專利名稱：一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵的制作方法
一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓栗技術領域
本發明屬于徑向柱塞液壓泵技術領域，具體涉及一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵。
背景技術：
用于為液壓系統提供具有穩定流量和壓力的高壓油液的液壓泵是液壓傳動系統中的關鍵部件，徑向柱塞液壓泵以其磨損小、排量大、容積效率高的顯著優點廣泛運用在高動力的液壓操作應用中，如:壓鑄和注塑技術。對于一些進行高壓操作的行業，如塑料工業的注塑機和汽車工業的壓鑄部門，徑向柱塞液壓泵的運用將成為今后的主要趨勢，在未來它也必將更加廣泛地應用于冶金、礦山、鍛壓、注塑、船舶、重型機械等設備中。
傳統的徑向柱塞液壓泵，其配流軸與轉子是兩個獨立的零件，為了保證轉子在工作過程中能夠良好的轉動，其與配流軸之間須留有一定的間隙，油液從間隙的泄漏，將造成泵容積效率的下降；傳統的徑向柱塞液壓泵，在工作中，其各個柱塞腔及內部的油液都隨傳動軸高速轉動，腔內的油液易產生氣泡，進一步造成容積效率的損失；傳統的徑向柱塞液壓泵，為了驅動其運轉，需要通過傳動機構與電機輸出軸進行連接，能量的傳遞環節較多，結構復雜，容易降低傳動精度和造成功率的損失。發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提出一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵，具有結構緊湊、容積效率高、傳動簡單、能量利用率高的優點。
為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為:
一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵，包括第一外端蓋25和第二外端蓋3，第一外端蓋25和第二外端蓋3相對布置，通過兩個以上的連接拉桿27連接，并用圓螺母鎖緊，組成一個整體結構并與地面固定，泵定子11安裝在整體結構的內部，泵定子11兩側的軸分別從第一外端蓋25和第二外端蓋3中心的通孔伸出，伸出的部分用圓螺母鎖緊，第一軸承組19和第二軸承組10分別安裝在泵定子11兩側的軸上，第一軸承組19、第二軸承組10的軸承內圈分別抵在泵定子11兩側的臺肩上，第一泵端蓋24和第二泵端蓋4分別安裝在第一軸承組19和第二軸承組10上，第一軸承壓蓋20安裝在第一泵端蓋24端部，頂住第一軸承組19的軸承外圈，第二軸承壓蓋9安裝在第二泵端蓋4端部，頂住第二軸承組10的軸承外圈，泵殼體30安裝在第一泵端蓋24和第二泵端蓋4之間，泵殼體30內圓柱面與第一泵端蓋24的第一止口 28和第二泵端蓋4上的第二止口 I配合，端面用兩個以上的螺釘和銷釘擰緊固定，泵殼體30內部安裝有壓油凸輪31，壓油凸輪31內部為橢圓柱面，壓油凸輪31的軸向定位通過第一壓油凸輪定位套筒29和第二壓油凸輪定位套筒32實現，其周向通過過盈配合定位或通過鍵連接定位，第一泵端蓋24和第二泵端蓋4端面上的圓柱面上分別安裝有第一吸油凸輪26和第二吸油凸輪2，它們的外柱面相同，且都為與壓油凸輪31內柱面等距的橢圓柱面，它們都 通過過盈配合進行周向定位或通過鍵連接定位，泵定子11的外圓柱面上均勻、對稱的分布有兩個以上的徑向的柱塞腔13，每個柱塞腔13內都安裝有一個柱塞5,每個柱塞5的根部都安裝有一個柱塞銷軸15,柱塞銷軸15位于柱塞5內部的部分居中安裝有一個第二滾針軸承14,柱塞銷軸15的兩端分別安裝有第一滾針軸承16和第三滾針軸承12,第二滾針軸承14抵在壓油凸輪31上,第一滾針軸承16和第三滾針軸承12分別壓在第一吸油凸輪26和第二吸油凸輪2上，泵定子11兩端面上與每個柱塞腔13對應的位置，沿軸向分別安裝有吸入系統組件23和排出系統組件7，吸入系統組件23和排出系統組件7的分布半徑小于柱塞5沿徑向運動時的最低位置，第一外端蓋25和第二外端蓋3的內端面上都加工有兩個以上的徑向槽，槽內安裝有定子繞組18，第一泵端蓋24和第二泵端蓋4的外端面上也都加工有兩個以上的徑向槽，每個槽內都安裝有導磁體17。