一种微型球形泵的制作方法

本专利涉及一种液压动力元件，特别是一种微型球形泵。

背景技术：

1、微小型化一直以来是液压传动领域的重要研究目标之一。微小型泵具有体积小、重量轻、功率密度高等显著优点，能够在多领域实现传统液压系统难以突破的简单、高效的方案，在对动力元件的体积、重量、效率、可靠度有严格要求的场合具有绝对的优势。球形泵作为一种新型的微小容积式压泵，具有体积小、功率密度高、振动小、结构简单、可靠度高等优点。

2、但目前球形泵结构上存在球面配合副多，如专利名称为球形泵、专利号为201910064805.5的中国专利，球面加工要求高，较多的球面配合使加工难度和制造成本升高；同时，由于在球面上进行配流，高精度问题可能导致球面泄漏，以上问题对球形泵的输出稳定性、容积效率、工艺性、加工成本等有不利影响，一定程度上阻碍了球形泵的优势性能发挥。

技术实现思路

1、本专利的目的就是设计一种微型球形泵，减小精密球面配合副数量，有效地减小球面加工量和加工难度，实现精确配流。

2、本专利的技术方案是：一种微型球形泵，包括滑槽转套、缸体、活塞、转盘和配流盘；所述缸体具有开口朝下的半球面以及球面下端向下延伸形成内圆柱面，在缸体的内球面上连接一转套孔，所述转套孔的轴线与缸体的内圆柱面的中心轴线均通过内球面的球心且形成一夹角α；所述活塞具有活塞球面，在活塞球面的中央向上凸出一滑靴，活塞下端向下凸出一活塞销座；所述转盘具有圆柱形的转盘体，在转盘体的下端中央凸出一转盘轴，在转盘体的上端面向上凸出一转盘销座，转盘销座两端面是与缸体内球面相适配的球面，活塞销座和转盘销座相适配形成柱面铰链；柱面铰链的轴线设置在转盘体上端面并通过上端面中心；在转盘体上端面转盘销座的两侧平面上设置有沿转盘体轴向贯通的进排液通道；配流盘固定在缸体的下端，配流盘的上端面上设置有进油槽和排油槽，进油槽和排油槽分别与配油盘外壁上的进油孔和排油孔连通；活塞、转盘通过柱面铰链连接后置于缸体内，转盘轴从配油盘中心孔伸出；所述滑槽转套置于所述转套孔内形成转动配合，在滑槽转套的下端面上设置有滑槽，滑靴可滑动置于滑槽内；活塞球面和柱面铰链两端的外球面部分与缸体内球面之间、转盘圆柱面与缸体内圆柱面之间、柱面铰链的各配合面之间、转盘体下端面与配流盘上端面之间均形成密封动配合；驱动转盘轴转动，在所述转盘的上端面、所述活塞销座的两侧面与所述缸体内球面之间形成容积交替变化的第一工作室和第二工作室；

3、进一步的，所述滑靴的两个平行面与柱面铰链的轴线平行且对称分布在柱面铰链轴线的两侧；

4、进一步的，所述夹角α的大小为5到20度；

5、进一步的，所述活塞销座是由活塞下端中间向下凸出的半圆柱和两端向内凹入的半圆柱孔组成，在半圆柱的中心设置有中心孔，半圆柱孔的轴线、半圆柱的轴线和半圆柱的中心孔轴线重合；所述转盘销座是由转盘圆柱上端面两侧向上凸出的半圆柱和上端面中间向内凹入的半圆柱孔组成，在转盘销座两端的半圆柱的中心设置有中心孔，两个半圆柱及其中心孔的轴线与半圆柱孔的轴线重合；中心销插入活塞销座和转盘销座的中心孔内形成所述柱面铰链；

6、进一步的，所述柱面铰链两端在转盘圆柱上端面以上部分为与缸盖内球面相适配的球面，中心销的两端为略低于柱面铰链两端球面的球面；

7、进一步的，在转盘轴与配油盘中心孔的转动配合面上设置有密封圈；在配油盘上端面与缸体下端连接处设置有定位环和密封圈；

8、进一步的，在转套孔的下端上设置一限位台阶，滑槽转套从上端压持在转套孔的台阶上形成可转动配合，上盖固定压持在转套孔上端面上，在上盖与转套孔端面连接处设置有密封；

9、进一步的，在配油盘下端面固定连接有下端盖，在下端盖的中心设置有转盘轴支撑孔，转盘轴依次经配油盘中心孔和转盘轴支撑孔穿出缸体外，在转盘轴支撑孔内设置有轴承，在轴承的外侧设置有弹簧挡圈。

10、本专利的优点是：

11、1)球形泵结构简化：缸体内腔由原来的球面结构变为圆柱内腔结构，转盘在球形内腔球心以下部分由外球面变为圆柱面，圆柱面相对球面加工容易，这样既减少了球面加工量，降低了加工制造成本，同时柱面配合从结构上优于球面配合，从设计上提高了制造良品率；

12、2)在球形泵中实现了可精确控制配流的平面配流结构，配流包角可根据设计需要进行调整。球形泵配流副由原先的球面配流副改为平面配流副，油膜由球面变为平面楔形，可降低油膜泄露面积，能从客观上减少原先沿球面向壳体的内泄漏(进入工作腔或泄漏至下缸体)，提高油膜稳定性，提升容积效率。

