CN110566399B - 一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，包括：偏心壳体、轴侧端盖、配流端盖、传动轴、缸体、矩形柱塞、缸体挡板和配流盘；本发明能够通过传动轴正驱和油液压力反驱实现油泵和马达功能的切换，采用矩形柱塞取代了以往的圆柱形柱塞，进而改变了工作的容积型腔的形状，即由圆柱形变成立方体型腔；从空间利用角度，同等单位行程内，产生的容积变化更大，输出介质流量大、整体重量轻、且在高速高压运行情况下稳定性强。

Description

一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达

技术领域

本发明涉及泵马达技术领域，更具体的说是涉及一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达。

背景技术

油泵是一种既轻便又紧凑的泵，有直列式、分配式和单体式三大类。柱塞泵是一种常见的油泵结构，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。柱塞泵具有工作压力高、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。

但是，柱塞泵的体积较大，对于航空航天领域中，对重量要求轻、输出介质流量大的使用要求却不太适合。叶片泵是通过转子槽内的叶片与泵壳相接触，将吸入的液体由进油侧压向排油侧，虽然具有体积小的优点，但是其使用稳定性和介质流量输出能力均无法满足使用需求。

而且，油泵和马达之间能够通过转轴正驱和油液压力反驱实现油泵和马达功能的切换，但是，传统的柱塞泵或叶片泵的正反驱切换驱动效果较差，使用功能性单一，局限性较强。

因此，如何提供一种重量轻、输出介质流量大、且在高速高压运行情况下稳定性强的泵马达，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，适合航空航天领域，在高速高压大流量应用领域有着广泛的应用空间。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，包括：偏心壳体、轴侧端盖、配流端盖、传动轴、缸体、矩形柱塞、缸体挡板和配流盘；

所述偏心壳体内部轴线开设有贯通的偏心腔体；所述轴侧端盖和所述配流端盖分别密封固定在所述偏心壳体的两端；所述配流端盖的侧壁分别开设有与所述偏心腔体连通的进油口和出油口；

所述传动轴的两端与所述轴侧端盖和所述配流端盖转动连接，且一端外露于所述轴侧端盖；所述缸体为圆柱体结构，固套在所述传动轴上，且位于所述偏心腔体内；所述缸体的外圆周面沿轴向方向均匀开设有多个贯通的工作腔；所述矩形柱塞滑动设置于所述工作腔内，且凸出端与所述偏心腔体的内壁滑动贴合；所述缸体挡板固套在所述传动轴上，且位于所述缸体和所述轴侧端盖之间；所述配流盘固套在所述传动轴上，且位于所述缸体和所述配流端盖之间，所述配流盘周向方向开设有多个配流孔。

通过上述技术方案，本发明提供了一种矩形截面柱塞的径向柱塞泵马达，能够通过传动轴正驱和油液压力反驱实现油泵和马达功能的切换，采用矩形柱塞取代了以往的圆柱形柱塞，进而改变了工作的容积型腔的形状，即由圆柱形变成立方体型腔；从空间利用角度，同等单位行程内，产生的容积变化更大，输出介质流量大、整体重量轻、且在高速高压运行情况下稳定性强。

优选的，在上述一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达中，所述偏心壳体和所述轴侧端盖之间、以及所述偏心壳体和所述配流端盖之间均固定有导向挡板，所述导向挡板为环形结构，分别对应套设在所述缸体挡板和所述配流盘的外侧，且与其存在间隙。导向挡板向偏心腔体凸出一部分，与偏心腔体配合形成供缸体转动的腔体，结构紧凑度更高。

优选的，在上述一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达中，所述轴侧端盖、所述偏心壳体、所述导向挡板和所述配流端盖通过多根紧固螺钉从所述轴侧端盖方向依次穿过，并紧固连接。连接方便，且结构稳定性强。

优选的，在上述一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达中，所述轴侧端盖和所述缸体挡板之间，在所述传动轴上依次套设有高速密封圈、波形弹簧和轴承。高速密封圈能够提高轴侧端盖与传动轴连接的密封性；波形弹簧能够提供弹性压紧力使缸体挡板压紧缸体，结构稳定性更强；轴承为滚珠轴承，保证了传动轴的转动更稳定。

