[发明专利]一种油水分离式空间凸轮传动的二维柱塞水压泵

说明书

一种油水分离式空间凸轮传动的二维柱塞水压泵，包括前泵壳、后泵壳与中段的泵主体，所述前泵壳、后泵壳与泵主体连接，泵轴安装在前泵盖上，泵轴通过拨杆机构将输入的动力传递给空间凸轮/锥滚轮传动机构；泵主体包括泵体、泵套、同心环、泵芯及空间凸轮/锥滚轮传动机构，泵轴与泵芯的回转中心重合，泵芯上柱塞的轴向槽与泵套上的窗口及泵体中心孔内的沉割槽构成二维柱塞液压泵的自配流结构；2个空间凸轮/锥滚轮传动机构分别安装在泵体两侧，2个空间凸轮分别与泵芯两端连接；所述拨杆机构包括固定在泵轴上的拨板和固定在凸轮上的拨杆；所述空间凸轮/锥滚轮传动机构由锥滚轮组件和空间凸轮构成。本发明提升性能、降低制造难度和成本。

技术领域

本发明涉及一种液压柱塞泵，属于流体传动及控制领域中的液压泵及液压马达。

背景技术

各类柱塞式液压泵具有近似的工作原理，即若干个柱塞嵌入缸体孔内，随着泵轴的转动，在斜盘(或球铰或偏心轴或多作用内曲线环等)约束下，柱塞依次作相对缸体的往复运动，在缸体孔内形成周期变化的工作容积，通过阀或阀盘进行配流。柱塞式结构的各类液压泵中，斜盘式端面配流结构最具代表性并广泛应用。斜盘式端面配流液压泵的结构特点是采用配流盘、通轴结构和斜盘固定，主轴驱动缸体转动，带动柱塞绕泵轴转动并在斜盘的约束下作往复运动。端面配流具有结构紧凑、转速较高、自吸能力好的特点。由于存在缸体/配流盘、球铰、柱塞/缸体孔、滑靴/斜盘等滑动摩擦副，柱塞式液压泵的设计与制造难度高，成本也较高。另外，斜盘/滑靴和缸体/配流盘摩擦副承受很大的不平衡静液压力，摩擦副相对运动时，摩擦副的pv值限制了工作压力或是工作转速的提高。另外，泵轴承在倾覆力矩的作用下易发生磨损，进而造成配流盘的偏磨。上述原因，使得柱塞式液压泵的性能也不容易进一步提高。

发明内容

为了克服已有柱塞式液压泵的性能受限、制造难度较大、成本较高的不足，本发明提供一种提升性能、降低制造难度和成本的油水分离式空间凸轮传动的二维柱塞水压泵。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种油水分离式空间凸轮传动的二维柱塞水压泵，包括前泵壳、后泵壳与中段的泵主体，所述前泵壳、后泵壳与泵主体连接，泵轴安装在前泵盖上，所述泵轴通过拨杆机构将输入的动力传递给空间凸轮/锥滚轮传动机构；泵主体包括泵体、泵套、同心环、泵芯及空间凸轮/锥滚轮传动机构，泵轴与泵芯的回转中心重合，泵芯上柱塞的轴向槽与泵套上的窗口及泵体中心孔内的沉割槽构成二维柱塞液压泵的自配流结构；2个空间凸轮/锥滚轮传动机构分别安装在泵体两侧，2个空间凸轮分别与泵芯两端连接；

所述拨杆机构包括固定在泵轴上的拨板和固定在空间凸轮上的拨杆，拨板两端安装有与泵轴平行的直线滑动轴承，拨杆一端固定在空间凸轮上，另一端插入直线滑动轴承内；当泵轴及拨板转动时，通过直线滑动轴承带动2个拨杆并使与其固连的空间凸轮转动；

所述空间凸轮/锥滚轮传动机构由锥滚轮组件和空间凸轮构成，所述锥滚轮组件包括滚轮架及其上面安装的2个锥滚轮，所述滚轮架通过背面的2个矩形凸台与泵体和泵套上的槽连接从而限制了滚轮架和泵套绕泵芯轴线的转动，通过泵芯两端固定的凸轮将两滚轮架限制在泵体的两侧；2个锥滚轮采用深沟球轴承和推力轴承，对称安装在滚轮架上；空间凸轮为端面空间凸轮，凸轮面形似马鞍，工作时与2个锥滚轮同时接触形成滚动副；前泵壳内的空间凸轮与后前泵壳内的空间凸轮具有相同的工作曲面，与泵芯连接时相位差90度，即两凸轮分别是最高与最低点的相位对应；

工作液体在泵中段的泵体、泵套及泵芯内，传动机构浸在泵壳内的润滑油中；所述后泵壳尾部有氮气室，氮气室与泵壳之间有小孔连通，通过加压氮气使润滑油室具有一定压力，使得润滑油从活塞轴与空间导轨内孔间隙进入泵套，通过空间导轨内的滑动轴承上的泄漏槽孔将泄漏的润滑油与工作液体汇合，并通过泵套上的内部流道排出到吸入口。

进一步，2个同心环分别安装在2个滚轮架上，随着滚轮架固定在泵体的两侧，并插入泵套的两端；泵芯轴从滚轮架中心孔穿过，泵芯上的柱塞与同心环端面及泵套内孔形成了密封容腔。