專利名稱：伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液壓控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種通過伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵。
背景技術(shù)：
目前，使用伺服電機(jī)驅(qū)動油泵直接控制液壓控制的流量和壓力，即所謂伺服油泵 技術(shù)是一種新型的液壓控制技術(shù)。如公開號為CN101042149A所公開的一種用伺服電機(jī)控 制的液壓動力系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集和處理裝置、位移傳感器、壓力傳感器、油泵和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 位移傳感器、壓力傳感器、油泵分別與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連；用來控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集和處理 裝置分別與位移傳感器、壓力傳感器、伺服電機(jī)相連；油泵與伺服電機(jī)相連。其中，伺服電機(jī) 能夠?qū)崟r(shí)調(diào)整其轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速，且其響應(yīng)速度為ms級，可動態(tài)調(diào)整油泵流量。這種伺服電機(jī)控 制的液壓動力系統(tǒng)由于沒有旁路溢流，因此具有優(yōu)良的節(jié)能效果，且具有更好的控制性能。但是，應(yīng)用上述伺服電機(jī)驅(qū)動油泵的技術(shù)也存在一些問題。其中一個(gè)重要的問題 是如果處于零流量保持壓力的工作狀態(tài)，由于輸出流量幾乎沒有，油泵轉(zhuǎn)速很低，主要是 油泵的內(nèi)泄漏轉(zhuǎn)速。這時(shí)，電機(jī)的輸出功率，即液壓和油泵轉(zhuǎn)速的乘積，幾乎全部消耗在油 泵內(nèi)部的液壓油上，從而導(dǎo)致油溫和油泵溫度上升很快。由于油泵內(nèi)泄而引起溫度上升的 效應(yīng)還和油泵輸出的壓力有關(guān)，壓力越大，內(nèi)泄量越大，溫升效應(yīng)越明顯。溫升的速度近似 和油泵輸出的壓力成平方關(guān)系。油泵內(nèi)泄而引起溫度上升的后果是使得液壓油的黏度變小，油泵泵體受熱膨脹， 從而導(dǎo)致油泵轉(zhuǎn)速進(jìn)一步上升。時(shí)間越長，溫升效應(yīng)越明顯。而油溫上升嚴(yán)重則會造成嚴(yán)重 的問題，如⑴局部過高的油溫會導(dǎo)致液壓油炭化，影響液壓油的品質(zhì)；⑵油泵內(nèi)泄的轉(zhuǎn) 速過高，則會影響壓力閉環(huán)的控制品質(zhì)，導(dǎo)致壓力波動大；(3)由于能耗高，影響節(jié)能效果；影響油泵壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種能耗低、油泵壽命高， 輸出壓力穩(wěn)定的伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵。一種伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵，包括第一伺服電機(jī)、第一油泵和第二油泵，所述 第一伺服電機(jī)驅(qū)動所述第一油泵和第二油泵運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，還包括第一單向閥和三通閥，所述 第一單向閥設(shè)置在入油口與第二油泵的輸入口之間，三通閥的入口端與第一油泵的輸出口 連接，三通閥的第一出口端連接至出油口和第二油泵的輸出口，三通閥的第二出口端連接 至第二油泵的輸入口，所述三通閥的出口端的切換控制所述第一油泵與第二油泵的串聯(lián)或 并聯(lián)工作狀態(tài)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可將兩個(gè)油泵進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)進(jìn)行切換，使堵轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)泄 溫升效應(yīng)大大減輕，既降低了能耗，又保證了輸出壓力的長期穩(wěn)定性，同時(shí)改善了油泵的壽 命，以及降低了液壓油的炭化現(xiàn)象。
為了能更清晰的理解本發(fā)明，以下將結(jié)合


闡述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。

圖1是本發(fā)明伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1請參閱圖1，其是本發(fā)明伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。該 伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵100包括一伺服電機(jī)22、一第一油泵12、一第二油泵14，一電動 三通閥32和一單向閥34。該伺服電機(jī)22具有液壓控制模塊(圖未示)，通過安裝在出油 口的壓力傳感器(圖未示)構(gòu)成壓力閉環(huán)控制。該第一油泵12和第二油泵14通過一機(jī)械裝置串接在一起，共用一根驅(qū)動軸，由伺 服電機(jī)22同時(shí)驅(qū)動第一油泵12和第二油泵14。