优选的，在上述一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达中，所述配流端盖的轴向方向开设有泄油口；所述传动轴的中心轴向开设有油道，所述油道一端与所述泄油口连通，另一端与所述传动轴侧壁开设的泄油孔连通，所述泄油孔位于所述缸体和所述轴侧端盖之间。油液通过泄油孔流入油道后流向泄油口，能够有效对偏心腔体内的油液进行循环排放。

优选的，在上述一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达中，所述轴侧端盖、所述偏心壳体和所述配流端盖内部开设有贯通的泄油流道；所述泄油流道一端与所述泄油孔连通，另一端与所述泄油口连通。油液从轴侧端盖的泄油流道流至泄油口，能够有效对偏心腔体内的油液进行循环排放。

优选的，在上述一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达中，在所述缸体上，每两个相邻的所述工作腔之间开设有与其平行的泄油槽。能够有效地起到泄油效果。

优选的，在上述一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达中，所述矩形柱塞的凸出端沿轴向方向开设有转动槽，所述转动槽内转动套设有滚柱；所述矩形柱塞的两侧壁开设有油池，所述矩形柱塞内部开设有多个贯通的阻尼孔，所述阻尼孔分别与所述转动槽、所述油池和所述矩形柱塞的底部连通。滚柱的设置能够提高矩形柱塞与偏心腔体内壁滑动的顺畅度，同时通过油池和阻尼孔的设置能够提高矩形柱塞的活塞运动效果。

优选的，在上述一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达中，所述传动轴与所述缸体挡板、所述缸体和所述配流盘的连接段的截面形状为尖角通过圆弧过渡的三角形；且所述缸体挡板、所述缸体和所述配流盘相应的连接孔与其截面形状相同。能够使传动轴、缸体挡板、缸体和配流盘同步运动，且结构稳定性更强。

优选的，在上述一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达中，所述传动轴与所述配流端盖的转动连接处套设有摩擦套。摩擦套也可以为滚针轴承，能够提高传动轴与配流端盖的转动精度。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，能够通过传动轴正驱和油液压力反驱实现油泵和马达功能的切换，采用矩形柱塞取代了以往的圆柱形柱塞，进而改变了工作的容积型腔的形状，即由圆柱体型腔变成立方体型腔；起到油泵功能时，矩形柱塞随着缸体旋转的同时，在离心力的作用下被甩出压紧在偏心腔体的内壁上，然后矩形柱塞在缸体旋转的拖动下旋转的同时，又被偏心腔体不同圆周角度的交变半径挤压力和离心力共同作用下，在工作腔内作径向的往复运动，由此，工作腔的容积变大变小，进而工作介质在进油口和出油口的配油装置的配合下，被低压吸入，压缩后高压排出，实现连续完整的泵油工作过程；通过油液压力反向驱动上述动作，即可驱动传动轴转动，实现马达功能；从空间利用角度，同等单位行程内，产生的容积变化更大，输出介质流量大、整体重量轻、且在高速高压运行情况下稳定性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的整体结构的半剖示意图；

图2附图为本发明提供的缸体的结构示意图；

图3附图为本发明提供的缸体的主视图；

图4附图为本发明提供的矩形柱塞的结构示意图；

图5附图为本发明提供的矩形柱塞的主视图；

图6附图为本发明提供的矩形柱塞的侧视图；

图7附图为本发明提供的矩形柱塞的主剖视图；

图8附图为本发明提供的偏心壳体的结构示意图；

图9附图为本发明提供的偏心壳体的主视图；

图10附图为本发明提供的偏心壳体的剖视图；

图11附图为本发明提供的轴侧端盖的结构示意图；

图12附图为本发明提供的轴侧端盖的俯视图；

图13附图为本发明提供的轴侧端盖的主剖视图；

图14附图为本发明提供的配流端盖的结构示意图；

图15附图为本发明提供的配流端盖的俯视图；

图16附图为本发明提供的图15的配流端盖的主剖视图；

图17附图为本发明提供的图15的配流端盖的侧剖视图；

图18附图为本发明提供的导向挡板的结构示意图；

图19附图为本发明提供的缸体端盖的结构示意图；

图20附图为本发明提供的配流盘的结构示意图。

其中：

01-偏心壳体；

010-偏心腔体；

02-轴侧端盖；

03-配流端盖；

030-进油口；

031-出油口；

032-泄油口；

04-传动轴；

040-油道；

041-泄油孔；

05-缸体；

050-工作腔；

051-泄油槽；

06-矩形柱塞；

060-转动槽；

061-油池；

062-阻尼孔；

07-缸体挡板；

08-配流盘；

080-配流孔；

09-导向挡板；

10-紧固螺钉；

11-高速密封圈；

12-波形弹簧；

13-轴承；

14-泄油流道；

15-滚柱；

16-摩擦套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见附图1至附图20，本发明实施例公开了一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，包括：偏心壳体01、轴侧端盖02、配流端盖03、传动轴04、缸体05、矩形柱塞06、缸体挡板07和配流盘08；

