二維雙聯(lián)軸向活塞泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種二維雙聯(lián)軸向活塞栗，屬于流體傳動及控制領(lǐng)域中的液壓栗及液壓馬達。
【背景技術(shù)】
[0002]雙聯(lián)活塞栗用活塞和缸體以及中間連接件作為主要工作構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)呈對稱狀。當(dāng)活塞在缸體內(nèi)作往復(fù)運動時，由活塞與缸體組成的密閉工作容積腔發(fā)生容積變化，完成吸、排油過程。根據(jù)活塞在缸體中的不同排列形式，活塞栗分為徑向式和軸向式兩大類。徑向活塞栗由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大，在許多場合已經(jīng)被軸向活塞栗替代。軸向活塞栗的活塞中心線平行(或基本平行)于油缸體的軸線。此類栗的密封性好，具有工作壓力高，在高壓下仍能保持相當(dāng)高的容積效率及總效率，容易實現(xiàn)變量以及單位功率的重量輕等優(yōu)點。廣泛運用于壓力加工機械、起重運輸設(shè)備、工程機械、船舶甲板機械、冶金機械、火炮和空間技術(shù)領(lǐng)域中，并可被作為高壓及高壓油源。
[0003]傳統(tǒng)常見的軸向活塞栗的工作原理:當(dāng)傳動軸帶動缸體轉(zhuǎn)動時，缸體會帶動活塞轉(zhuǎn)動，通過改變活塞和傾斜平面之間或與傳動軸之間的角度，使得活塞在腔內(nèi)作直線往復(fù)運動。依靠活塞在缸體孔內(nèi)往復(fù)運動，使密封工作容腔容積發(fā)生變化來實現(xiàn)吸、壓油。傳統(tǒng)的軸向活塞栗其內(nèi)部相對運動的零件多，對材料材質(zhì)、加工精度要求高，對油液污染敏感，加工、使用、維護的要求和成本較高，價格昂貴;缸體隨傳動軸一起轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動慣量大，導(dǎo)致啟動、停止、調(diào)速的響應(yīng)速度慢，不利于通過調(diào)速來控制栗的輸出流量;缸體內(nèi)摩擦副較多，高速轉(zhuǎn)動下，缸體溫升較快，配流盤、活塞等零件的磨損直接影響栗的使用壽命和耐久性。并且由于柱塞栗本身工作原理的限制，傳動軸轉(zhuǎn)動一周，每個柱塞只能實現(xiàn)一次吸油和一次排油，其排量受到了限制。本發(fā)明與之前所發(fā)明的單聯(lián)二維圓柱導(dǎo)軌軸向活塞栗相比較，本發(fā)明不僅在結(jié)構(gòu)上得到優(yōu)化，最主要是排量得到加倍。除此之外，還解決了單聯(lián)栗的流量脈動及力矩脈動問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服軸向活塞栗存在的上述缺點，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)新穎緊湊、體積小、重量輕，傳動簡單、零轉(zhuǎn)矩脈動、易調(diào)速，排量高等優(yōu)點的二維(2D)雙聯(lián)軸向活塞栗。
[0005 ]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]二維雙聯(lián)軸向活塞栗，其特征在于:包括殼體、左缸體、右缸體、左活塞以及右活塞，左缸體和右缸體通過定位鋼珠置于殼體內(nèi)并且通過連接套與殼體固定連接，殼體上開有吸排油孔和泄漏油回油通道，殼體的左端固定安裝有左端蓋，所述的左缸體的右端和右缸體的左端分別固聯(lián)具有相同滾動曲面的左等加等減曲面軌道和右等加等減曲面軌道，并且左等加等減曲面軌道和右等加等減曲面軌道相互呈90度錯開布置，即左等加等減曲面軌道的最高點和最低點分別與右等加等減曲面軌道的最低點和最高點相對應(yīng)；
