專利名稱:徑向浮動式齒輪泵、齒輪馬達的制作方法
本發(fā)明涉及一種徑向浮動補償式外嚙合齒輪泵、齒輪馬達它用在液壓傳動系統(tǒng)中。
外嚙合齒輪泵從結(jié)構(gòu)形式看，種類很多，但一般均是非徑向補償?shù)?。徑向補償式外嚙合齒輪泵在二十多年前曾有某公司研制過，采用了壓力平衡的方式來實現(xiàn)徑向補償，僅僅是研制，未能變成商品。其后也有人提出過一些設想，但仍然是屬于壓力平衡的方式，未能見到成功的例子。
齒輪泵實現(xiàn)徑向補償可以提高泵的性能，但是在外嚙合齒輪上，在結(jié)構(gòu)上難以保證徑向補償?shù)姆€(wěn)定、可靠，這就使得在外嚙合齒輪泵上實現(xiàn)徑向補償，成了齒輪泵方面的一個技術(shù)難關(guān)，又是一個發(fā)展的目標。
本發(fā)明的目的就是針對在齒輪泵中僅僅采用壓力平衡的方式實現(xiàn)徑向補償所存在的問題，提出一種不全部依靠壓力平衡，而是對密封塊加以適當?shù)南尬唬揖哂形⒘垦a償作用的徑向浮動式新結(jié)構(gòu)。
按照泵體的結(jié)構(gòu)特點，齒輪泵基本上有兩種型式，一種是分片式，一種是軸套式。無論哪一種型式，都可以采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)型式，實現(xiàn)徑向補償。下面分別敘述這兩種類型的補償方式。
一、在圖1、圖2、圖3上給出了分片式齒輪泵的結(jié)構(gòu)圖。在內(nèi)腔為園形的殼體(8)中，有一對互相嚙合的齒輪，主動齒輪(1)被動齒輪(5)。在高壓區(qū)，也就是在油泵出口B一邊齒輪1、5的頂園和殼體8的內(nèi)壁之間插裝了一個徑向密封塊(11)，在徑向密封塊(11)的中間開有壓力油通道，與油泵的出口B相通。在徑向密封塊(11)的背面，開有園形的背壓室用密封圈14和擋圈13密封。油泵工作時，齒輪按圖1所示的方向旋轉(zhuǎn)，油液徑齒凹被帶入徑向密封塊11的二段園弧與齒輪付1、5間的密封區(qū)，并過渡到高壓區(qū)在齒輪的擠壓下，經(jīng)11的中間通道，從油泵的出口B排出。由圖1可以看出，油泵的高壓區(qū)被縮小在P區(qū)一個很小的空間里。殼體8的內(nèi)腔與進口A相通，故殼體處在低壓下。
軸承2共四只，被分別裝在前蓋9和后蓋7上，殼體8、前蓋9、后蓋7用螺栓10聯(lián)在一起，如附圖2所示。主動齒輪軸和被動齒輪軸在軸承中能自由轉(zhuǎn)動。軸承2上裝著墊板3，墊板3上又裝有軸套4。側(cè)板6裝在軸套4上，其形狀是8字形，外園弧與徑向密封塊11上的二段園弧相配。側(cè)板中部有通道C與高壓區(qū)相通，引高壓油到側(cè)板3的背面，靠油壓把側(cè)板3緊靠在齒輪的端面，保持端面的密封。從圖3上可以看出，徑向密封塊11沿軸向的寬度與齒輪付1、5的寬度加二塊側(cè)板6的厚度相等如圖3所示。因此徑向密封塊11上的背壓室，在油壓作用下，產(chǎn)生徑向補償力，除能克服因高壓區(qū)的油壓而引起的徑向分離力外，還能保持徑向密封塊11緊靠在前、后側(cè)板6的8字形的外園弧上，起限位作用和有載時的徑向密封。在空載時彈簧12保持徑向密封。
