专利名称：一种柱塞式电机泵的制作方法
技术领域：
本实用新型属于柱塞泵，特别涉及一种柱塞式电机泵。
背景技术：
电机泵是一种新型的液压动力单元，其将电机和泵组合为整体，结构简单紧凑、效率高、泄露量少、噪声低。相比于以往的联轴器连接的“三段式”动力单元而言，电机泵结构集成度很高，且体积尺寸在以往基础上有很大缩小，十分便于携带，并能直接用于许多空间狭小环境要求很高的特殊场合。电机泵本身集成度很高，其带来结构紧凑的优点的同时也使得其内部空间十分紧 张，在电机泵工作时，为了保证里面零件之间的相互不干涉且稳定可靠的实现其功能，在其结构参数的设定中会遇到很多很难解决的问题，尤其是电机泵整体功率密度和泵整体刚度、强度两者之间的平衡抉择，往往为了保证电机泵整体的强度，设计人员只能选择牺牲电机泵部分的功率密度，所以如何能有效优化电机泵内部结构，能有效提高结构紧凑的电机泵的功率密度是现今电机泵发展面临的最大难题。申请人:提交的申请号为201010103656. 8的“双斜盘阀配流轴向柱塞式水液压屏蔽泵”，包括外壳、电机定子、电机转子、缸体、柱塞滑靴组件、回程盘、球铰、斜盘以及配流阀组件，在缸体左右两侧对称安置两斜盘，这样的设计能有效提高流量，但是由于两侧回程盘以及球铰结构的空间限制使得泵缸体支撑部位轴径偏小，而且为了保证泵整体流量的同时不产生气蚀，其吸水口和压水口的孔径也不能太小，如此使得缸体两端支撑部位的壁厚尺寸极大削减，影响了泵缸体结构部位的强度；不仅如此，吸水口尺寸的不能变大也决定了泵整体流量不可能做大，有碍电机泵功率密度的提高，很大程度上缩减了电机泵的发展空间。
发明内容本实用新型提供一种柱塞式电机泵，解决现有柱塞式电机泵的缸体强度偏弱以及整体功率密度不高的问题。本实用新型所提供的一种柱塞式电机泵，包括外壳、电机定子、电机转子、缸体、2N个柱塞滑靴组件、左斜盘、右斜盘以及2N个吸入阀组件和2N个压出阀组件，N为3 11的奇数，所述外壳、电机定子和电机转子均为圆筒形，电机定子装配于外壳内，左端盖和右端盖分别通过螺栓固定于所述外壳左右两端，所述缸体为具有中部凸台的台阶轴，其两端分别由圆锥滚子轴承支承于左端盖中心和右端盖中心，左轴承盖通过螺钉紧固在左端盖中心，将左端的圆锥滚子轴承顶紧于缸体左端，左轴承盖中心开有通油孔，缸体中部凸台部分套有电机转子并固连，电机转子位于电机定子内部且两者之间存在气隙，缸体、电机转子、电机定子三者同轴，缸体轴向中心线作为电机转子的中心转轴；所述缸体左、右两端分别开有轴向的吸油口和排油口，缸体凸台左、右端面轴向分别开有沿圆周均匀分布的N个柱塞腔，缸体凸台左、右端面的N个柱塞腔一一同轴对应，且通过第一孔道连通；各柱塞腔内镶嵌有柱塞套，柱塞套内置有间隙配合的柱塞滑靴组件；所述缸体凸台径向分别开有N个左吸入腔、N个左压出腔、N个右吸入腔、N个右压出腔，N个左吸入腔、N个左压出腔、N个右吸入腔和N个右压出腔一一同轴对应#个左吸入腔位置分别与缸体凸台左端面的N个柱塞腔位置对应，并连通柱塞腔和吸油口 #个左压出腔分别通过第二孔道连通排油口 ；N个右吸入腔分别通过第三孔道连通吸油口 #个右压出腔分别连通柱塞腔和排油口 ；N个左吸入腔和N个右吸入腔内分别装有吸入阀组件，N个左压出腔和N个右压出腔内分别装有压出阀组件；其特征在于左端盖内侧和右端盖内侧分别与左斜盘、右斜盘通过定位销紧固，所述左斜盘和右斜盘的中心同轴、盘面平行；所述缸体凸台左、右端面每两个同轴对应的柱塞滑靴组件之间通过所述第一孔道内的支撑杆互相顶持，构成一个柱塞-滑靴对，每个柱塞-滑靴对两端滑靴头分别压于左斜盘和右斜盘的盘面上；所述缸体右端伸出右端盖，采用螺纹堵头封闭缸体右端面的排油口，缸体右端侧 面开有联通所述排油口的径向排油孔；右轴承盖通过螺钉紧固在右端盖外侧中心，将圆锥滚子轴承顶持于缸体右端，所述右轴承盖为底部封闭的圆筒形，里面装配有端套，由穿过右轴承盖的紧定螺钉限定周向旋转，端套为上下边缘向内凸起的圆筒，其上下口径与所述缸体右端外径配合，套于所述缸体右端，端套一端由嵌于右轴承盖内的弹性挡圈轴向限位；所述右轴承盖和端套侧面对应所述缸体右端侧面的径向排油孔位置具有出油孔；液压油从缸体侧面排油孔通过端套和右轴承盖的出油孔连通外界的液压系统。所述的柱塞式电机泵，其特征在于所述左吸入腔、右吸入腔形状相同，均为二级阶梯孔，由内径较大的上孔和内径较小的下孔联通构成；所述吸入阀组件由阀芯、弹簧、阀座和阀帽组成，阀芯、弹簧、阀座和阀帽依序置入左吸入腔或右吸入腔的上孔内，阀芯为球形，压在左吸入腔或右吸入腔的下孔处，形成阀口，所述弹簧一端顶住阀芯，弹簧另一端顶住阀座，阀座为圆环形，具有阶梯形内孔，阀座上方由阀帽顶住，所述阀帽具有倒凹字形截面，阀帽置入左吸入腔或右吸入腔的上孔后，让出第一孔道的位置#个右吸入腔的下孔通过N个第三孔道与吸油口连通；所述左压出腔、右压出腔形状相同，均为三级阶梯孔，由内径依次递减的上、中、下孔联通构成；所述压出阀组件由弹簧、阀芯和阀盖组成，所述弹簧置入左压出腔或右压出腔的中孔内，一端由下孔限位，所述阀芯和阀盖依序置入左压出腔或右压出腔的上孔，阀芯压住弹簧另一端，阀芯上方由阀盖顶住，所述阀盖具有倒凹字形截面，阀盖置入左压出腔或右压出腔的上孔后，让出第一孔道的位置#个左压出腔的下孔通过N个第二孔道与排油口连通；所述第二孔道和第三孔道为倾斜孔道，它们在缸体内部互相交替均匀分布，且第二孔道和第三孔道之间互相隔绝。第二孔道和第三孔道加工手段可以采用铸造的方法，也可以分体加工然后在组装焊接。所述的柱塞式电机泵，所述缸体中部凸台部分与电机转子固连方式可以为所述缸体中部凸台左边缘具有止口台阶，电机转子的左端面由所述止口台阶顶住限位，电机转子的右端面与缸体凸台的右端面通过平键、沉头螺钉和止推盘紧固联接。[0018]所述缸体中部凸台部分与电机转子固连方式也可为电机转子的左右端面与缸体凸台的左右端面分别通过平键、沉头螺钉和止推盘紧固联接。本实用新型工作过程如下当电机定子接通电源时，电机定子里面产生的旋转磁场在电机转子上产生电磁转矩，在电磁转矩的作用下，电机转子与缸体紧固联接成的一体结构绕缸体中心轴线作旋转运动，继而带动装配于缸体柱塞腔中的柱塞滑靴组件一起旋转，由于缸体两侧的斜盘组件的平行定距限定，缸体两侧对应的一对柱塞滑靴组件对在支撑杆的顶持作用下来回在柱塞腔中作往复运动，同时配合安装于缸体中的吸入阀组件和压出阀组件的周期性开启和闭合，柱塞滑靴组件将液压油从缸体的吸油口中吸进缸体柱塞腔中，然后再将高压的液压油从缸体的排油口压到排油端，完成电机泵的吸-排油过程；在缸体排油端间隙套装有端套，在缸体旋转过程中端套在紧定螺钉的作用下保持不动，合理控制间隙量大小使缸体排油段和端套间形成稳定的旋转密封，进入排油端的高压油由于端套和缸体排油端形成的旋转密封作用顺利通过缸体中流道进入端套的空隙中，并引流到外界