在吸入系統組件23中，吸入閥閥座定位套筒37、吸入閥閉合彈簧38、吸入閥閥芯35、吸入閥閥座36和吸入閥導向座34依次安裝在泵定子11端面上的安裝孔內，通過旋入吸入閥定位螺塞33將上述各個零件壓緊進行定位，其中吸入閥閥芯35穿過吸入閥閥座36安裝在吸入閥導向座34內，吸入閥閉合彈簧38頂住吸入閥閥芯35的圓錐底面。在排出系統組件7中，排出閥閥座43、排出閥閥芯42、排出閥閉合彈簧39和排出閥導向座41依次安裝在泵定子11端面上的安裝孔內，通過旋入排出閥定位螺塞40將上述各個零件壓緊進行定位，其中排出閥閥芯42的細桿端插入排出閥導向座41內，排出閥閉合彈簧39頂住排出閥閥芯42的圓錐底面。泵的配油通過吸入系統組件23和排出系統組件7中的閥口的打開和關閉實現，柱塞腔13分布平面的兩旁，分別沿徑向分布有輻射狀的第一匯油孔21和第二匯油孔8，且它們的分布方式與柱塞腔13相同，各個第一匯油孔21和第二匯油孔8分別經吸入系統組件23或者排出系統組件7與相應位置的柱塞腔13連通。該泵的驅動力來自位于兩側對稱設計的兩個盤式電機，第一外端蓋25和第二外端蓋3的相背的一側有兩個以上的散熱肋板44，相對的一側開有兩個以上的徑向槽，該徑向槽內纏繞繞組組成盤式電機的定子，第一泵端蓋24和第二泵端蓋4的相背的一側上也都開有兩個以上的徑向槽，該 徑向槽內都裝有導磁體17，組成盤式電機的轉子，同時也是徑向柱塞泵的轉子，實現了一體化的設計。本發明具有以下優點:I)傳動簡單，能量利用率高。該泵的運轉通過盤式電機驅動，盤式電機具有大扭矩、低轉速的特點，因此可以不用減速機構，直接驅動負載，沒有了中間的傳動機構，電機的驅動力直接作用于泵，提高了能量的利用率。2)結構緊湊。該泵實現了泵和電機的一體化設計，本發明中，泵的轉子同時也是電機的轉子，泵定子11與電機定子固定連接，泵和電機合并成一個整體，結構緊湊，節省空間。3)容積效率高。該泵采用外轉子內定子結構，柱塞腔13設置于泵定子11上，不隨轉子高速轉動，避免了油液在高速轉動時產生氣泡；柱塞5缸體和配流軸為一個整體，避免了油液在柱塞腔13和配流軸之間的泄露造成的容積效率的下降。
圖1為本發明的軸向剖視圖。
圖2為本發明圖1的A-A截面的剖視圖。
圖3為吸入系統組件23的剖視圖。
圖4為排出系統組件7的剖視圖。
圖5為第二外端蓋3的示意圖，其中圖5-a是第二外端蓋3的右視圖，圖5_b是第二外端蓋3的正視圖，圖5-c是第二外端蓋3的左視圖。
圖6為第二泵端蓋4的示意圖，其中圖6-a是第二泵端蓋4的軸向剖視圖，圖6-b是第二泵端蓋4的右視圖。
圖7為泵定子11的示意圖，其中圖7-a是泵定子11的軸向剖視圖，圖7_b是圖7-a中B-B截面的剖視圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做詳細描述。
