阅读说明：本技术 一种全水润滑的柔性浮杯式轴向柱塞泵 (Full-water-lubricated flexible floating cup type axial plunger pump ) 是由 尹方龙 汪阳 聂松林 郭明 娄方利 周鑫 于 2019-09-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种全水润滑的柔性浮杯式轴向柱塞泵,包括固定体与旋转体两个部分,固定体由前端盖、配流斜盘、壳体和后端盖依次组成,旋转体包括主轴、柱塞、浮杯、弹性体、浮杯托盘和滑动轴承。旋转体是工作部分,由主轴带动旋转,在旋转过程中吸排液体和配流。柱塞的头部与浮杯连接,尾部固定在主轴的转盘上。浮杯通过弹性体与浮杯托盘连接,形成浮杯和浮杯托盘之间的密封,弹性体限制浮杯的位移。浮杯托盘与主轴连接并绕着主轴的球形节转动,其底部有配流槽与配流斜盘形成配流副。本发明采用结构镜像对称、多个独立的浮杯相对于斜盘运动的新形式,有效的改善了传统轴向柱塞泵的结构和工作性能。(The invention discloses a flexible floating cup type axial plunger pump with full water lubrication, which comprises a fixed body and a rotating body, wherein the fixed body consists of a front end cover, a flow distribution swash plate, a shell and a rear end cover in sequence, and the rotating body comprises a main shaft, a plunger, a floating cup, an elastic body, a floating cup tray and a sliding bearing. The rotating body is a working part and is driven by the main shaft to rotate, and liquid is sucked and discharged and flow distribution is carried out in the rotating process. The head of the plunger is connected with the floating cup, and the tail of the plunger is fixed on a turntable of the main shaft. The floating cup is connected with the floating cup tray through the elastic body to form sealing between the floating cup and the floating cup tray, and the elastic body limits the displacement of the floating cup. The floating cup tray is connected with the main shaft and rotates around a spherical joint of the main shaft, and the bottom of the floating cup tray is provided with a flow distribution groove and a flow distribution swash plate to form a flow distribution pair. The invention adopts a new form that the structure is in mirror symmetry and a plurality of independent floating cups move relative to the swash plate, thereby effectively improving the structure and the working performance of the traditional axial plunger pump.)

一种全水润滑的柔性浮杯式轴向柱塞泵

技术领域

本发明涉及一种全水润滑的柔性浮杯式轴向柱塞泵，通过改变传统轴向柱塞泵的整体结构，突破轴向柱塞泵发展的限制，属于液压系统中的动力元件。

背景技术

纯水液压技术是一种新型的绿色液压技术，利用过滤后的淡水或海水作为工作介质，既能做到节能环保，又能避免火灾、***等危险。液压传动中，水润滑相比于油润滑具有清洁、价格低廉、来源广泛和易于储存等优点。随着工程陶瓷、高分子材料等新型材料的发展，纯水液压技术也得到了快速发展并广泛应用于各类军用和民用领域。

液压泵是液压系统中的动力元件，依靠电机驱动将从油箱中吸入的油液形成压力油送到执行元件，实现机械能到液压能的转化。液压泵按结构可分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵和螺杆泵。其中，柱塞泵可分为两种具有代表性的结构形式——径向柱塞泵和轴向柱塞泵。

轴向柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞或活塞，在柱塞孔内进行方向与缸体中心轴平行的往复运动，从而产生容积变化来完成工作任务。因为柱塞和柱塞孔都是圆柱形，容易加工且配合精度高，所以轴向柱塞泵的容积效率高，应用也较广泛。轴向柱塞泵可分为斜盘式柱塞泵和斜轴式柱塞泵。

浮杯式是继斜盘式和斜轴式之后的第三种新型轴向柱塞泵形式，浮杯泵的整体结构和传统轴向柱塞泵相比有了较大的改变，最显著的特征就是结构镜像对称、多个互相独立的杯状缸筒相对于斜盘运动。浮杯泵作为一种新型轴向柱塞泵，具有很多传统轴向柱塞泵不具备的优势。然而，由于浮杯泵的每个缸体可以浮动，高转速下浮杯的倾覆力矩使得浮杯以及与配流盘之间的碰撞更加剧烈，对泵的性能造成不利影响，且浮杯和托盘之间存在的配合间隙会增大以水作为工作介质时泵的泄漏量。

