專利名稱：異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓泵，尤其是一種釆用和電機(jī)高度融合的異歩斜盤軸向 柱塞液壓電機(jī)泵。
技術(shù)背景液壓泵是-種能源轉(zhuǎn)換裝置，它將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，是液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 中的動(dòng)力元件，為系統(tǒng)提供一定壓力和流量的油液。目前，在液壓系統(tǒng)中使用 的液壓泵是通過聯(lián)軸器與原動(dòng)機(jī)相連，比如最常用的是電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)由于要散熱都帶有風(fēng)扇，這就存在噪聲和消耗電機(jī)能量的問題；聯(lián)軸器在連接泵軸和 電機(jī)軸時(shí)不可避免地存在不同心的情況，這會(huì)導(dǎo)致電機(jī)和液壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的 振動(dòng)和噪聲；電機(jī)和液壓泵在其各自的運(yùn)轉(zhuǎn)中都有機(jī)械摩擦產(chǎn)生的能量耗損， 使整個(gè)電機(jī)和液壓泵裝置的總效率不高；電動(dòng)機(jī)和液壓泵沿軸向排列和聯(lián)結(jié)的安裝和布置方式占用空間大，在空間有限的場(chǎng)合例如航空、航天和艦船等領(lǐng)域 應(yīng)用受到限制。針對(duì)上述問題，國(guó)內(nèi)外液壓傳動(dòng)與控制領(lǐng)域的專家、學(xué)者和研 究機(jī)構(gòu)一直在致力于開展液壓泵和原動(dòng)機(jī)即電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)合一化的研究。然 而，從目前國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果和文獻(xiàn)來看液壓泵和電動(dòng)機(jī)合一化的研究也只是 把液壓泵與電動(dòng)機(jī)沿軸向排列共軸、共殼體，沒有外伸軸而已，雖減少了一些 體積，但并沒有真正做到液壓泵與電動(dòng)機(jī)的高度融合。在一些特殊場(chǎng)合還是受 到限制。
發(fā)明內(nèi)容
.針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵，它結(jié) 構(gòu)緊湊、體積小、可替代現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)和液壓泵的組合裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 一種異步斜盤軸向 柱塞液壓電機(jī)泵，該泵包括吸油口端蓋和排油口端蓋，二者分別與定子的兩端 固定連接，其中，排油口端蓋的端部密封安裝壓蓋，定子上設(shè)置定子槽，其內(nèi) 纏繞線圈，定子內(nèi)安裝轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的內(nèi)圈固定連接可吸、排油的缸體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn) 子上設(shè)置轉(zhuǎn)子導(dǎo)條；吸油口端蓋和排油口端蓋分別與定子和轉(zhuǎn)子形成 -定的容 腔，吸油口端蓋、定子和排油口端蓋上分別設(shè)置相連通的流道。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述的可吸、排油的缸體結(jié)構(gòu)包括缸體和斜 盤，所述的斜盤安裝在吸油口端蓋上，所述的斜盤上安裝滑靴和回程盤，滑靴 與安裝在缸體上的柱塞鉸接；所述的缸體與轉(zhuǎn)子的內(nèi)圈固定聯(lián)接，缸體通過鍵 與支撐軸固定連接，支承軸通過軸承與吸油口端蓋和排油口端蓋連接，支承軸 的一端設(shè)置內(nèi)槽，其內(nèi)安裝套杯，套杯內(nèi)安裝可移動(dòng)的內(nèi)套，內(nèi)套通過鋼球和 回程盤接觸，在套杯和內(nèi)套之間安裝回程彈簧；缸體和排油口端蓋之間安裝配 流盤。作為木發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述的流道由設(shè)置在吸油口端蓋上的吸油口 端蓋徑向流道和環(huán)形側(cè)壁支流道，沿圓周方向設(shè)置在定子上的吸油及冷卻流道， 設(shè)置在排油口端蓋上的環(huán)形吸油端支流道、排油口端蓋徑向流道和腰形吸油流 道，以及設(shè)置在排油口端蓋另一端的腰形壓油流道依次連接而成的，其中，吸 油口端蓋徑向流道和設(shè)置在吸油口端蓋上的吸油口相通，腰形吸油流道和腰形 壓油流道通過配流盤與柱塞腔相通，腰形壓油流道和設(shè)置在排油口端蓋上的排 油口相通。