參照圖1和圖2，一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵，包括第一外端蓋25和第二外端蓋3，第一外端蓋25和第二外端蓋3相對布置，通過兩個以上的連接拉桿27連接，并用圓螺母鎖緊，組成一個整體結構并與地面固定，泵定子11安裝在整體結構的內部，泵定子11兩側的軸分別從第一外端蓋25和第二外端蓋3中心的方形通孔伸出，伸出的部分用圓螺母鎖緊，在配合的部分，泵定子11兩側的軸上削出平面，與第一外端蓋25和第二外端蓋3中心的方形通孔配合，防止泵定子11的周向轉動，第一軸承組19和第二軸承組10分別安裝在泵定子11兩側的軸上，第一軸承組19、第二軸承組10的軸承內圈分別抵在泵定子11兩側的臺肩上，第一泵端蓋24和第二泵端蓋4分別安裝在第一軸承組19和第二軸承組10上，第一軸承壓蓋20安裝在第一泵端蓋24端部，頂住第一軸承組19的軸承外圈，第二軸承壓蓋9安裝在第二泵端蓋4端部，頂住第二軸承組10的軸承外圈，泵殼體30安裝在第一泵端蓋24和第二泵端蓋4之間，泵殼體30內圓柱面與第一泵端蓋24的第一止口 28和第二泵端蓋4上的第二止口 I配合 ，端面用兩個以上的螺釘和銷釘擰緊固定，泵殼體30內部安裝有壓油凸輪31，壓油凸輪31內部為橢圓柱面，壓油凸輪31的軸向定位通過第一壓油凸輪定位套筒29和第二壓油凸輪定位套筒32實現，其周向通過過盈配合定位或通過鍵連接定位，第一泵端蓋24和第二泵端蓋4端面上的圓柱面上分別安裝有第一吸油凸輪26和第二吸油凸輪2，它們的外柱面相同，且都為與壓油凸輪31內柱面等距的橢圓柱面，它們都通過過盈配合進行周向定位或通過鍵連接定位，泵定子11的外圓柱面上均勻、對稱的分布有兩個以上的徑向的柱塞腔13,每個柱塞腔13內都安裝有一個柱塞5,每個柱塞5的根部都安裝有一個柱塞銷軸15，柱塞銷軸15位于柱塞5內部的部分居中安裝有一個第二滾針軸承14，柱塞銷軸15的兩端分別安裝有第一滾針軸承16和第三滾針軸承12，第二滾針軸承14抵在壓油凸輪31上，第一滾針軸承16和第三滾針軸承12分別壓在第一吸油凸輪26和第二吸油凸輪2上，泵定子11兩端面上與每個柱塞腔13對應的位置，沿軸向分別安裝有吸入系統組件23和排出系統組件7，吸入系統組件23和排出系統組件7的分布半徑小于柱塞5沿徑向運動時的最低位置；參照圖5-b、圖5-c，第一外端蓋25和第二外端蓋3的內端面上都加工有兩個以上的徑向槽，槽內安裝有定子繞組18 ;參照圖6-a、6-b，第一泵端蓋24和第二泵端蓋4的外端面上也都加工有兩個以上的徑向槽，每個槽內都安裝有導磁體17。
參照圖3，在吸入系統組件23中，吸入閥閥座定位套筒37、吸入閥閉合彈簧38、吸入閥閥芯35、吸入閥閥座36和吸入閥導向座34依次安裝在泵定子11端面上的安裝孔內，通過旋入吸入閥定位螺塞33將上述各個零件壓緊進行定位，其中吸入閥閥芯35穿過吸入閥閥座36安裝在吸入閥導向座34內，吸入閥閉合彈簧38頂住吸入閥閥芯35的圓錐底面。參照圖4，在排出系統組件7中，排出閥閥座43、排出閥閥芯42、排出閥閉合彈簧39和排出閥導向座41依次安裝在泵定子11端面上的安裝孔內，通過旋入排出閥定位螺塞40將上述各個零件壓緊進行定位，其中排出閥閥芯42的細桿端插入排出閥導向座41內，排出閥閉合彈簧39頂住排出閥閥芯42的圓錐底面。參照圖1、圖2，泵的轉動部分位于泵定子11的外部，柱塞5的運動由壓油凸輪31和第一吸油凸輪26、第二吸油凸輪2驅動，壓油凸輪31的內柱面為橢圓柱面，第一吸油凸輪26、第二吸油凸輪2的外柱面為與壓油凸輪31內柱面等距的橢圓柱面，柱塞5的受力通過柱塞銷軸15傳遞，泵運轉時，柱塞5相當于逆著轉動方向沿橢圓周轉動，由于橢圓上的點與圓心的距離沿周向周期性變化，因此，柱塞5即沿徑向的做往復運動，實現柱塞腔13的吸油和壓油。泵的配油通過吸入系統組件23和排出系統組件7中的閥口的打開和關閉實現，參照圖7-a、7-b，在泵定子11內，柱塞腔13分布平面的兩旁，分別沿徑向分布有輻射狀的第一匯油孔21和第二匯油孔8，且它們的分布方式與柱塞腔13相同，各個第一匯油孔21和第二匯油孔8分別經吸入系統組件23或者排出系統組件7與相應位置的柱塞腔13連通，當柱塞腔13容積增大時，吸入閥閥芯35在液壓力的作用下，將吸入閥閉合彈簧38進一步壓縮，吸入系統組件23與柱塞腔13之間的連接孔設計成橢圓形，防止彈簧完全壓縮后，此連接孔被吸入閥閥芯35的圓錐底面封住，打開閥口，吸入油液，排出閥閥芯42則在液壓力和排出閥閉合彈簧39彈力的作用下，將閥口閉合，防止油液回流；當柱塞腔13容積減小時，排出閥閥芯42在液壓力的作用下，將排出閥閉合彈簧39進一步壓縮，打開閥口，將油液泵出，吸入閥閥芯35則在液壓力和吸入閥閉合彈簧38彈力的作用下，將閥口封閉，防止油液逆流。