一种伺服电机泵的制作方法

文档序号:11112115来源:国知局
一种伺服电机泵的制造方法与工艺

本发明属于伺服液压技术领域,具体涉及一种伺服电机泵。



背景技术:

功率电传的泵控闭式容积伺服液压系统,以其高效的能源利用率、避免了冗长液压传输管路的同时又具有液压驱动的高刚度高效率的技术特点,在我国航天、航空、海洋舰船,及军事侦查等领域具有巨大军事效益和经济效益;得到了国内外研究学者的高度重视。

在功率电传泵控容积伺服液压系统中,电机泵是其核心动力与控制单元。国内外相关专家、学者和研究机构已经广泛开展电机泵的研究,其中兰州理工大学研究的电机叶片泵、北京航天大学研究的电机内啮合齿轮泵、台湾中山科学研究院研究的电液复合泵、Eaton-Vickers公司研制的MP系列轴向柱塞电机泵、Voith Turbo H+L Hydraulic公司研制的EPAI内啮合齿轮电机泵代表了目前国内外电机泵研究发展的现状。但是现研究的各种电机泵,存在以下不足:1.电机转速较低,导致整个电机泵的功率-质量比较低;2.一般均为伺服电机轴通过联轴器连接泵轴,导致在电机泵换向旋转过程中,零位的液压脉动较大;3.一般研制出电机泵的容积效率无法太高,和传统的柱塞泵相比,容积效率较低;4.结构复杂,以组装式为主。

另一方面,为了追求电机泵卓越性能,大多学者根据不同的应用领域致力于电机泵研制的对应几项关键技术和技术瓶颈:1.高比功率 的要求,2.结构集成化要求,3.优化配流、减震降噪的要求,4.自散热技术要求等。



技术实现要素:

本发明解决的问题:本发明提供一种伺服电机泵,能够提供能量转换及控制功能的动力单元,能够根据驱动控制指令为液压系统输出不同流量与方向的高压油。

本发明采用的方案:

一种伺服电机泵,包括壳体、分油盘、柱塞泵芯、角接触球轴承、深沟球轴承、滚针轴承、电机泵轴、电机转子、电机定子、旋转变压器、安装座、后端盖、供电电连接器、旋转变压器电连接器、过滤器滤芯、平键、波形弹簧;分油盘通过壳体左端的止口间隙定位,并固定在壳体内,滚针轴承外圈嵌入分油盘内,滚针轴承套在电机泵轴的前端外圈上;柱塞泵芯与电机泵轴连接,角接触球轴承套在电机泵轴上,角接触球轴承外圈固定于壳体中;深沟球轴承套在电机泵轴末端上,深沟球轴承外圈固定于安装座上;深沟球轴承轴向方向上与安装座之间安装波形弹簧,安装座与壳体之间密封,并固定连接;过滤器滤芯插装入壳体中;电机转子过盈套在电机泵轴上,电机定子固定于壳体内,并在电机定子和壳体安装平键;供电电连接器、旋转变压器电连接器固定于壳体上;旋转变压器的定子固定于安装座上,旋转变压器的转子固定于电机泵轴的末端,后端盖与安装座固定连接。

本发明还包括配流结构,两配流窗口的配流槽末端,边缘凸起、尖锐,此两配流槽末端与非配流窗口形成的结构,与电机转子底部腰 型槽大小相等,形状相同。

本发明的有益效果:

(1)本发明提供的一种伺服电机泵,解决了同轴度差引起高速转动时会产生附加动载荷和振动的问题,消除了正反转向切换时的零位间隙,实现排量大于7ml/r下,转速0~7000rpm范围内可任意调节,最高工作压力达28MPa;

(2)本发明提供的一种伺服电机泵,提高了轴系支撑及高速转动稳定性;

(3)本发明提供的一种伺服电机泵,能够使油液在柱塞泵与电机之间自由循环,无对外动密封;能够实现对各个轴承进行润滑的同时,对伺服电机进行冷却;

(4)本发明提供的一种伺服电机泵,噪音低,能够实现自冷却。

附图说明

图1为本发明提供的一种伺服电机泵剖面示意图;

图2为本发明提供的一种伺服电机泵新型分油盘配流结构图;

图3为本发明提供的一种伺服电机泵液压原理图。

图中:1、壳体;2、分油盘;3、柱塞泵芯;4、角接触球轴承;5、深沟球轴承;6、滚针轴承;7、电机泵轴;8、电机转子;9、电机定子;10、旋转变压器;11、安装座;12、后端盖;13、供电电连接器;14、旋转变压器电连接器;15、过滤器滤芯;16、平键;17、波形弹簧;21、伺服电机;22、双向柱塞泵;23、油滤;24、压力传感器;25、自增压油箱;26、快速充气嘴;27、温度传感器;28、低 压安全阀;29、作动缸;A、伺服电机泵单元。