发明内容

为解决目前全水润滑的液压泵产品存在的不足，本发明提供一种全水润滑的柔性浮杯式轴向柱塞泵。

本发明包括主轴、机械密封、前端盖、配流斜盘、浮杯托盘、弹性体、浮杯、柱塞、壳体、后端盖、后端盖连接螺栓、右斜盘固定螺钉、滑动轴承、卡环、弹簧、支撑环、柱销、左斜盘固定螺钉、密封压盖螺钉、主轴平键，壳体的两端分别是前端盖和后端盖，两个配流斜盘分别装配在前端盖和后端盖的内侧，主轴通过滑动轴承安装在壳体上，主轴的轴线和壳体的中轴线重合，由主轴、浮杯托盘、弹性体、浮杯和柱塞组成的旋转体设计成镜像对称的结构，柱塞设计成偶数个，采用交错分布的形式分别固定在主轴中部的圆形转盘两侧，柱塞的头部与浮杯连接，柱塞的尾部与主轴中部的圆形转盘连接，浮杯通过弹性体与浮杯托盘连接，形成浮杯和浮杯托盘之间的密封，弹性体限制浮杯在浮杯托盘上的位移范围，两个浮杯托盘分别装配在两个配流斜盘的内侧，浮杯托盘通过万向节与主轴连接，并绕着主轴中部的球形节转动，浮杯托盘底部有配流槽，与配流斜盘形成配流副。

主轴中部设计有两个球形节，球形节中间是一圆形转盘，转盘的两侧分别有多个柱塞与其刚性连接。

柱塞头部设计成中空的球状结构，与浮杯形成球面连接，其中浮杯选用陶瓷材料。

偶数个浮杯均通过弹性体与浮杯托盘柔性连接，浮杯不再贴合托盘的表面浮动，而是围绕弹性体的中心轴线在一定范围内摆动，同时形成浮杯和浮杯托盘之间的密封。

浮杯托盘底部有配流槽，与配流斜盘组成配流副，其中配流斜盘选用陶瓷材料。

浮杯托盘与主轴之间通过一个万向节连接，万向节由卡环、弹簧、支撑环、轴销及主轴上的球形节组成。传动轴通过轴销驱动浮杯托盘随主轴转动，同时保证浮杯托盘能够绕着球形节的圆心沿轴向转动。

与传统轴向柱塞泵相比，本发明的技术效果体现在：

(1)采用全水润滑结构，避免了油润滑带来的环境污染、泄漏危险等问题，降低了使用成本。

(2)壳体与柱塞间的侧向力(径向力)很小，改善了两者间的摩擦磨损，降低了噪声。

(3)浮杯泵的流量脉动小于传统轴向柱塞泵，在工作时对液压系统的冲击相应减小，从而泄漏减少，总效率提高。

(4)由于柱塞数目的增加，在相同容积的情况下，浮杯泵更为紧凑的结构相较于传统轴向柱塞泵质量更轻，并且当容积越大时，质量相差越大。

(5)柱塞在转子两侧对称分布，所受的轴向力相互抵消，主轴所受的轴向力也相应减小，大大增加了轴承的寿命。

附图说明

图1是本发明全水润滑的柔性浮杯式轴向柱塞泵的结构示意图。

图2是本发明全水润滑的柔性浮杯式轴向柱塞泵的主轴主视图。

图3是本发明全水润滑的柔性浮杯式轴向柱塞泵的主轴侧视图。

图中：1、主轴，2、机械密封，3、前端盖，4、配流斜盘，5、浮杯托盘，6、弹性体，7、浮杯，8、柱塞，9、壳体，10、后端盖，11、后端盖连接螺栓，12、右斜盘固定螺钉，13、滑动轴承，14卡环，15、弹簧，16、支撑环，17、柱销，18左斜盘固定螺钉，19、密封压盖螺钉，20主轴平键。

具体实施方式

如图1所示，一种全水润滑的柔性浮杯式轴向柱塞泵，分为旋转体和固定体两个部分，旋转体包括主轴1、浮杯托盘5、弹性体6、浮杯7和柱塞8，固定体包括前端盖3、配流斜盘4、壳体9和后端盖10，旋转体为工作部分，由电机驱动主轴1转动，进一步带动与转子刚性连接的柱塞8转动，同时主轴1通过轴销驱动浮杯托盘随主轴转动，同时保证浮杯托盘能绕着球形节的圆心沿轴向转动。

浮杯7和柱塞8形成密闭容腔，由于配流斜盘4存在一定的倾角，在主轴1转动时，密闭容腔的容积发生变化，完成吸、排液体的过程。当密闭容腔容积变大时，液压泵完成吸进液体的过程，当密闭容腔容积变小时，液压泵完成排出液体的过程。

柱塞8的头部为中空的球状结构，以保证密封面时刻与轴线垂直。在吸排液体过程时，浮杯7与柱塞8一起膨胀或收缩，保证容腔的密封性。

浮杯托盘5和浮杯7通过弹性体6柔性连接，形成浮杯和浮杯托盘之间的密封，同时浮杯托盘5底部的配流槽与配流斜盘4形成配流副，完成液体的配流。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围内由所附的权利要求书及其等效物界定。