向运动并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挡板式活塞传扭结构，其特征在于，所述活塞传扭结构包括：上联活塞结构和下联活塞结构，两者结构相同，均采用活塞和凸轮导轨一体化结构，凸轮导轨位于活塞的中部，所述凸轮导轨两侧对称长出两套筒结构，对于任意套筒结构，其均包括外侧筒和位于外侧筒内的内侧筒，所述外侧筒上周向开设有多个吸油口，所述内侧筒上周向开设有多个排油口，任意吸油口和任意排油口交错设置；所述外侧筒和内侧筒之间构成环形腔，两套筒结构的环形腔之间不连通，两侧内侧筒相连通并形成活塞结构内腔，所述内腔上沿径向对称长出一对拨叉，所述拨叉上开设有直线滚珠槽道；两个传动块，分别与上联活塞结构和下联活塞结构一一对应设置，所述传动块为两端开口的空心柱状结构，其内腔壁上周向均匀开设有一对内侧传动槽道；其外壁面上周向均匀开设有一对外侧传动槽道，任意内侧传动槽道和外侧传动槽道均沿传动块长度方向设置，一对内侧传动槽道与一对外侧传动槽道正交设置，任意传动块设置在对应活塞结构内腔内，传动块外侧的传动槽道与对应活塞结构的滚珠槽道中的滚珠配合；传动通轴，所述传动通轴上周向对称设置有一对拨叉，所述拨叉还沿传动通轴长度方向设置；所述传动通轴同时设置在所述两个传动块内，两个传动块沿传动通轴轴线方向间隔设置；任意传动块的内侧传动槽道均与传动通轴的拨叉配合；多个限位部，任意所述传动块的两端均分布设置有所述限位部，所述限位部还固定套设在所述传动通轴上，所述限位部用于限制两个传动块沿传动通轴轴线方向的移动；其中，工作时，传动通轴带动两个传动块旋转，两个传动块分布通过滚珠将扭矩传递给上联活塞结构和下联活塞结构，使上联活塞结构和下联活塞结构周向旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灵锋，潘成剑，黄叶青，孙健博，郭明，关成启，
申请(专利权)人：北京空天技术研究所，
类型：发明
国别省市：