技术特征：

1.一种微型球形泵，其特征是：包括滑槽转套(2)、缸体(5)、活塞(3)、转盘(6)和配流盘(7)；所述缸体(5)具有开口朝下的半球面以及球面下端向下延伸形成内圆柱面(501)，在缸体(5)的内球面(502)上连接一转套孔(503)，所述转套孔(503)的轴线与内圆柱面(501)的中心轴线均通过内球面(502)的球心且形成一夹角α；所述活塞(3)具有活塞球面(502)，在活塞球面(302)的中央向上凸出一滑靴(301)，活塞(3)下端向下凸出一活塞销座(303)；所述转盘(6)具有圆柱形的转盘体，在转盘体的下端中央凸出一转盘轴(601)，转盘体的上端面向上凸出一转盘销座(603)，转盘销座(603)两端面是与内球面(502)相适配的球面，活塞销座(303)和转盘销座(603)相适配形成柱面铰链；柱面铰链的轴线设置在转盘体上端面并通过上端面中心；在转盘体上端面上设置有沿转盘体轴向贯通的进排液通道(604)；配流盘(7)固定在缸体(5)的下端，配流盘(7)的上端面上设置有进油槽(703)和排油槽(704)，进油槽(703)和排油槽(704)分别与配油盘外壁上的进油孔(701)和排油孔(702)连通；活塞(3)、转盘(6)通过柱面铰链连接后置于缸体(5)内，转盘轴(601)从配油盘中心孔伸出；所述滑槽转套(2)置于所述转套孔(503)内形成转动配合，在滑槽转套(2)的下端面上设置有滑槽(201)，滑靴(301)可滑动置于滑槽(201)内；活塞球面(302)和柱面铰链两端的外球面部分与内球面(502)之间、转盘圆柱面(602)与内圆柱面(501)之间、柱面铰链的各配合面之间、转盘体下端面与配流盘上端面之间均形成密封动配合；驱动转盘轴(601)转动，在所述转盘(6)的上端面、所述活塞销座(303)的两侧面与所述内球面(502)之间形成容积交替变化的第一工作室(100)和第二工作室(200)。

2.根据权利要求1所述的一种微型球形泵，其特征是：所述滑靴(301)的两个平行面与柱面铰链的轴线平行且对称分布在柱面铰链轴线的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种微型球形泵，其特征是：所述夹角α的大小为5到20度。

4.根据权利要求1所述的一种微型球形泵，其特征是：所述活塞销座(303)是由活塞(3)下端中间向下凸出的半圆柱和两端向内凹入的半圆柱孔组成，在半圆柱的中心设置有中心孔，半圆柱孔的轴线、半圆柱的轴线和半圆柱的中心孔轴线重合；所述转盘销座(603)是由转盘圆柱上端面两侧向上凸出的半圆柱和上端面中间向内凹入的半圆柱孔组成，在转盘销座(603)两端的半圆柱的中心设置有中心孔，两个半圆柱及其中心孔的轴线与半圆柱孔的轴线重合；中心销(4)插入活塞销座(303)和转盘销座(603)的中心孔内形成所述柱面铰链。

5.根据权利要求4所述的一种微型球形泵，其特征是：所述柱面铰链两端在转盘圆柱上端面以上部分为与缸体内球面(502)相适配的球面，中心销(4)的两端为略低于柱面铰链两端球面的球面。

6.根据权利要求1到5任一项所述的一种微型球形泵，其特征是：在转盘轴(601)与配油盘中心孔的转动配合面上设置有密封圈(10)；在配油盘(7)上端面与缸体(5)下端连接处设置有定位环和密封圈。

7.根据权利要求1到5任一项所述的一种微型球形泵，其特征是：在转套孔(503)的下端上设置一限位台阶，滑槽转套(2)从上端压持在转套孔(503)的台阶上形成可转动配合，上盖(1)固定压持在转套孔(503)上端面上，在上盖(1)与转套孔(503)端面连接处设置有密封。

8.根据权利要求1到5任一项所述的一种微型球形泵，其特征是：在配油盘(7)下端面固定连接有下端盖(9)，在下端盖(9)的中心设置有转盘轴支撑孔，转盘轴(601)依次经配油盘中心孔和转盘轴支撑孔穿出缸体外，在转盘轴支撑孔内设置有轴承(8)，在轴承(8)的外侧设置有弹簧挡圈。

技术总结
本专利公布了一种微型球形泵，缸体(5)具有半球面以及球面下端向下延伸形成内圆柱面(501)，在缸体(5)的内球面(502)上连接一转套孔(503)，活塞销座(303)和转盘销座(603)相适配形成柱面铰链；柱面铰链的轴线设置在转盘体上端面并通过上端面中心；在转盘体上设置有进排液通道(604)；配流盘(7)固定在缸体(5)的下端；驱动转盘轴(601)转动，在所述转盘(6)的上端面、所述活塞销座(303)的两侧面与所述内球面(502)之间形成容积交替变化的第一工作室(100)和第二工作室(200)；其优点是：结构简化，球面配合副数量减小，加工制造方便；在球形泵中实现了平面配流结构。

技术研发人员：李毓晨,付永领,王陆一
受保护的技术使用者：北京正安动力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1