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述的吸油口端蓋上設(shè)置泄油流道，該泄油 流道與徑向吸油流道和由定子、轉(zhuǎn)子、排油口端蓋以及吸油口端蓋組成的容腔 相連通。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，所述的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條伸出轉(zhuǎn)子的兩端處安裝端環(huán)。 本發(fā)明的有益效果是通過將異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子部分與軸向柱塞泵的缸體結(jié) 構(gòu)高度融合，即電機(jī)泵轉(zhuǎn)子的外周部分具有普通異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，電機(jī)泵 轉(zhuǎn)子的中心部位是裝有柱塞的缸體部分，使得這種杵塞泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積 小、重量輕、能量轉(zhuǎn)化效率高、節(jié)能、低噪聲等特點(diǎn)，可替代現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)和 液壓泵的組合裝置，為各種液壓系統(tǒng)提供符合要求的液壓能，可廣泛應(yīng)用于民 用和軍工領(lǐng)域，特別適合于空間有限或受限制的航空、航天及艦船等裝備的液 壓系統(tǒng)中。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一歩具體詳細(xì)的說明。 圖l是異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵的主視圖；圖2是異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵的左視圖；圖3是圖2所示的A-A向剖視圖；圖4是定子的左視圖；圖5是排油口端蓋右視圖；圖6是轉(zhuǎn)子右視圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出了一種異歩斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵，如圖1所示，它采用了與 異步電動(dòng)機(jī)高度融合的結(jié)構(gòu)。通過轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子上的交變磁場(chǎng)相互作用使轉(zhuǎn) 子旋轉(zhuǎn)，并且，與轉(zhuǎn)子固結(jié)成一體的缸體內(nèi)的柱塞在斜盤和回程盤的作用下在 缸體內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，完成吸、排油過程。異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵包括吸油口端蓋7和排油口端蓋24，如圖2和 圖3所示，吸油口端蓋7、排油口端蓋24分別通過螺栓與定子22相連，斜盤13安 裝在吸油口端蓋7上，缸體3與轉(zhuǎn)子19固聯(lián)，并通過花鍵安裝在支承軸27上，支 承軸27靠安裝在吸油口端蓋7上的大軸承以及安裝在排油口端蓋24上的雙排小 軸承來支撐，支承軸27另一軸端開有內(nèi)槽，槽內(nèi)安裝套杯5，回程彈簧4安裝在 套杯5和內(nèi)套6中，并通過鋼球11頂住回程盤10，缸體3上安裝七個(gè)柱塞8，柱塞8 和滑靴9鉸接，配流盤21安裝在缸體3和排油口端蓋24之間，壓蓋28通過螺栓連 接在排油口端蓋24上，同時(shí)頂住雙排小軸承，防止支承軸27和缸體3的軸向移動(dòng)。 轉(zhuǎn)子19的外緣部分安裝導(dǎo)條18，并與端環(huán)17鉸接組成轉(zhuǎn)子繞組。定子22、轉(zhuǎn)子 19、吸油口端蓋7和排油口端蓋24形成一定的容腔，其間充滿油液，工作中油液 把各個(gè)工作元件產(chǎn)生的熱量通過泄油流道帶走。