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凸轮式无级变量柱塞 泵

阅读：871发布：2020-05-13

专利汇可以提供凸轮式无级变量柱塞泵专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种凸轮式无级变量柱塞泵，包括箱体、花键轴组件、变量机构、柱塞组件，所述箱体上设置有箱盖，交流电机输入动力给花键轴组件，带动偏心传动件转动，使柱塞组件实现吸压油的配流过程，变量机构通过拨叉调节接触位置，从而控制柱塞杆伸缩量实现流量的调节，本发明具有以下有益效果：改变了以往凸轮式柱塞泵不能调节排量的问题，能实现无级变量控制；只需控制伺服电机的转动，就可以实现柱塞泵从零流量到额定流量的调节；只调节伺服电机的输入脉冲参数便可实现柱塞泵排量的数字化控制，结构简单、控制方便。，下面是凸轮式无级变量柱塞泵专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种凸轮式无级变量柱塞泵，其特征在于：包括箱体、花键轴组件、变量机构、柱塞组件，所述箱体上设置有箱盖；
所述花键轴组件包括竖直设置于箱体内的花键轴，花键轴上设置有偏心传动件，所述偏心传动件为升程渐变凸轮轴，凸轮轴向开有与花键轴配合的花键槽，凸轮由上至下分别为升程不变部分、升程渐变部分、拨叉槽部分，升程不变部为柱部，升程渐变部分为由上至下横截面面积逐渐增大，拨叉槽部分为柱部前上环设有拨叉槽；
所述变量机构包括拨叉、竖直设置于箱体内的传动丝杆、光杆，所述传动丝杆上设置有丝杆螺母，所述拨叉与光杆滑动连接且与丝杆螺母固定连接，所述拨叉端部插入偏心传动件的拨叉槽内；
所述柱塞组件包括设置于箱体侧壁的柱塞缸，所述柱塞缸内的柱塞腔内设置有柱塞杆，柱塞杆前端伸入箱体内，柱塞杆前端设置有紧贴偏心传动件侧壁的牛眼轴承，柱塞杆后端与柱塞缸之间设置有复位弹簧，所述柱塞缸上设置有连接柱塞腔进出油口，进出油口上设置有单向阀；
所述箱盖上设置有驱动花键轴转动的交流电机、驱动传动丝杆转动的伺服电机。
2.根据权利要求1所述的凸轮式无级变量柱塞泵，其特征在于：所述偏心传动件升程渐变部分外周圆周均布若干相同的凸部，凸部的截面面积由上至下逐渐增大，每个凸部控制柱塞组件一个周期的吸压油过程。
3.根据权利要求1所述的凸轮式无级变量柱塞泵，其特征在于：所述的伺服电机通过螺栓固定在箱盖上，伺服电机的输出轴经联轴器A与传动丝杆连接传动。
4.根据权利要求1所述的凸轮式无级变量柱塞泵，其特征在于：所述光杆对称设置两个，光杆上下两端分别固定在箱体底部与箱盖上，两个光杆与拨叉构成移动副，拨叉上设置有利于两个光杆贯穿的通孔。
5.根据权利要求1所述的凸轮式无级变量柱塞泵，其特征在于：所述箱体底部设置有两个轴承座孔，分别用于安装花键轴和传动丝杆，箱体侧面有一凸台并设有沉孔，凸台上的沉孔通过螺纹与柱塞缸连接，箱盖经螺旋与箱体连接。
6.根据权利要求1所述的凸轮式无级变量柱塞泵，其特征在于：所述花键轴中段设置有花键并与偏心传动件内的花键槽构成移动副。
7.根据权利要求1所述的凸轮式无级变量柱塞泵，其特征在于：所述箱体与箱盖之间及箱体与柱塞缸之间均设有密封垫片。
8.根据权利要求1所述的凸轮式无级变量柱塞泵，其特征在于：所述箱盖上设置有转接架，交流电机安装在转接架上，交流电机的输出轴经联轴器B与花键轴连接传动。

说明书全文

凸轮式无级变量柱塞 泵

技术领域

[0001] 本发明涉及一种凸轮式无级变量柱塞泵。

背景技术

[0002] 凸轮式柱塞泵是一种重要柱塞泵，在液压领域有着广泛的应用。这种液压泵结构简单、成本低廉、抗干扰能力强。传统的凸轮式柱塞泵一般在泵内安装有盘形凸轮，依靠盘形凸轮的转动，带动柱塞组件沿其轴线方向作往复运动，使密封油腔的容积产生周期性的大小变化，从而实现吸油和排油的目的。这种凸轮式柱塞泵的缺点在于无变量机构或不能无级调节排量。相对于普通的液压泵，凸轮式柱塞泵在排量的无级调节还基本是空白，例如授权公告号为CN 103089562A的一种凸轮式柱塞泵只优化了凸轮结构和减小负载大小，虽然提高了泵的使用寿命并且降低了噪音和系统振动，但是并未考虑泵的排量调节以增加泵的应用范围。