液压系统供后续液压设备使用。本实用新型中采用的工作介质，不局限于上述的液压油，可以是水或者其他液压装置采用的介质。与现有的双斜盘液压柱塞式电机泵相比，本实用新型具有以下优点I.充分有效的利用了缸体内部液压力和零件之间相互作用力，在对应的两柱塞之间引入支撑杆，通过支撑杆的作用将两端柱塞滑靴组件与斜盘之间产生的反推力和缸体内部液压作用力传递给相对应的另外一端柱塞，促使其回复运动，起到了一种促使柱塞回程的作用；从而省去了传统意义上泵的回程机构，包括回程盘、球铰和回程弹簧等一系列零件，从结构上减少了泵零件的数目，同时免去了球铰的麻烦设计，保证了泵缸体支撑段的壁厚(在设计球铰时，由于泵缸体两端支撑段需要穿过斜盘球铰等零件，而且限于球铰外圆直径在一定范围内，使得球铰中心孔能允许的尺寸有限，势必会使得缸体支撑段轴径变细，极大削弱缸体的强度和刚度)，有效提高了缸体的强度和刚度。2.极大提高了泵缸体内部空间利用率，由于泵缸体设计时不再受到一系列回程机构尺寸的约束，使得泵缸体内在设计配流装置时空间更充足，给予结构设计更大的发挥空间。
图I为本实用新型实施例主视图图2(A)为吸入阀组件组装示意图；图2 (B)为图2 (A)的左视图；图3(A)为压出阀组件组装示意图；图3 (B)为图3 (A)的左视图；图4为缸体中心剖面示意图。图中标记螺栓I、左端盖2、螺钉3、左轴承盖4、圆锥滚子轴承5、定位销6、左斜盘7、外壳8、柱塞滑靴组件9、柱塞套10、缸体11、吸入阀组件12、压出阀组件13、支撑杆14、电机转子15、电机定子16、右端盖17、止推盘18、右轴承盖19、紧定螺钉20、螺纹堵头21、端套22、弹性挡圈23、右斜盘24、第一孔道25、第二孔道26、第三孔道27、阀芯28、弹簧29、阀座30、阀帽31、、阀盖32。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图I所示，本实用新型实施例包括外壳8、电机定子16、电机转子15、缸体11、10个柱塞滑靴组件9、左斜盘7、右斜盘24以及10个吸入阀组件12和10个压出阀组件13，所述外壳8、电机定子16和电机转子15均为圆筒形，电机定子16装配于外壳8内，左端盖2和右端盖17分别通过螺栓I固定于所述外壳8左右两端，所述缸体11为具有中部凸台的台阶轴，其两端分别由圆锥滚子轴承5支承于左端盖2中心和右端盖17中心，左轴承盖4通过螺钉3紧固在左端盖2中心，将左端的圆锥滚子轴承5顶紧于缸体11左端，左轴承盖4中心开有通油孔，缸体11中部凸台部分套有电机转子15并固连，(电机转子15的左右端面与缸体11凸台的左右端面分别通过平键、沉头螺钉和止推盘18紧固联接，)电机转子15 位于电机定子16内部且两者之间存在气隙,缸体11、电机转子15、电机定子16三者同轴，缸体轴向中心线作为电机转子15的中心转轴；所述缸体11左、右两端分别开有轴向的吸油口和排油口，缸体凸台左、右端面轴向分别开有沿圆周均匀分布的10个柱塞腔，缸体凸台左、右端面的10个柱塞腔一一同轴对应，且通过第一孔道25连通；各柱塞腔内镶嵌有柱塞套10，柱塞套10内置有间隙配合的柱塞滑靴组件9 ;所述缸体凸台径向分别开有5个左吸入腔、5个左压出腔、5个右吸入腔、5个右压出腔，5个左吸入腔、5个左压出腔、5个右吸入腔和5个右压出腔——同轴对应；5个左吸入腔位置分别与缸体凸台左端面的5个柱塞腔位置对应，并连通柱塞腔和吸油口 ；5个左压出腔分别通过第二孔道26连通排油口 ；5个右吸入腔分别通过第三孔道27连通吸油口 ；5个右压出腔分别连通柱塞腔和排油口 ；5个左吸入腔和5个右吸入腔内分别装有吸入阀组件12，5个左压出腔和5个右压出腔内分别装有压出阀组件13 ；左端盖2内侧和右端盖17内侧分别与左斜盘7、右斜盘24通过定位销6紧固，所述左斜盘7和右斜盘24的中心同轴、盘面平行；所述缸体凸台左、右端面每两个同轴对应的柱塞滑靴组件9之间通过所述第一孔道25内的支撑杆14互相顶持，构成一个柱塞-滑靴对，每个柱塞-滑靴对两端滑靴头分别压于左斜盘7和右斜盘24的盘面上；所述缸体11右端伸出右端盖17，采用螺纹堵头21封闭缸体11右端面的排油口，缸体11右端侧面开有联通所述排油口的径向排油孔，右轴承盖19通过螺钉3紧固在右端盖17外侧中心，将圆锥滚子轴承5顶持于缸体11右端，所述右轴承盖19为底部封闭的圆筒形，里面装配有端套22，由穿过右轴承盖19的紧定螺钉20限定周向旋转，端套22为上下边缘向内凸起的圆筒，其上下口径与所述缸体11右端外径配合，套于所述缸体11右端，端套22 —端由嵌于右轴承盖19内的弹性挡圈23轴向限位；所述右轴承盖19和端套22侧面对应所述缸体11右端侧面的径向排油孔位置具有出油孔；液压油从缸体11侧面排油孔通过端套22和右轴承盖19的出油孔连通外界的液压系统。如图2(A)、图2(B)所示，所述左吸入腔、右吸入腔形状相同，均为二级阶梯孔，由内径较大的上孔和内径较小的下孔联通构成；所述吸入阀组件12由阀芯28、弹簧29、阀座30和阀帽31组成，阀芯28、弹簧29、阀座30和阀帽31依序置入左吸入腔或右吸入腔的上孔内，阀芯28为球形，压在左吸入腔或右吸入腔的下孔处，形成阀口，所述弹簧29 —端顶住阀芯28，弹簧29另一端顶住阀座30，阀座30为圆环形，具有阶梯形内孔，阀座30上方由阀帽31顶住，所述阀帽31具有倒凹字形截面，阀帽31置入左吸入腔或右吸入腔的上孔后，让出第一孔道25的位置；5个右吸入腔的下孔通过5个第三孔道27与吸油口连通；如图3(A)、图3(B)所示，所述左压出腔、右压出腔形状相同，均为三级阶梯孔，由内径依次递减的上、中、下孔联通构成；所述压出阀组件由弹簧29、阀芯28和阀盖32组成，所述弹簧29置入左压出腔或右压出腔的中孔内，一端由下孔限位，所述阀芯28和阀盖32依序置入左压出腔或右压出腔的上孔，阀芯28压住弹簧29另一端，阀芯28上方由阀盖32顶住，所述阀盖32具有倒凹字形截面，阀盖32置入左压出腔或右压出腔的上孔后，让出第一孔道25的位置；5个左压出腔的下孔通过5个第二孔道26与排油口连通；如图4所示，所述第二孔道26和第三孔道27为倾斜孔道，它们在缸体内部互相交替均匀分布，且第二孔道26和第三孔道27之间互相隔绝。 第二孔道26和第三孔道27加工手段可以采用铸造的方法，也可以分体加工然后在组装焊接。所述缸体11中部凸台部分与电机转子15固连方式为所述缸体11中部凸台左边缘具有止口台阶，电机转子15的左端面由所述止口台阶顶住限位，电机转子15的右端面与缸体11凸台的右端面通过平键、沉头螺钉和止推盘18紧固联接。所述缸体11中部凸台部分与电机转子15固连方式还可以为电机转子15的左右端面与缸体11凸台的左右端面分别通过平键、沉头螺钉和止推盘18紧固联接。