偏心壳体01内部轴线开设有贯通的偏心腔体010；轴侧端盖02和配流端盖03分别密封固定在偏心壳体01的两端；配流端盖03的侧壁分别开设有与偏心腔体010连通的进油口030和出油口031；

传动轴04的两端与轴侧端盖02和配流端盖03转动连接，且一端外露于轴侧端盖02；缸体05为圆柱体结构，固套在传动轴04上，且位于偏心腔体010内；缸体05的外圆周面沿轴向方向均匀开设有多个贯通的工作腔050；矩形柱塞06滑动设置于工作腔050内，且凸出端与偏心腔体010的内壁滑动贴合；缸体挡板07固套在传动轴04上，且位于缸体05和轴侧端盖02之间；配流盘08固套在传动轴04上，且位于缸体05和配流端盖03之间，配流盘08周向方向开设有多个配流孔080。

为了进一步优化上述技术方案，偏心壳体01和轴侧端盖02之间、以及偏心壳体01和配流端盖03之间均固定有导向挡板09，导向挡板09为环形结构，分别对应套设在缸体挡板07和配流盘08的外侧，且与其存在间隙。

为了进一步优化上述技术方案，轴侧端盖02、偏心壳体01、导向挡板09和配流端盖03通过多根紧固螺钉10从轴侧端盖02方向依次穿过，并紧固连接。

为了进一步优化上述技术方案，轴侧端盖02和缸体挡板07之间，在传动轴04上依次套设有高速密封圈11、波形弹簧12和轴承13。

为了进一步优化上述技术方案，配流端盖03的轴向方向开设有泄油口032；传动轴04的中心轴向开设有油道040，油道040一端与泄油口032连通，另一端与传动轴04侧壁开设的泄油孔041连通，泄油孔041位于缸体05和轴侧端盖02之间。

为了进一步优化上述技术方案，轴侧端盖02、偏心壳体01和配流端盖03内部开设有贯通的泄油流道14；泄油流道14一端与泄油孔041连通，另一端与泄油口032连通。

为了进一步优化上述技术方案，在缸体05上，每两个相邻的工作腔050之间开设有与其平行的泄油槽051。

为了进一步优化上述技术方案，矩形柱塞06的凸出端沿轴向方向开设有转动槽060，转动槽060内转动套设有滚柱15；矩形柱塞06的两侧壁开设有油池061，矩形柱塞06内部开设有多个贯通的阻尼孔062，阻尼孔062分别与转动槽060、油池061和矩形柱塞06的底部连通。

为了进一步优化上述技术方案，传动轴04与缸体挡板07、缸体05和配流盘08的连接段的截面形状为尖角通过圆弧过渡的三角形；且缸体挡板07、缸体05和配流盘08相应的连接孔与其截面形状相同。

为了进一步优化上述技术方案，传动轴04与配流端盖03的转动连接处套设有摩擦套16。

为了进一步优化上述技术方案，工作腔050的数量为7个。

参见附图6，本发明提供的矩形柱塞06的横截面，底部两侧倒圆角，顶部两侧倒直角。

本发明的工作原理为：

当本发明实现油泵功能时：

矩形柱塞06随着缸体05旋转的同时，在离心力的作用下被甩出压紧在偏心腔体010的内壁上，滚柱15偏心腔体010的内壁滚动接触，然后矩形柱塞06在缸体05旋转的拖动下旋转的同时，又被偏心腔体010不同圆周角度的交变半径挤压力和离心力共同作用下，在工作腔050内作径向的往复运动，由此，工作腔的容积变大变小，进而工作介质在进油口030和出油口031的配油装置的配合下，被低压吸入，压缩后高压排出，实现连续完整的泵油工作过程。