吸油口端蓋7上設(shè)置相通的六條吸油口端蓋徑向流道14和環(huán)形側(cè)壁支流道 16相通，定子22與吸油口端蓋7通過連接螺栓聯(lián)結(jié)后，側(cè)壁支流道16與定子22周 向上設(shè)置的十二條吸油及冷卻流道20相通，油液通過吸油及冷卻流道20進(jìn)入排 油口端蓋24上的環(huán)形吸油端支流道23，如圖5所示，環(huán)形吸油端支流道23與排油 口端蓋24上設(shè)置的六條排油口端蓋徑向流道25相通，油液通過這六條徑向流道 流入腰形吸油流道26，腰形吸油流道26設(shè)置在排油口端蓋24的另一端，再通過 配流盤21上的配流窗口被吸入到柱塞腔中。旋轉(zhuǎn)缸體3把柱塞腔中油液壓入腰形壓油流道2，再通過排油口l排出高壓油。吸油口端蓋7上同時(shí)開有泄油流道15，這些泄油流道15與徑向吸油流道14相聯(lián)通。液壓電機(jī)泵定子22和轉(zhuǎn)子19外圈之 間的空腔中也充滿油液，異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵在工作過程中由于定子 線圈的鐵損等、以及高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和油液摩擦等產(chǎn)生的熱量，可以通過設(shè)計(jì) 與徑向吸油流道14相通的泄油流道15讓容腔中的油液把產(chǎn)生的熱量帶走。異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵的定子22上設(shè)置定子槽29，如圖4所示，定子 槽29內(nèi)纏繞有線圈，從而組成定子繞組；在圖6中，轉(zhuǎn)子19的外緣部分的每個(gè)導(dǎo) 條孔中插入一根轉(zhuǎn)子導(dǎo)條18，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條18兩端各用一個(gè)端環(huán)17把轉(zhuǎn)子導(dǎo)條18 連接起來組成轉(zhuǎn)子繞組。三相交流電通入定子繞組后，便形成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)， 旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁力線被裝在轉(zhuǎn)子外圈19上的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條18切割，根據(jù)電磁感應(yīng)原理， 轉(zhuǎn)子外圈19上的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條18產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，則在轉(zhuǎn)子導(dǎo) 條18中形成電流，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條18受電磁力作用形成電磁轉(zhuǎn)矩，推動(dòng)轉(zhuǎn)子19以及 與其固聯(lián)的缸體3旋轉(zhuǎn)，均勻分布在缸體3上的七個(gè)柱塞8繞支承軸27的軸線作牽 連旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；由于每個(gè)柱塞8的球頭與滑靴9鉸接，并通過內(nèi)套6、鋼球ll、回程 盤10和回程彈簧4將滑靴9緊緊壓在斜盤13上，由于斜盤13法線方向與支撐軸27 的軸線方向有一定夾角，當(dāng)缸體3旋轉(zhuǎn)時(shí)，柱塞8沿著缸體3上的柱塞孔作往復(fù)運(yùn) 動(dòng)，通過配流盤21完成吸排油過程。與此同時(shí)，回程彈簧4的反作用力又將缸體 3壓在配流盤21上，起預(yù)緊密封作用，從而完成液壓電機(jī)泵吸排油的過程。把異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵的吸油流道設(shè)計(jì)在電機(jī)泵定子體內(nèi)，流體 在流動(dòng)過程中同時(shí)帶走電機(jī)泵定、轉(zhuǎn)子工作過程中由于耗損等原因所產(chǎn)生的熱 量，起到傳熱冷卻作用。異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵的冷卻不是采用傳統(tǒng)電機(jī)上的風(fēng)扇模式，而 是利用電機(jī)泵所輸送的流體進(jìn)行冷卻。在電機(jī)泵的定子中開有冷卻流道，定轉(zhuǎn) 子的兩側(cè)都與液壓油接觸，電機(jī)泵在吸排油過程中，液壓油通過吸油口從油箱 吸油，經(jīng)定子上的冷卻流道、配流盤等進(jìn)入柱塞腔，隨著缸體的旋轉(zhuǎn)完成排油。
權(quán)利要求