权利要求1.一种柱塞式电机泵，包括外壳(8)、电机定子(16)、电机转子(15)、缸体(11)、2N个柱塞滑靴组件(9)、左斜盘(7)、右斜盘(24)以及2N个吸入阀组件(12)和2N个压出阀组件(13), N为3 11的奇数，所述外壳(8)、电机定子(16)和电机转子(15)均为圆筒形，电机定子(16)装配于外壳(8)内，左端盖(2)和右端盖(17)分别通过螺栓(I)固定于所述外壳(8)左右两端，所述缸体(11)为具有中部凸台的台阶轴，其两端分别由圆锥滚子轴承(5)支承于左端盖(2)中心和右端盖(17)中心，左轴承盖(4)通过螺钉(3)紧固在左端盖(2)中心，将左端的圆锥滚子轴承(5)顶紧于缸体(11)左端，左轴承盖(4)中心开有通油孔，缸体(11)中部凸台部分套有电机转子(15)并固连，电机转子(15)位于电机定子(16)内部且两者之间存在气隙，缸体(11)、电机转子(15)、电机定子(16)三者同轴,缸体轴向中心线作为电机转子(15)的中心转轴； 所述缸体(11)左、右两端分别开有轴向的吸油口和排油ロ，缸体凸台左、右端面轴向分别开有沿圆周均匀分布的N个柱塞腔，缸体凸台左、右端面的N个柱塞腔一一同轴对应，且通过第一孔道(25)连通；各柱塞腔内镶嵌有柱塞套(10)，柱塞套(10)内置有间隙配合的柱塞滑靴组件(9);所述缸体凸台径向分别开有N个左吸入腔、N个左压出腔、N个右吸入腔、N个右压出腔，N个左吸入腔、N个左压出腔、N个右吸入腔和N个右压出腔一一同轴对应；N个左吸入腔位置分别与缸体凸台左端面的N个柱塞腔位置对应，并连通柱塞腔和吸油ロ ；N个左压出腔分别通过第二孔道(26)连通排油ロホ个右吸入腔分别通过第三孔道(27)连通吸油ロ ；N个右压出腔分别连通柱塞腔和排油ロホ个左吸入腔和N个右吸入腔内分别装有吸入阀组件(12)，N个左压出腔和N个右压出腔内分别装有压出阀组件(13);其特征在于左端盖(2)内侧和右端盖(17)内侧分别与左斜盘(7)、右斜盘(24)通过定位销(6)紧固，所述左斜盘(7)和右斜盘(24)的中心同轴、盘面平行； 所述缸体凸台左、右端面每两个同轴对应的柱塞滑靴组件(9)之间通过所述第一孔道(25)内的支撑杆(14)互相顶持，构成ー个柱塞一滑靴对，每个柱塞一滑靴对两端滑靴头分别压于左斜盘(7)和右斜盘(24)的盘面上； 所述缸体(11)右端伸出右端盖(17)，采用螺纹堵头(21)封闭缸体(11)右端面的排油ロ，缸体(11)右端侧面开有联通所述排油ロ的径向排油孔， 右轴承盖(19)通过螺钉(3)紧固在右端盖(17)外侧中心，将圆锥滚子轴承(5)顶持于缸体(11)右端，所述右轴承盖(19)为底部封闭的圆筒形，里面装配有端套(22)，由穿过右轴承盖(19)的紧定螺钉(20)限定周向旋转，端套(22)为上下边缘向内凸起的圆筒，其上下口径与所述缸体(11)右端外径配合，套于所述缸体(11)右端，端套(22)—端由嵌于右轴承盖(19)内的弾性挡圈(23)轴向限位；所述右轴承盖(19)和端套(22)侧面对应所述缸体(11)右端侧面的径向排油孔位置具有出油孔；液压油从缸体(11)侧面排油孔通过端套(22)和右轴承盖(19)的出油孔连通外界的液压系统。