在传送轴04转动时，油液从进油口030进入，通过配流盘08上的配流孔080进入工作腔050内，在连续的工作中，偏心腔体010内部的油液压力越来越大，通过泄油孔041和泄油流道14能够对油液压力进行释放。如图1中的配流端盖03上与外界连通的泄油流道14部分通过塞体封堵。

当本发明实现马达功能时：

油液通过进油口030进入，通过出油口031排出，在油压的作用下，带动矩形柱塞06工作，进而驱动缸体05带动传动轴04转动。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，其特征在于，包括：偏心壳体（01）、轴侧端盖（02）、配流端盖（03）、传动轴（04）、缸体（05）、矩形柱塞（06）、缸体挡板（07）和配流盘（08）；

所述偏心壳体（01）内部轴线开设有贯通的偏心腔体（010）；所述轴侧端盖（02）和所述配流端盖（03）分别密封固定在所述偏心壳体（01）的两端；所述配流端盖（03）的侧壁分别开设有与所述偏心腔体（010）连通的进油口（030）和出油口（031）；

所述传动轴（04）的两端与所述轴侧端盖（02）和所述配流端盖（03）转动连接，且一端外露于所述轴侧端盖（02）；所述缸体（05）为圆柱体结构，固套在所述传动轴（04）上，且位于所述偏心腔体（010）内；所述缸体（05）的外圆周面沿轴向方向均匀开设有多个贯通的工作腔（050）；所述矩形柱塞（06）滑动设置于所述工作腔（050）内，且凸出端与所述偏心腔体（010）的内壁滑动贴合；所述缸体挡板（07）固套在所述传动轴（04）上，且位于所述缸体（05）和所述轴侧端盖（02）之间；所述配流盘（08）固套在所述传动轴（04）上，且位于所述缸体（05）和所述配流端盖（03）之间，所述配流盘（08）周向方向开设有多个配流孔（080）；

所述配流端盖（03）的轴向方向开设有泄油口（032）；所述传动轴（04）的中心轴向开设有油道（040），所述油道（040）一端与所述泄油口（032）连通，另一端与所述传动轴（04）侧壁开设的泄油孔（041）连通，所述泄油孔（041）位于所述缸体（05）和所述轴侧端盖（02）之间；

在所述缸体（05）上，每两个相邻的所述工作腔（050）之间开设有与其平行的泄油槽（051）；

所述矩形柱塞（06）的凸出端沿轴向方向开设有转动槽（060），所述转动槽（060）内转动套设有滚柱（15）；所述矩形柱塞（06）的两侧壁开设有油池（061），所述矩形柱塞（06）内部开设有多个贯通的阻尼孔（062），所述阻尼孔（062）分别与所述转动槽（060）、所述油池（061）和所述矩形柱塞（06）的底部连通。

2.根据权利要求1所述的一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，其特征在于，所述偏心壳体（01）和所述轴侧端盖（02）之间、以及所述偏心壳体（01）和所述配流端盖（03）之间均固定有导向挡板（09），所述导向挡板（09）为环形结构，分别对应套设在所述缸体挡板（07）和所述配流盘（08）的外侧，且与其存在间隙。

3.根据权利要求2所述的一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，其特征在于，所述轴侧端盖（02）、所述偏心壳体（01）、所述导向挡板（09）和所述配流端盖（03）通过多根紧固螺钉（10）从所述轴侧端盖（02）方向依次穿过，并紧固连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，其特征在于，所述轴侧端盖（02）和所述缸体挡板（07）之间，在所述传动轴（04）上依次套设有高速密封圈（11）、波形弹簧（12）和轴承（13）。

5.根据权利要求1所述的一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，其特征在于，所述轴侧端盖（02）、所述偏心壳体（01）和所述配流端盖（03）内部开设有贯通的泄油流道（14）；所述泄油流道（14）一端与所述泄油孔（041）连通，另一端与所述泄油口（032）连通。

6.根据权利要求1所述的一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，其特征在于，所述传动轴（04）与所述缸体挡板（07）、所述缸体（05）和所述配流盘（08）的连接段的截面形状为尖角通过圆弧过渡的三角形；且所述缸体挡板（07）、所述缸体（05）和所述配流盘（08）相应的连接孔与其截面形状相同。

7.根据权利要求1所述的一种矩形柱塞的径向柱塞泵马达，其特征在于，所述传动轴（04）与所述配流端盖（03）的转动连接处套设有摩擦套（16）。