[0007]所述的左缸體和右缸體的內(nèi)部分別安裝有左活塞、右活塞，并且所述的左活塞、右活塞分別可沿左缸體、右缸體內(nèi)腔軸向作直線往復(fù)運動;在所述的左活塞的左、右兩端分別安裝有與左活塞同心的第一塞環(huán)和第二塞環(huán)，在所述的右活塞的左、右兩端分別安裝有與右活塞同心的第三塞環(huán)和第四塞環(huán)；
[0008]所述的第一塞環(huán)、左活塞和左缸體共同圍合的空間構(gòu)成第一左腔室，所述的第二塞環(huán)、左活塞和左缸體共同圍合的空間構(gòu)成第一右腔室，第一左腔室與第一右腔室的容積隨左活塞的往復(fù)運動交錯變化；當(dāng)左活塞從最左端往最右端軸向運動時，第一左腔室容積逐漸變大，第一右腔室容積逐漸變??；相反，當(dāng)左活塞從最右端往最左端軸向運動時，第一右腔室容積逐漸變大，第一左腔室容積逐漸變??；
[0009]所述的第三塞環(huán)、右活塞和右缸體共同圍合的空間構(gòu)成第二左腔室，所述的第四塞環(huán)、右活塞和右缸體共同圍合的空間構(gòu)成第二右腔室，第二左腔室與第二右腔室的容積隨左活塞的往復(fù)運動交錯變化；當(dāng)右活塞從最左端往最右端軸向運動時，第二左腔室容積逐漸變大，第二右腔室容積逐漸變??；相反，當(dāng)右活塞從最右端往最左端軸向運動時，第二右腔室容積逐漸變大，第二左腔室容積逐漸變??；
[0010]所述的左活塞和右活塞上均設(shè)置有一臺肩，所述的臺肩表面上開有均勻分布的四個矩形溝槽，并且四個矩形溝槽的槽口位置相互錯開布置;所述的左缸體和右缸體上與左活塞和右活塞的對應(yīng)位置上均勻分布有與四個矩形溝槽相對應(yīng)的兩組窗口，并且兩組窗口通過開在左缸體和右缸體表面的環(huán)形槽相互貫通;工作時，矩形溝槽與窗口發(fā)生溝通，容積逐漸變大的腔室通過溝通的矩形溝槽和窗口從油箱吸油，容積逐漸減小的腔室通過溝通的溝槽和窗口將腔內(nèi)油液排出；
[0011]所述的左活塞的右端和右活塞的左端分別與中間連接件通過定位螺釘固聯(lián)，所述的中間連接件的伸出軸的軸端對稱安裝有一組軸承大滾輪，兩中間連接件的伸出軸的空間夾角為45度;兩中間連接件通過傳動軸連接，所述的傳動軸貫穿所述的左、右活塞，且兩端固定;兩中間連接件伸出軸上的軸承大滾輪分別對應(yīng)設(shè)置在所述的左等加等減曲面軌道和右等加等減曲面軌道上，并且分別可沿左等加等減曲面軌道或右等加等減曲面軌道滾動。
[0012]所述的傳動軸的左端安裝有機械密封的動環(huán)，右端安裝有深溝球軸承，中部安裝有兩根相同的導(dǎo)桿，并且兩根導(dǎo)桿空間交錯45度，兩根導(dǎo)桿的末端均安裝有一組滾針軸承，兩組滾針軸承分別嵌入兩中間連接件的軸承槽內(nèi)。
[0013]所述的左等加等減曲面軌道和右等加等減曲面軌道均呈圓柱體，所述的圓柱體的頂面具有向內(nèi)凹的弧形曲面。
[0014]所述的左端蓋的內(nèi)部安裝有深溝球軸承和機械密封的靜環(huán)。
[0015]所述的第一塞環(huán)和第二塞環(huán)分別通過鋼絲擋圈固定在左缸體上，所述的第三塞環(huán)和第四塞環(huán)分別通過第一鋼絲擋圈固定在右缸體上。
[0016]所述的左端蓋通過第二鋼絲擋圈固定在殼體的最左端。
[0017]本發(fā)明所述的二維(2D)雙聯(lián)軸向活塞栗利用活塞雙自由度(旋轉(zhuǎn)的同時能夠軸向移動)的運動原理，實現(xiàn)連續(xù)的吸排油。對于雙聯(lián)2D栗的結(jié)構(gòu)來說，兩等加等減速曲面軌道分別用定位銷固定于兩缸體的端部，面對面放置并且兩導(dǎo)軌在空間上交錯90度，即當(dāng)軸承大滾輪位于其中一導(dǎo)軌的最高點時，同時接觸另一導(dǎo)軌的最低點。雙聯(lián)2D栗的定子包括缸體和等加等減速曲面軌道，兩缸體通過套筒固連成一整體塞入栗殼內(nèi)。其轉(zhuǎn)子包括活塞、中間連接件、軸承大滾輪、傳動軸、導(dǎo)桿。兩活塞均裝于缸體內(nèi)，兩者中心線平行。中間連接件伸出兩軸，兩軸端部分別裝有一軸承大滾輪，且兩軸承大滾輪安裝呈對稱狀。兩中間連接件分別在固聯(lián)在兩活塞的端部且面對面放置，兩中間連接件伸出軸的空間交錯45度。傳動軸從活塞內(nèi)貫穿，其兩端均用軸承將其固定，傳動軸中部裝有兩導(dǎo)桿，貫穿傳動軸呈對稱狀，且導(dǎo)桿端部分別裝有軸承。缸體腔內(nèi)裝有第一至第四塞環(huán)、左活塞、右活塞和殼體構(gòu)成了吸排油腔，當(dāng)傳動軸帶動左、右活塞旋轉(zhuǎn)的同時并往復(fù)運動實現(xiàn)吸排油腔的切換和連續(xù)的吸排油。