該泵的驅動力來自位于兩側對稱設計的兩個盤式電機，參照圖5_a、圖5_b、圖5-c、圖6-a和圖6-b,第一外端蓋25和第二外端蓋3的相背的一側有兩個以上的散熱肋板44，相對的一側開有兩個以上的徑向槽，該徑向槽內纏繞繞組組成盤式電機的定子，第一泵端蓋24和第二泵端蓋4的相背的一側上也都開有兩個以上的徑向槽，該徑向槽內都裝有導磁體17，組成盤式電機的轉子，同時也是徑向柱塞泵的轉子，實現了一體化的設計。本發明的工作原理為:盤式電機通電后，驅動第一泵端蓋24、第二泵端蓋4以及其上固定安裝的各個零件轉動，泵定子11固定，旋轉的壓油凸輪31、第一吸油凸輪26和第二吸油凸輪2，驅動泵定子11上固定位置的柱塞腔13內安裝的柱塞5沿徑向做往復運動，柱塞腔13容積增大時，排出系統組件7的閥口關閉，吸入系統組件23的閥口打開，油液經吸油孔22、第一匯油孔21和吸入系統組件23進入柱塞腔13，當柱塞腔13的容積減小時，吸入系統組件23的閥口關閉，排出系統的閥口打開，油液經排出系統組件7、第二匯油孔8和出油孔6流出柱塞腔13，各個柱塞腔13同時工作，實現連 續的吸油和排油。
權利要求
1.一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵，包括第一外端蓋(25)和第二外端蓋(3)，其特征在于:第一外端蓋(25)和第二外端蓋(3)相對布置，通過兩個以上的連接拉桿(27)連接，并用圓螺母鎖緊，組成一個整體結構并與地面固定，泵定子(11)安裝在整體結構的內部，泵定子(11)兩側的軸分別從第一外端蓋(25)和第二外端蓋(3)中心的通孔伸出，伸出的部分用圓螺母鎖緊，第一軸承組(19)和第二軸承組(10)分別安裝在泵定子(11)兩側的軸上，第一軸承組(19)、第二軸承組(10)的軸承內圈分別抵在泵定子(11)兩側的臺肩上，第一泵端蓋(24)和第二泵端蓋(4)分別安裝在第一軸承組(19)和第二軸承組(10)上，第一軸承壓蓋(20)安裝在第一泵端蓋(24)端部，頂住第一軸承組(19)的軸承外圈，第二軸承壓蓋(9)安裝在第二泵端蓋(4)端部，頂住第二軸承組(10)的軸承外圈，泵殼體(30)安裝在第一泵端蓋(24)和第二泵端蓋(4)之間，泵殼體(30)內圓柱面與第一泵端蓋(24)的第一止口(28)和第二泵端蓋(4)上的第二止口(I)配合，端面用兩個以上的螺釘和銷釘擰緊固定，泵殼體(30)內部安裝有壓油凸輪(31)，壓油凸輪(31)內部為橢圓柱面，壓油凸輪(31)的軸向定位通過第一壓油凸輪定位套筒(29)和第二壓油凸輪定位套筒(32)實現，其周向通過過盈配合定位或通過鍵連接定位，第一泵端蓋(24)和第二泵端蓋(4)端面上的圓柱面上分別安裝有第一吸油凸輪(26)和第二吸油凸輪(2)，它們的外柱面相同，且都為與壓油凸輪(31)內柱面等距的橢圓柱面，它們都通過過盈配合進行周向定位或通過鍵連接定位，泵定子(11)的外圓柱面上均勻、對稱的分布有兩個以上的徑向的柱塞腔(13)，每個柱塞腔(13)內都安裝有一個柱塞(5)，每個柱塞(5)的根部都安裝有一個柱塞銷軸(15)，柱塞銷軸(15)位于柱塞(5)內部的部分居中安裝有一個第二滾針軸承(14)，柱塞銷軸(15)的兩端分別安裝有第一滾針軸承(16)和第三滾針軸承(12)，第二滾針軸承(14)抵在壓油凸輪(31)上，第一滾針軸承(16)和第三滾針軸承(12)分別壓在第一吸油凸輪(26)和第二吸油凸輪(2)上，泵定子(11)兩端面上與每個柱塞腔(13)對應的位置，沿軸向分別安裝有吸入系統組件(23)和排出系統組件(7)，吸入系統組件(23)和排出系統組件(7)的分布半徑小于柱塞(5)沿徑向運動時的最低位置，第一外端蓋(25)和第二外端蓋(3)的內端面上都加工有兩個以上的徑向槽，槽內安裝有定子繞組(18)，第一泵端蓋(24)和第二泵端蓋(4)的外端面上也都加工有兩個以上的徑向槽，每個槽內都安裝有導磁體(17)。