二、在圖4、圖5、圖6上給出了軸套式齒輪泵的結(jié)構(gòu)圖。殼體24中部內(nèi)腔是園弧形，內(nèi)裝一對齒輪付27、28。在油泵出口B的一邊，齒輪27、28的頂園和殼體24的內(nèi)壁間安裝了徑向密封塊29，在29的中央有通道與殼體24出口B相通。在徑向密封塊29的背面，開有園形的背壓室，并用密封圈31、擋圈32密封。油泵工作時，齒輪按圖4所示方向旋轉(zhuǎn)，油液徑齒凹被帶入徑向密封塊29的二段園弧與齒輪27、28間的密封區(qū)，再過渡到高壓區(qū)，在齒輪的擠壓下經(jīng)29的中央通道，從油泵出口B排出。油泵的高壓區(qū)縮小到P區(qū)的一個很小的空間里，如圖4所示。殼體24的內(nèi)腔與進口A相通，故殼體處在低壓下。
圖7、圖8上明顯地看到殼體24的內(nèi)腔在二端是呈8字形，在中部則為園弧形并帶有進出口。從圖5上看出，在殼體24的內(nèi)腔兩端共裝了四只軸套25、軸套內(nèi)裝有軸承26，齒輪軸在軸承內(nèi)能自由轉(zhuǎn)動。前蓋21、后蓋23用螺栓30固定在殼體24的兩端。側(cè)板22裝在軸承26的凸出處，其形狀是8字形，外園弧與徑向密封塊29上的二段園弧相配。側(cè)板22的中部有通道C與高壓區(qū)相通，引高壓油到側(cè)板22的背面，推動側(cè)板22緊靠齒輪的端面，保持端面密封。
圖6上看出，徑向密封塊29沿軸向的寬度要大于齒輪加兩側(cè)側(cè)板厚度之和。徑向密封塊29上的背壓室，在油壓作用下，產(chǎn)生徑向補償力，除克服因高壓區(qū)的油壓而引起的徑向分離力外，還能保持徑向密封塊29緊靠在前、后側(cè)板22的8字形的外園弧上，起限位作用，也保持油泵有載時的徑向密封。彈簧33在空載時保持徑向密封。
綜上所述，在外嚙合齒輪泵上采用徑向密封塊(11或29)，依靠油壓使其緊靠在側(cè)板上(6或22)，利用側(cè)板起限位作用。油泵在開始旋轉(zhuǎn)時，齒輪付1和5(或27和28)的齒頂和密封塊(11或29)相配合的二段園弧上進行掃削，直到徑向密封塊(11或29)靠緊到側(cè)板(6或22)上。有了限位，掃削過程停止，這時在徑向取得最佳的密封。徑向密封塊11和軸套4隨油壓的大小產(chǎn)生撓性的變形，這種變形能夠起到微量的徑向補償作用。裝在軸套式齒輪泵中的徑向密封塊29的撓性變形也起到這種作用。
徑向密封塊由于受力不平衡而發(fā)生異常磨損問題，在有了側(cè)板的限位之后也得到了解決。也就是說，徑向補償力大于徑向分離力時，其差值將由側(cè)板承受，從而保持了徑向密封塊的平衡。
上面均按照泵的工況敘述的，如果從出口B處輸入壓力油，在輸出軸上即可獲得扭矩，從而使齒輪泵的工況變成了馬達的工況。若按中心對稱地加裝二個徑向密封塊，就成為可正、反向旋轉(zhuǎn)的齒輪馬達。
齒輪泵被認為液壓傳動的心臟，齒輪泵的壽命至關(guān)重要。一般地講，齒輪泵的使用壽命主要取決于軸承，而軸承的壽命由軸承所承受的負荷決定，軸承負荷的大小又由齒輪軸上的徑向力決定。本徑向浮動式齒輪泵，由于擴大了低壓區(qū)，將高壓區(qū)僅縮小在一個很小的區(qū)間內(nèi)，這樣由液壓作用引起的齒輪軸上的徑向力將大幅度下降，齒輪泵的壽命可以大幅度提高。又因徑向和軸向都實現(xiàn)了液壓浮動補償，軸向和徑向的密封得到保證，因此可以提高泵的壓力，也提高了泵的效率。這就構(gòu)成了本徑向補償式齒輪泵具有高壓力、高效率、壽命長的特點。作為齒輪馬達同樣具有上述特點。