1、一種異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵，其特征在于該泵包括吸油口端蓋(7)和排油口端蓋(24)，二者分別與定子(22)的兩端固定連接，其中，排油口端蓋(24)的端部密封安裝壓蓋(28)，定子(22)上設(shè)置定子槽(29)，其內(nèi)纏繞線圈，定子(22)內(nèi)安裝轉(zhuǎn)子(19)，轉(zhuǎn)子(19)的內(nèi)圈固定連接可吸、排油的缸體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子(19)上設(shè)置轉(zhuǎn)子導(dǎo)條(18)；吸油口端蓋(7)和排油口端蓋(24)分別與定子(22)和轉(zhuǎn)子(19)形成一定的容腔，吸油口端蓋(7)、定子(22)和排油口端蓋(24)上分別設(shè)置與之相連通的流道。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵，其特征在于所 述的可吸、排油的缸體結(jié)構(gòu)包括缸體(3)和斜盤(13)，所述的斜盤(13)安 裝在吸油口端蓋(7)上，所述的斜盤(13)上安裝滑靴(9)和回程盤(10)， 滑靴(9)與安裝在缸體(3)上的柱塞(8)鉸接；所述的缸體(3)與轉(zhuǎn)子(19) 的內(nèi)圈固定聯(lián)接，缸體(3)通過鍵與支撐軸(27)固定連接，支承軸(27)通 過軸承與吸油口端蓋(7)和排油口端蓋(24)連接，支承軸(27)的一端設(shè)置 內(nèi)槽，其內(nèi)安裝套杯(5)，套杯(5)內(nèi)安裝可移動(dòng)的內(nèi)套(6)，內(nèi)套(6) 通過鋼球(11)和回程盤(10)接觸，在套杯(5)和內(nèi)套(6)之間安裝回程 彈簧(4);缸體(3)和排油U端蓋(24)之間安裝配流盤(21)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵，其特征在于 所述的流道由設(shè)置在吸油口端蓋(7)上的吸油口端蓋徑向流道(14)和環(huán)形側(cè) 壁支流道(16)，沿圓周方向設(shè)置在定子(22)上的吸油及冷卻流道(20)， 設(shè)置在排油口端蓋(24)上的環(huán)形吸油端支流道(23)、排油口端蓋徑向流道(25)和腰形吸油流道(26)，以及設(shè)置在排油口端蓋(24)另^端的腰形壓 油流道(2)依次連接而成的，其中，吸油口端蓋徑向流道(14)和設(shè)置在吸油 口端蓋(7)上的吸油口 (12)相通，腰形吸油流道(26)和腰形壓油流道(2) 通過配流盤(21)與柱塞(8)和缸體(13)所形成的柱塞腔相通，腰形壓油流 道(26)和設(shè)置在排油口端蓋(24)上的排油口 (1)相通。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵，其特征在于所 述的吸油口端蓋(7)上設(shè)置泄油流道(15),該泄油流道(15)與徑向吸油流 道(14)和由定子(22)、轉(zhuǎn)子(19)、排油口端蓋(24)以及吸油口端蓋(7)組成的空腔相聯(lián)通。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵，其特征在于: 所述的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條(18)伸出轉(zhuǎn)子(19)的兩端處安裝端環(huán)(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液壓柱塞泵，尤其是一種采用和電機(jī)高度融合為一體的異步斜盤軸向柱塞液壓電機(jī)泵，該泵包括吸油口端蓋(7)和排油口端蓋(24)，二者分別與定子(22)的兩端固定連接，其中，排油口端蓋(24)的端部密封安裝壓蓋(28)，定子(22)上設(shè)置定子槽(29)，其內(nèi)纏繞線圈，定子(22)內(nèi)安裝轉(zhuǎn)子(19)，轉(zhuǎn)子(19)的內(nèi)圈固定連接裝有柱塞的缸體，轉(zhuǎn)子(19)上設(shè)置轉(zhuǎn)子導(dǎo)條(18)；吸油口端蓋(7)和排油口端蓋(24)分別與定子(22)和轉(zhuǎn)子(19)形成一定的容腔，吸油口端蓋(7)、定子(22)和排油口端蓋(24)上分別設(shè)置相連通的流道。此種方案使得該泵結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、能量轉(zhuǎn)化效率高，可替代現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)和液壓泵的組合裝置。
文檔編號(hào)F04B27/10GK101328882SQ20081005534
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
發(fā)明者前 張, 張大杰, 徐云輝, 王有杰, 郭明杰, 高殿榮 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)