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明提供的一种伺服电机泵进行说明。

如图1所示,本发明提供的一种伺服电机泵,包括壳体1、分油盘2、柱塞泵芯3、角接触球轴承4、深沟球轴承5、滚针轴承6、电机泵轴7、电机转子8、电机定子9、旋转变压器10、安装座11、后端盖12、供电电连接器13、旋转变压器电连接器14、过滤器滤芯15、平键16、波形弹簧17;分油盘2通过壳体1左端的止口间隙定位,并通过螺钉固定在壳体1内,滚针轴承6外圈嵌入分油盘2内,滚针轴承6套在电机泵轴7的前端外圈上;柱塞泵芯3与电机泵轴7通过鼓型花键连接,角接触球轴承4套在电机泵轴7外圈上,角接触球轴承4外圈固定于壳体1中;深沟球轴承5套在电机泵轴7末端外圈上,深沟球轴承5外圈间隙配合固定于安装座11上;深沟球轴承5轴向方向上与安装座11之间安装波形弹簧17,安装座11与壳体1之间采用双道径向密封,以螺纹进行固定连接;过滤器滤芯15插装入壳体1中,用螺纹进行固定;电机转子8过盈配合套在电机泵轴7外圈上,电机定子9过盈配合固定于壳体1内,并在电机定子9和壳体1安装平键16;供电电连接器13、旋转变压器电连接器14分别采用双道径向密封,以螺纹进行固定于壳体1上;旋转变压器10的定子通过螺纹固定于安装座11上,旋转变压器10的转子通过螺钉固定于电机泵轴7的末端,后端盖12与安装座11之间采用双道径向密封,以螺纹进行固定连接。

如图2所示,本发明设计了新型配流结构,由图中A局部放大图可以看出,两配流槽末端,边缘凸起、尖锐,此两配流槽末端的结构与电机转子8底部腰型槽大小相等,形状相同。

如图3所示,本发明的液压原理,包括伺服电机21、双向柱塞泵22、油滤23、压力传感器24、自增压油箱25、快速充气嘴26、温度传感器27、低压安全阀28、作动缸29;伺服电机21的输出端与双向柱塞泵22通过同一根轴连接,双向柱塞泵22的出油端与进油端分别与作动缸29进油端与出油端连接,双向柱塞泵22的低压泄油口与油滤23连接,伺服电机21、双向柱塞泵22、油滤23构成伺服电机泵单元A,油滤23分别与压力传感器24、自增压油箱25的油腔连接,自增压油箱25气腔与快速充气嘴26连接,自增压油箱25油腔与低压安全阀28连接,自增压油箱25与低压安全阀28之间设有温度传感器27。

本发明的工作原理为:

工作前,将伺服电机泵通过对外机械连接与阀块固定连接,伺服电机泵的高低压油口与阀块上的油口采用端面密封,伺服电机泵壳体1与阀块之间采用双道径向密封,且密封性能可靠。供电电连接器13和旋转变压器电连接器14采用陶瓷烧结密封结构,保证电机腔内压力油不外泄,且通过供电电连接器13与驱动器连接,旋转变压器电连接器14与控制器连接,伺服电机泵作为动力组件替代传统的电机-泵站,在容积伺服泵控调速系统中执行传动与控制指令。

工作时,伺服电机泵内部空腔与系统的油箱相连,柱塞泵芯3内 泄漏的油液压力为0.55MPa,而系统油箱压力为0.5MPa,内泄漏的油液经过电机腔后到达旋变端部,经壳体外壁循环至油箱,实现回油对电机的自冷却功能。在电机泵壳体外部设置有小型过滤器滤芯15,对回油进行过滤,保证进入油箱的油液清洁,达到保护伺服系统的目的。

通过控制伺服电机转向及转速,使得柱塞泵泵芯3进行不同方向和不同转速的运行,从而达到对作动器输出不同方向和不同流量大小的油液,输出油液压力的大小由负载所决定,最大载荷28MPa。伺服电机泵的转速调节范围为0~7000r/min。

柱塞泵泵芯3的转动惯量设计很小,伺服电机的暂态时间常数为20ms,性能指标和动态响应均满足航天伺服电机的标准,噪声同条件相比降低噪声10~15dB。

上面结合附图和实施例对本发明进行了描述,显然本发明的具体实现并不受上述方式的限制。只要采用了本发明的构思和技术方案进行的非实质性改进,或者未经改进,将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。

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