在本發(fā)明說明書中共采用如下幾幅附圖圖1分片式徑向浮動補償齒輪泵的結(jié)構(gòu)圖。
圖2上述泵的縱向剖視。
圖3上述泵的局部剖視。
圖4軸套式徑向浮動補償式齒輪泵的結(jié)構(gòu)圖。
圖5上述泵的縱向剖視。
圖6上述泵的局部剖視。
圖7上述泵的殼體縱向剖視。
圖8上述泵的殼體橫向剖視。
本發(fā)明已開始在生產(chǎn)中應用，其主要性能規(guī)格見下表
表中壓力值給出的是范圍，是隨排量大小不同而不同的，型號是泵的型號，馬達型號則是CMZ2、CMZ4。
權(quán)利要求
1.一種外嚙合齒輪泵，其特征是在P高壓區(qū)內(nèi)，在殼體8和齒輪付1、5之間加裝一個徑向密封塊11，在齒輪付的二個端面都裝有側(cè)板6和軸套4。借助于油壓，浮動式的徑向密封塊11緊壓在齒輪付1、5和兩側(cè)板上，通過徑向密封塊11和軸套4的微量撓性變形，構(gòu)成一個徑向浮動補償?shù)难b置。
2.按照權(quán)利要求
1所述，徑向密封塊11有兩段園弧段，它們和齒輪付的外形一致。
3.按照權(quán)利要求
1、2所述，徑向密封塊11由鋁合金制成。
4.按照權(quán)利要求
1所述，側(cè)板6具有和齒輪付1、5一樣的8字外形，并和徑向密封塊11上的兩段園弧段相吻合。
5.按照權(quán)利要求
1所述的徑向浮動補償式齒輪泵，從出口B處通入高壓油，則變成一個徑向浮動補償式齒輪馬達。
6.按照權(quán)利要求
1、5所述，按中心對稱安裝兩個徑向密封塊11，可構(gòu)成正、反方向旋轉(zhuǎn)的齒輪馬達。
7.一種外嚙合齒輪泵，其特征是在P高壓區(qū)內(nèi)，在殼體24和齒輪付27、28之間加裝一個徑向密封塊29、在齒輪付二個端面都裝有側(cè)板22。借助油壓，浮動式的徑向密封塊29緊壓在齒輪付27、28和兩側(cè)板上，通過徑向密封塊29的微量的撓性變形，構(gòu)成一個徑向浮動補償?shù)难b置。
8.按照權(quán)利要求
7所述，徑向密封塊29有兩段園弧段，它們和齒輪付27、28的外形一致。
9.按照權(quán)利要求
7、8所述，徑向密封塊29由鋁合金制成。
10.按照權(quán)利要求
7所述，側(cè)板22具有齒輪付27、28的8字外形，并和徑向密封塊29的兩段園弧段吻合。
11.按照權(quán)利要求
7所述的徑向浮動補償式齒輪泵，從出口B處通入高壓油，則構(gòu)成一個徑向浮動補償式齒輪馬達。
12.按照權(quán)利要求
7、11所述，按中心對稱安裝兩個徑向密封塊29，構(gòu)成正、反向旋轉(zhuǎn)的齒輪馬達。
專利摘要
徑向浮動式齒輪泵是一種外嚙合齒輪泵的新結(jié)構(gòu)。在外嚙合的齒輪泵上插裝一個徑向密封塊，依靠油壓，徑向密封塊緊壓在側(cè)板6和齒輪副的外圓上，依靠側(cè)板的限位作用，徑向密封塊和軸套產(chǎn)生微量撓性變形補償裝置，至使泵獲得最佳的徑向密封。
文檔編號F04C2/00GK85100742SQ85100742
公開日1987年1月17日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者程安強 申請人:濟南液壓泵廠, 機械工業(yè)部天津工程機械研究所, 山東益都液壓件廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan