[发明专利]液压泵往复旋转式钢球传动机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种液压泵，尤其是一种液压泵中的往复旋转式传动机构。

背景技术

柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。柱塞泵分为轴向柱塞泵和径向柱塞泵两种代表性的结构形式。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。径向柱塞泵由于结构复杂、体积较大，在许多场合已经被轴向柱塞泵取代。轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。传统常见的轴向柱塞泵的工作原理，电机带动传动轴旋转，传动轴带动缸体转动，缸体会带动活塞转动，通过改变柱塞和倾斜平面之间或与传动轴之间的角度，使得柱塞在腔内做往复运动。

在柱塞泵的结构中，旋转运动通过传动轴实现，往复运动通过斜盘实现。这种传动方式存在如下缺点：结构复杂，材料和加工精度要求高。结构中存在多个摩擦副，柱塞受侧向力作用，有一定的摩擦损失。传动轴带动缸体转动时，转动惯量大且容易出现不均匀。

发明内容

为了有效改善传统的柱塞泵传动方式存在的缺点，本发明提供一种液压泵往复旋转式钢球传动机构，可以在旋转的同时实现往复运动，结构新颖和简单、体积小而紧凑，工作时转动惯量小且均匀。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种液压泵往复旋转式钢球传动机构，由泵芯、左泵套、右泵套、钢球组成，所述泵芯安装在左泵套、右泵套内，所述泵芯的圆柱面D上设有半圆形沟槽，左泵套和右泵套中设有1/4球面，泵芯与左泵套和右泵套之间通过泵芯的圆柱面D上的半圆形沟槽和左泵套和右泵套中的1/4球面内安装钢球配合连接，使泵芯在旋转的同时沿着泵芯圆柱面上的半圆形沟槽做轴向往复运动。

所述泵芯的圆柱面D上的半圆形沟槽4的径向形状轨迹线为余弦曲线S=，其中A为位移的幅值，n为泵的冲程数量，t为泵自转过的角度，或圆弧曲线或二次抛物线。

所述左泵套和右泵套呈对称结构，泵套靠近1/4球面处，设置有通油口，用于给高精度钢球进行润滑、并使泵芯不受额外的附加液压力，泵套的两处轴向位置上，分别按圆周方向上设置n个吸油口和n个排油口，吸油口和排油口按错开180°/n的角度进行错位布置，其中，n为2或4或8。

所述泵芯的两头中心开有两个相同直径的盲孔，两个盲孔10分别用于构成泵的左端封闭容腔、右端封闭容腔，泵芯的两端圆柱面d上左端、右端分别设置有与两个盲孔相贯通的n个长腰油槽，且n个长腰油槽呈180°/n的角度进行错位布置；泵芯旋转使泵芯的长腰油槽与泵套的吸排油孔交替切换。

本发明的有益效果是：

1．液压泵往复旋转式钢球传动机构主要由泵芯、泵套、钢球组成。泵芯在泵套里旋转；泵芯圆柱面上设置有半圆形沟槽，泵套上设置有1/4球窝，泵套与泵芯间通过高精度钢球使泵芯在旋转的同时沿着泵芯圆柱表面的余弦曲线做轴向往复运动。

2．钢球稳定自转，同时钢球浸没在工作液中形成油膜，起到滑动轴承的作用，承载能力好。

3．泵的高速转动轴即为泵芯本身，无偏载情况，转速可以达到5000转以上。

4．这种结构精度要求低、加工难度相对小，转动惯量小且均匀、结构体积小。

附图说明

图1为本发明的液压泵往复旋转式钢球传动机构剖视图；

图2为泵套结构立体示意图；

图3为泵芯结构立体示意图；

图4为泵芯结构平面示意图；

图5为泵芯结构剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种液压泵往复旋转式钢球传动机构，由泵芯、左泵套、右泵套、钢球组成。泵芯安装在左泵套、右泵套内，所述泵芯的圆柱面D上设有半圆形沟槽，左泵套2和右泵套4中设有1/4球面5，泵芯4与左泵套2和右泵套4之间通过泵芯的圆柱面D上的半圆形沟槽和左泵套2和右泵套4中的1/4球面5内安装高精度钢球9配合连接，使泵芯4在旋转的同时沿着泵芯4圆柱面上的半圆形沟槽做轴向往复运动。泵芯4旋转使泵芯的油槽与泵套的吸排油孔交替切换，同时伴随着泵芯的左右轴向往复运动交替改变左右两油腔的体积，实现吸排油功能。