2.根據權利要求1所述的一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵，其特征在于:在吸入系統組件(2 3 )中，吸入閥閥座定位套筒(3 7 )、吸入閥閉合彈簧(3 8 )、吸入閥閥芯(35),吸入閥閥座(36)和吸入閥導向座(34)依次安裝在泵定子(11)端面上的安裝孔內，通過旋入吸入閥定位螺塞(33 )將上述各個零件壓緊進行定位，其中吸入閥閥芯(35)穿過吸入閥閥座(36)安裝在吸入閥導向座(34)內，吸入閥閉合彈簧(38)頂住吸入閥閥芯(35)的圓錐底面。
3.根據權利要求1所述的一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵，其特征在于:在排出系統組件(7 )中，排出閥閥座(43 )、排出閥閥芯(42 )、排出閥閉合彈簧(39 )和排出閥導向座(41)依次安裝在泵定子(11)端面上的安裝孔內，通過旋入排出閥定位螺塞(40)將上述各個零件壓緊進行定位，其中排出閥閥芯(42)的細桿端插入排出閥導向座(41)內，排出閥閉合彈簧(39 )頂住排出閥閥芯(42 )的圓錐底面。
4.根據權利要求1所述的一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵，其特征在于:泵的配油通過吸入系統組件(23)和排出系統組件(7)中的閥口的打開和關閉實現，柱塞腔(13)分布平面的兩旁，分別沿徑向分布有輻射狀的第一匯油孔(21)和第二匯油孔(8)，且它們的分布方式與柱塞腔(13)相同，各個第一匯油孔(21)和第二匯油孔(8)分別經吸入系統組件(23)或者排出系統組件(7)與相應位置的柱塞腔(13)連通。
5.根據權利要求1所述的一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵，其特征在于:該泵的驅動力來自位于兩側對稱設計的兩個盤式電機，第一外端蓋(25)和第二外端蓋(3)的相背的一側有兩個以上的散熱肋板(44)，相對的一側開有兩個以上的徑向槽，該徑向槽內纏繞繞組組成盤式電機的定子，第一泵端蓋(24)和第二泵端蓋(4)的相背的一側上也都開有兩個以上的徑向槽，該徑向槽內都裝有導磁體(17)組成盤式電機的轉子，同時也是徑向柱塞泵的轉子 。
全文摘要
一種與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵，泵采用外轉子內定子結構，轉子內部固定安裝有用于吸油和壓油的徑向等距凸輪，凸輪在轉子的帶動下旋轉時，通過軸承及柱塞銷軸將轉動轉化為柱塞的直線往復運動，獲得高壓油液；每個柱塞腔的配油通過安裝在定子上的錐閥單向閥實現，單向閥的打開和關閉通過柱塞腔內的壓力控制；泵運轉的驅動力，來自于對稱設計在泵體兩側的盤式電機，盤式電機的定子與地面固連，盤式電機的轉子與泵的轉子設計成一個部件，實現泵和電機的一體化設計；本發明的與電機一體化的外轉子徑向柱塞液壓泵，具有結構緊湊、傳動簡單、受力對稱、能量利用率高、容積效率高、泵和電機一體化的優點。
文檔編號F04B1/047GK103233873SQ201310139370
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者趙升噸, 郭桐, 張晨陽, 范淑琴 申請人:西安交通大學