第一油泵12的輸入口 12a與入油口 A連 接，輸出口 12b與電動三通閥32的入口端32a連接。第二油泵14的輸入口 14a通過單向 閥34連接至入油口 A形成通路1，第二油泵14的輸出口 14b直接連接至出油口 B。電動三 通閥32的第一出口 32b直接連接至出油口 B形成通路2，并與第二油泵14的輸出口 14b連 通。電動三通閥32的第二出口 32c與第二油泵14的輸入口 14a連通形成通路3。以下說明該伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵100中第一油泵12與第二油泵14串并聯(lián) 切換的工作原理當(dāng)電動三通閥32的入口端32a與第二出口 32c接通時(shí)，通路3接通；而由于此時(shí) 通路3的液壓比入油口 A的液壓高，因此單向閥34不通，從而第一油泵12和第二油泵14 串聯(lián)工作，液壓油從入油口進(jìn)入，依次經(jīng)過第一油泵12、電動三通閥32、第二油泵14后到達(dá) 出油口 B。當(dāng)電動三通閥32的入口端32a與第一出口 32b接通時(shí)，通路2接通。由于通路3 不通，第二油泵14只能通過單向閥34吸油，此時(shí)第一油泵12和第二油泵14并聯(lián)工作，第 一油泵14和第二油泵14的輸出流量合并輸出。在該伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵100中的第一油泵12和第二油泵14串聯(lián)工作 時(shí)，在第一油泵12和第二油泵14的總輸出壓力不超過單臺油泵的額定輸出壓力的前提下， 第一油泵12和第二油泵14分別都在額定狀態(tài)下工作。如果第一油泵12和第二油泵14的 轉(zhuǎn)速相同，油泵的額定排量接近，則第一油泵12和第二油泵14輸出的總壓力接近于平均分 布，即，第一油泵12和第二油泵14分別只承受一般的液壓，從而可以解決油泵因長時(shí)間堵 轉(zhuǎn)高壓力工作而導(dǎo)致的異常發(fā)熱的問題。在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下，串聯(lián)的第一油泵12和第二油泵14 每臺只承擔(dān)一般的輸出壓力，和單獨(dú)使用一個(gè)油泵相比，第一油泵12和第二油泵14的內(nèi)泄 轉(zhuǎn)速只有約一半，因此每個(gè)油泵輸出的功率只有一個(gè)油泵輸出功率的四分之一，發(fā)熱大大 減輕，從而可以解決因油泵溫度上升而產(chǎn)生的一連串的問題。該第一油泵12和第二油泵14的串聯(lián)可以解決長時(shí)間堵轉(zhuǎn)的發(fā)熱問題，但是由于 串聯(lián)的第一油泵12和第二油泵14在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動和噪音都較大，因此除了堵轉(zhuǎn)工作狀態(tài)外，在其他的工作時(shí)間將第一油泵12和第二油泵14由串聯(lián)改為并聯(lián)，則伺服電機(jī)驅(qū)動的 組合式油泵100的總排量為第一油泵12和第二油泵14的排量之和，與同樣流量和壓力的 單泵系統(tǒng)相比，成本相差無幾。實(shí)施例2在實(shí)施例1中，在第一油泵12和第二油泵14由并聯(lián)輸出切換到串聯(lián)輸出時(shí)，可 能由于瞬時(shí)的壓力疊加導(dǎo)致出油口 B的輸出壓力的突然增加，這樣的輸出壓力跳動不利于 對壓力的控制。如圖2所示，其是本發(fā)明伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示 意圖。本發(fā)明實(shí)施例2的電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵200與實(shí)施例1的電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵 100的結(jié)構(gòu)大致相同，其區(qū)別在于還包括一電動二通閥36，其設(shè)置在電動三通閥32的第二 出口端32b與入油口 A之間，并與第二油泵14的輸入口 14a以及單向閥34連通。該電動 二通閥36僅在該第一油泵12和第二油泵14由并聯(lián)向串聯(lián)切換時(shí)工作。具體的工作步驟為當(dāng)?shù)谝挥捅?2和第二油泵14并聯(lián)時(shí)，首先接通電動二通閥 36 ；然后將電動三通閥32切換為入口端32a與第二出口 32c連接，第一油泵12的輸出壓力 得到釋放；接著將電動二通閥36切斷，這是第一油泵12和第二油泵14串聯(lián)，第一油泵12 和第二油泵14之間的壓力瞬時(shí)得到平衡，而總的輸出壓力基本保持不變。實(shí)施例3請參閱圖3，其是本發(fā)明伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。本 發(fā)明實(shí)施例2的電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵300與實(shí)施例1的電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵100的結(jié) 構(gòu)大致相同，其區(qū)別在于還包括一第二伺服電機(jī)24和一第二單向閥38，第一伺服電機(jī)22 驅(qū)動第一油泵12，第二伺服電機(jī)24驅(qū)動第二油泵14。第二單向閥38設(shè)置在電動三通閥32 的第一出口 32b和出油口 B之間。在工作時(shí)第一伺服電機(jī)22和第二伺服電機(jī)24的轉(zhuǎn)速相同。