发明内容

[0003] 鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种凸轮式无级变量柱塞泵。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种凸轮式无级变量柱塞泵，包括箱体、花键轴组件、变量机构、柱塞组件，所述箱体上设置有箱盖；所述花键轴组件包括竖直设置于箱体内的花键轴，花键轴上设置有偏心传动件，所述偏心传动件为升程渐变凸轮，凸轮轴向开有与花键轴配合的花键槽，凸轮由上至下分别为升程不变部分、升程渐变部分、拨叉槽部分，升程不变部为柱部，升程渐变部分为由上至下横截面面积逐渐增大，拨叉槽部分为柱部前上环设有拨叉槽；
所述变量机构包括拨叉、竖直设置于箱体内的传动丝杆、光杆，所述传动丝杆上设置有丝杆螺母，所述拨叉与光杆滑动连接且与丝杆螺母固定连接，所述拨叉端部插入偏心传动件的拨叉槽内；
所述柱塞组件包括设置于箱体侧壁的柱塞缸，所述柱塞缸内的柱塞腔内设置有柱塞杆，柱塞杆前端伸入箱体内，柱塞杆前端设置有紧贴偏心传动件侧壁的牛眼轴承，柱塞杆后端与柱塞缸之间设置有复位弹簧，所述柱塞缸上设置有连接柱塞腔进出油口，进出油口上设置有单向阀；
所述箱盖上设置有驱动花键轴转动的交流电机、驱动传动丝杆转动的伺服电机。

[0005] 进一步的，所述的伺服电机通过螺栓固定在箱盖上，伺服电机的输出轴经联轴器A与传动丝杆连接传动。

[0006] 进一步的，所述光杆对称设置两个，光杆上下两端分别固定在箱体底部与箱盖上，两个光杆与拨叉构成移动副，拨叉上设置有利于两个光杆贯穿的通孔。

[0007] 进一步的，所述箱体底部设置有两个轴承座孔，分别用于安装花键轴和传动丝杆，箱体侧面有一凸台并设有沉孔，凸台上的沉孔通过螺纹与柱塞缸连接，箱盖经螺旋与箱体连接。

[0008] 进一步的，所述花键轴中段设置有花键并与偏心传动件内的花键槽构成移动副。

[0009] 进一步的，所述箱体与箱盖之间及箱体与与柱塞缸之间均设有密封垫片。

[0010] 进一步的，所述箱盖上设置有转接架，交流电机安装在转接架上，交流电机的输出轴经联轴器B与花键轴连接传动。

[0011] 进一步的，所述偏心传动件升程渐变部分外周圆周均布若干相同的凸部，凸部的截面面积由上至下逐渐增大，每个凸部控制柱塞组件一个周期的吸压油过程。

[0012] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：改变了以往凸轮式柱塞泵不能调节排量的问题，能实现无级变量控制，只需控制伺服电机的转动，就可以实现柱塞泵从零流量到额定流量的调节，只调节伺服电机的输入脉冲参数便可实现柱塞泵排量的数字化控制，结构简单、控制方便。

[0013] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

[0014] 图 1 为本发明去掉变量机构的的全剖视图；图2为本发明变量机构的全剖视图；
图3为本发明的立体图；
图4为2周期偏心传动件；
图5为3周期偏心传动件；
图6为4周期偏心传动件。

[0015] 图中：1-花键轴组件；1-1-花键轴；1-2-圆锥滚子轴承；1-3-偏心传动件；1-4-联轴器B；2-柱塞组件；2-1-柱塞杆；2-2-复位弹簧；2-3-柱塞缸；2-4-牛眼轴承；2-5-柱塞腔；2-6-单向阀；
3-变量机构；3-1-传动丝杆；3-2-丝杆螺母；3-3-拨叉；3-4-联轴器A；3-5-光杆；4-箱体；5-箱盖；6-伺服电机；7-交流电机；8-交流电机转接架。