[0018]本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:
[0019]1、提出了軸與活塞一體化設(shè)計，將整體結(jié)構(gòu)大大簡化，利用活塞的旋轉(zhuǎn)和滑動的雙運動自由度(2D)結(jié)構(gòu)替代了傳統(tǒng)軸向柱塞栗的配油盤結(jié)構(gòu)，來實現(xiàn)連續(xù)吸排油功能，而且往復(fù)運動一次，吸排油各兩次，較單聯(lián)軸向活塞栗多一次；
[0020]2、較傳統(tǒng)柱塞栗的多摩擦副結(jié)構(gòu)，本發(fā)明只有一對摩擦副，使得效率得到很大提尚;
[0021 ] 3、較單聯(lián)2D活塞栗，本發(fā)明消除了流量脈動和轉(zhuǎn)矩脈動；
[0022]4、實現(xiàn)了微型化，在保證流量的前提下，成本得到大大降低。
【附圖說明】
[0023]圖1為2D雙聯(lián)軸向活塞栗的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2為導(dǎo)桿與傳動軸的裝配示意圖。
[0025]圖3為中間連接件與傳動軸裝配示意圖。
[0026]圖4為傳動部分示意圖。
[0027]圖5為2D雙聯(lián)活塞栗工作原理示意圖，其中a)、b)和c)分別為活塞運動在不同位置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖6為等加等減速導(dǎo)軌示意圖。
[0029]圖7等加等減速運動規(guī)律示意圖。
[0030]圖7中a)位移線圖b)速度線圖c)加速度線圖。
【具體實施方式】
[0031 ] 參照圖1至圖7，二維雙聯(lián)軸向活塞栗，包括殼體1、左缸體7、右缸體17、左活塞6以及右活塞21，左缸體7和右缸體17通過定位鋼珠8置于殼體I內(nèi)并且通過連接套23與殼體I固定連接，殼體I上開有吸排油孔和泄漏油回油通道，殼體I的左端固定安裝有左端蓋3，所述的左缸體7的右端和右缸體17的左端分別固聯(lián)具有相同滾動曲面的左等加等減曲面軌道13和右等加等減曲面軌道15，并且左等加等減曲面軌道13和右等加等減曲面軌道15相互呈90度錯開布置，即左等加等減曲面軌道13的最高點和最低點分別與右等加等減曲面軌道15的最低點和最高點相對應(yīng)；
[0032]所述的左缸體7和右缸體17的內(nèi)部分別安裝有左活塞6、右活塞21，并且所述的左活塞6、右活塞21分別可沿左缸體7、右缸體17內(nèi)腔軸向作直線往復(fù)運動；在所述的左活塞6的左、右兩端分別安裝有與左活塞同心的第一塞環(huán)10和第二塞環(huán)11，在所述的右活塞21的左、右兩端分別安裝有與右活塞同心的第三塞環(huán)22和第四塞環(huán)18;
[0033]所述的第一塞環(huán)10、左活塞6和左缸體7共同圍合的空間構(gòu)成第一左腔室，所述的第二塞環(huán)11、左活塞6和左缸體7共同圍合的空間構(gòu)成第一右腔室，第一左腔室與第一右腔室的容積隨左活塞的往復(fù)運動交錯變化；當(dāng)左活塞從最左端往最右端軸向運動時，第一左腔室容積逐漸變大，第一右腔室容積逐漸變小;相反，當(dāng)左活塞從最右端往最左端軸向運動時，第一右腔室容積逐漸變大，第一左腔室容積逐漸變?。?br>[0034]所述的第三塞環(huán)22、右活塞21和右缸體17共同圍合的空間構(gòu)成第二左腔室，所述的第四塞環(huán)18、右活塞21和右缸體17共同圍合的空間構(gòu)成第二右腔室，第二左腔室與第二右腔室的容積隨左活塞的往復(fù)運動交錯變化；當(dāng)右活塞從最左端往最右端軸向運動時，第一■左腔室容積逐漸變大，第一■右腔室容積逐漸變小