在該電機(jī)驅(qū)動的組合 式油泵300由并聯(lián)向串聯(lián)切換時(shí)，首先將第一伺服電機(jī)22的輸出轉(zhuǎn)矩撤銷，使得第一伺服 電機(jī)22的輸出壓力為0。這時(shí)，由于出油口 B的壓力大于電動三通閥32的第一出口 32b的 壓力大，因此第二單向閥38閉合。然后將電動三通閥32切換到連接第二出口 32c的串聯(lián) 模式，再將第一伺服電機(jī)22恢復(fù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣即可消除由并聯(lián)切換到串聯(lián)模式所造成的 壓力沖擊。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明是針對油泵堵轉(zhuǎn)的內(nèi)泄升溫問題，在零流量高壓力的工 作狀態(tài)時(shí)，保持時(shí)使用兩個(gè)定量泵(即第一油泵12和第二油泵14)串聯(lián)工作，使得每個(gè)油 泵只承擔(dān)輸出壓力一半的壓力，從而使內(nèi)泄溫升效應(yīng)大大減輕，并且同時(shí)使用兩個(gè)油泵時(shí) 的散熱效果更好，很好地解決了上述長時(shí)間高壓力保持工作時(shí)的發(fā)熱問題。另一方面，在進(jìn) 行其他的液壓動作時(shí)，可以將兩個(gè)定量泵(即第一油泵12和第二油泵14)切換為并聯(lián)工 作，這樣既沒有降低系統(tǒng)的總排量，同時(shí)對整體成本的影響也不大。綜上，本發(fā)明具有明顯 的優(yōu)勢，既降低了能耗，又保證了輸出壓力的長期穩(wěn)定性，同時(shí)改善了油泵的壽命，以及降 低了液壓油的炭化現(xiàn)象。本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變形不脫離本發(fā)明 的精神和范圍，倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā) 明也意圖包含這些改動和變形。
權(quán)利要求
一種伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵，包括第一伺服電機(jī)、第一油泵和第二油泵，所述第一伺服電機(jī)驅(qū)動所述第一油泵和第二油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，其特征在于還包括第一單向閥和三通閥，所述第一單向閥設(shè)置在入油口與第二油泵的輸入口之間，三通閥的入口端與第一油泵的輸出口連接，三通閥的第一出口端連接至出油口和第二油泵的輸出口，三通閥的第二出口端連接至第二油泵的輸入口，所述三通閥的出口端的切換控制所述第一油泵與第二油泵的串聯(lián)或并聯(lián)工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵，其特征在于進(jìn)一步包括二通 閥，其設(shè)置在三通閥的第二出口端與入油口之間，并與第二油泵的輸入口以及第一單向閥 連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵，其特征在于進(jìn)一步包括第二 伺服電機(jī)和第二單向閥，所述第一伺服電機(jī)驅(qū)動第一油泵，所述第二伺服電機(jī)驅(qū)動第二油 泵，所述第二單向閥設(shè)置在三通閥的第一出口和出油口之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述任一權(quán)利要求所述的伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵，其特征在 于所述三通閥為電動三通閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵，其特征在于所述二通閥為電 動二通閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵，其特征在于所述伺服電 機(jī)具有液壓控制模塊，以及壓力傳感器設(shè)置在出油口處，所述壓力控制模塊和壓力傳感器 構(gòu)成壓力閉環(huán)控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種伺服電機(jī)驅(qū)動的組合式油泵，包括第一伺服電機(jī)、第一油泵和第二油泵，所述第一伺服電機(jī)驅(qū)動所述第一油泵和第二油泵運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，還包括第一單向閥和三通閥，所述第一單向閥設(shè)置在入油口與第二油泵的輸入口之間，三通閥的入口端與第一油泵的輸出口連接，三通閥的第一出口端連接至出油口和第二油泵的輸出口，三通閥的第二出口端連接至第二油泵的輸入口，所述三通閥的出口端的切換控制所述第一油泵與第二油泵的串聯(lián)或并聯(lián)工作狀態(tài)。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明可將兩個(gè)油泵進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)進(jìn)行切換，使堵轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)泄溫升效應(yīng)大大減輕，既降低了能耗，又保證了輸出壓力的長期穩(wěn)定性，同時(shí)改善了油泵的壽命，以及降低了液壓油的炭化現(xiàn)象。
文檔編號F15B9/03GK101858366SQ20101017315
公開日2010年10月13日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者鄧之江 申請人:江門市蒙德電氣有限公司