具体实施方式

[0016] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

[0017] 如图1-6所示，一种凸轮式无级变量柱塞泵，包括箱体、花键轴组件、变量机构、柱塞组件，所述箱体上设置有箱盖；所述花键轴组件包括竖直设置于箱体内的花键轴，花键轴上设置有偏心传动件，所述偏心传动件为升程渐变凸轮，凸轮轴向开有与花键轴配合的花键槽，凸轮由上至下分别为升程不变部分、升程渐变部分、拨叉槽部分，升程不变部为柱部，升程渐变部分为由上至下横截面面积逐渐增大，拨叉槽部分为柱部前上环设有拨叉槽；
所述变量机构包括拨叉、竖直设置于箱体内的传动丝杆、光杆，所述传动丝杆上设置有丝杆螺母，所述拨叉与光杆滑动连接且与丝杆螺母固定连接，所述拨叉端部插入偏心传动件的拨叉槽内，控制偏心传动件的轴向移动；
所述柱塞组件包括设置于箱体侧壁的柱塞缸，所述柱塞缸内的柱塞腔内设置有柱塞杆，柱塞杆前端伸入箱体内，柱塞杆前端设置有紧贴偏心传动件侧壁的牛眼轴承，柱塞杆后端与柱塞缸之间设置有复位弹簧，复位弹簧顶向柱塞杆后端提供回复力使柱塞杆前端的牛眼轴承紧贴于偏心传动件上，柱塞杆与柱塞腔构成滑动副，柱塞缸的开口处设有内螺纹与柱塞腔的外螺纹连接，所述柱塞缸上设置有连接柱塞腔进出油口，进出油口上设置有单向阀；
所述箱盖上设置有驱动花键轴转动的交流电机、驱动传动丝杆转动的伺服电机。

[0018] 在本实施例中，所述的伺服电机通过螺栓固定在箱盖上，伺服电机的输出轴经联轴器A与传动丝杆连接传动。

[0019] 在本实施例中，所述光杆对称设置两个，光杆上下两端分别固定在箱体底部与箱盖上，两个光杆与拨叉构成移动副，拨叉上设置有利于两个光杆贯穿的通孔。

[0020] 在本实施例中，所述箱体底部设置有两个轴承座孔，分别用于安装花键轴和传动丝杆，箱体侧面有一凸台并设有沉孔，凸台上的沉孔通过螺纹与柱塞缸连接，箱盖经螺旋与箱体连接。

[0021] 在本实施例中，所述花键轴中段设置有花键并与偏心传动件内的花键槽构成移动副。

[0022] 在本实施例中，所述箱体与箱盖之间及箱体与与柱塞缸之间均设有密封垫片。

[0023] 在本实施例中，所述箱盖上设置有转接架，交流电机安装在转接架上，交流电机的输出轴经联轴器B与花键轴连接传动。

[0024] 在本实施例中，花键轴为六轴段式阶梯轴，一端设有键槽用于安装联轴器B，中段为沿轴线方向开设的花键与偏心传动件构成移动副，花键两侧装有两个圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承分别设置在箱盖和箱体底部的轴承槽内，用于克服偏心传动件与柱塞组件产生的轴向力并对花键轴起到支撑作用。

[0025] 本装置的工作原理如下：交流电机输入动力给花键轴组件，带动偏心传动件转动，使柱塞组件实现吸压油的配流过程，变量机构通过拨叉调节接触位置控制柱塞杆伸缩量实现流量的调节。

[0026] 在初始位置时，偏心传动件的升程不变部分与柱塞组件接触，柱塞杆无运动，此时排量为零。通过向伺服电机输入脉冲信号，伺服电机转动使传动丝杆上与传动螺母焊接的拨叉带动偏心传动件轴向移动，使升程渐变部分与柱塞组件接触改变柱塞运动行程。偏心传动件的升程渐变部分在改变与柱塞组件接触的位置可以实现柱塞杆从零行程到额定行程，完成排量的无级调节。

[0027] 所述偏心传动件升程渐变部分外周圆周均布若干相同的凸部，凸部的截面面积由上至下逐渐增大，每个凸部控制柱塞组件一个周期的吸压油过程。偏心传动件可根据需要设置多个周期，如，其可为双周期偏心传动件、三周期偏心传动件或四周期偏心传动件。以双周期偏心传动件的升程渐变部分为例，该部分的外轮廓为两段正弦曲线与基圆相切而成的，偏心传动件每转一圈，柱塞组件完成两个周期的吸压油过程。对于三周期、四周期的偏心传动件升程渐变部分的外轮廓结构类似，故可不改变电机转速的情况下，通过更换偏心动件，实现柱塞泵频率的变化。

[0028] 上列为较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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