2.如权利要求I所述的柱塞式电机泵，其特征在于 所述左吸入腔、右吸入腔形状相同，均为ニ级阶梯孔，由内径较大的上孔和内径较小的下孔联通构成；所述吸入阀组件(12)由阀芯(28)、弹簧(29)、阀座(30)和阀帽(31)组成，阀芯(28)、弹簧(29)、阀座(30)和阀帽(31)依序置入左吸入腔或右吸入腔的上孔内，阀芯(28)为球形，压在左吸入腔或右吸入腔的下孔处，形成阀ロ，所述弹簧(29)—端顶住阀芯(28)，弹簧(29)另一端顶住阀座(30)，阀座(30)为圆环形，具有阶梯形内孔，阀座(30)上方由阀帽(31)顶住，所述阀帽(31)具有倒凹字形截面，阀帽(31)置入左吸入腔或右吸入腔的上孔后，让出第一孔道(25)的位置ホ个右吸入腔的下孔通过N个第三孔道(27)与吸油ロ连通； 所述左压出腔、右压出腔形状相同，均为三级阶梯孔，由内径依次递减的上、中、下孔联通构成；所述压出阀组件由弹簧(29)、阀芯(28)和阀盖(32)组成，所述弹簧(29)置入左压出腔或右压出腔的中孔内，一端由下孔限位，所述阀芯(28)和阀盖(32)依序置入左压出腔或右压出腔的上孔，阀芯(28)压住弹簧(29)另一端，阀芯 (28)上方由阀盖(32)顶住，所述阀盖(32)具有倒凹字形截面，阀盖(32)置入左压出腔或右压出腔的上孔后，让出第一孔道(25)的位置；N个左压出腔的下孔通过N个第二孔道(26)与排油ロ连通； 所述第二孔道(26)和第三孔道(27)为倾斜孔道，它们在缸体内部互相交替均匀分布，且第二孔道(26)和第三孔道(27)之间互相隔绝。
3.如权利要求I或2所述的柱塞式电机泵，其特征在干 所述缸体(11)中部凸台部分与电机转子(15)固连方式为所述缸体(11)中部凸台左边缘具有止ロ台阶，电机转子(15)的左端面由所述止ロ台阶顶住限位，电机转子(15)的右端面与缸体(11)凸台的右端面通过平键、沉头螺钉和止推盘(18)紧固联接。
4.如权利要求I或2所述的柱塞式电机泵，其特征在干 所述缸体(11)中部凸台部分与电机转子(15)固连方式为电机转子(15)的左右端面与缸体(11)凸台的左右端面分别通过平键、沉头螺钉和止推盘(18)紧固联接。
专利摘要一种柱塞式电机泵，属于柱塞泵，解决现有柱塞式电机泵缸体强度偏弱、整体功率密度不高的问题。本实用新型中，电机定子装配于外壳内，缸体两端分别支承于左、右端盖中心，缸体中部凸台套有电机转子并固连，缸体凸台左、右端面分别开有N个柱塞腔，各柱塞腔内置有柱塞滑靴组件；缸体凸台上对应各柱塞滑靴组件分别装有吸入、压出阀组件；左、右端盖内侧分别紧固左、右斜盘，左、右斜盘的盘面平行；每两个同轴对应柱塞滑靴组件之间通过支撑杆顶持，两端滑靴头分别压于左、右斜盘盘面上。本实用新型通过支撑杆传递两端柱塞滑靴组件与斜盘之间产生的反推力和缸体内部液压作用力，减少零件数目，整体提高泵的强度以及缸体内空间利用率。
文档编号F04B17/03GK202520499SQ20122012911
公开日2012年11月7日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者刘银水, 吴肖宇, 朱玉泉, 朱碧海, 贺小峰 申请人:华中科技大学