專利名稱：一種高壓齒輪泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明涉及液壓動力裝置，具體涉及一種高壓齒輪泵。
背景技術(shù)：
液壓齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡單、轉(zhuǎn)速范圍寬、耐污染力強、適應(yīng)范圍廣、性價比高的優(yōu)點，是目前在各類液壓機械中應(yīng)用范圍最廣、用量最大的液壓動力元件。液壓齒輪泵是在密閉容腔內(nèi)通過一對齒輪嚙合區(qū)容積的變化作用將機械能轉(zhuǎn)換為液壓能，驅(qū)動液壓執(zhí)行元件作功的液壓動力元件。廣泛適用于各類工程機械、鐵路機械、公路機械、建筑機械、礦山機械、能源機械、環(huán)衛(wèi)機械、船舶機械、軍工機械等。目前用于25Mpa工作壓力的高壓齒輪泵產(chǎn)品極少，雖經(jīng)不斷改進，仍存在以下缺陷
I.齒輪泵許用壓力普遍< 20-25Mpa，功率密度相對較低，造成執(zhí)行機構(gòu)體積增大。2.噪音大，現(xiàn)有齒輪泵工作時噪音一般都大于80dB，高壓區(qū)壓力振擺彡1.5Mpa，容易形成系統(tǒng)共振現(xiàn)象，造成系統(tǒng)可靠性下降，并污染空間環(huán)境。3.目前國內(nèi)采用的齒輪泵減輕軸承負荷的辦法，如CBZ系列高壓齒輪泵(工作壓力< 25Mpa)在低壓區(qū)齒頂處采用徑向補償塊來平衡高壓區(qū)推力，以減輕軸承負荷，由于采用機械推力的作用使徑向補償塊磨損特別嚴重，既增加油液污染物，也難以保證壽命期內(nèi)的可靠性。4.通過加大齒輪軸徑和長度，增大軸承受力面積，以降低受力面的許用負荷。但造成泵體徑向尺寸加大，軸向受力增加，不能滿足小排量的結(jié)構(gòu)需求和高壓力下的強度要求。5.齒輪兩端用于密封的側(cè)板的高低壓腔很難做到壓力平衡，造成高壓側(cè)單邊嚴重磨損，使得軸向密封能力降低乃至失效。7.側(cè)板密封及聚四氟擋圈在高壓帶來的高溫下短期內(nèi)變形或部分融化，造成密封失效。8.在現(xiàn)有同類高壓齒輪泵設(shè)計中，大多采用內(nèi)孔有聚四乙氟與青銅粉末混合涂層的滑動軸承(簡稱DU軸承)，液壓油是通過側(cè)板低壓區(qū)一側(cè)與齒輪接觸面上所加工的流道槽從齒輪軸徑周邊進入去潤滑DU軸承的，屬于低壓潤滑狀態(tài)。由于齒輪在受壓狀態(tài)下位于出油通道高壓腔一側(cè)的壓力油將齒輪推向進油通道的低壓腔一側(cè)，輸出壓力越高則推力越大，齒輪軸徑作用在軸承低壓側(cè)的受力值就越大。齒輪軸徑與DU軸承低壓側(cè)內(nèi)壁緊貼在一起，潤滑油液愈加無法進入受力工作區(qū)，由于DU軸承自潤滑能力有限，因此在高壓作用下DU軸承的受力極值一旦超過了其承受能力即造成軸承損壞失效，并造成齒輪齒頂處與中泵體之間的掃鏜切削量增大到O. 05mm以上，由此產(chǎn)生的較多鐵屑和齒頂毛刺又進一步損壞相關(guān)運動構(gòu)件。因此現(xiàn)有軸承受力狀況難以改善是齒輪泵壓力難以提高的重要因素之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種一種高壓齒輪泵，其工作壓力較高、噪音較低；能改善齒輪軸及軸承的受力狀況，延長使用壽命。本發(fā)明所述的一種高壓齒輪泵，包括中泵體、前蓋和后蓋，所述前蓋和后蓋分別連接在中泵體的兩端面上，在中泵體上分別設(shè)有進油通道和出油通道，在該中泵體內(nèi)設(shè)有軸套、主動齒輪軸和被動齒輪軸，主動齒輪軸上的主動齒輪與被動齒輪軸上的被動齒輪嚙合；在中泵體內(nèi)設(shè)有兩塊用于封堵齒輪端面的“8”字型側(cè)板，所述兩塊 側(cè)板分別位于主動齒輪和被動齒輪的左、右兩端面，并套在主動齒輪軸和被動齒輪軸上；所述主動齒輪軸和被動齒輪軸通過DU軸承安裝在軸套內(nèi)，在所述側(cè)板的與軸套抵觸的側(cè)面上設(shè)有高溫密封件和擋圈；在前蓋的主動齒輪軸孔內(nèi)設(shè)有彈簧卡圈和自緊油封；在主動齒輪和被動齒輪的左、右兩端的軸套上均開設(shè)有聯(lián)通出油高壓側(cè)的主進油道以及與該主進油道聯(lián)通的兩條分流油道，所述兩條分流油道分別通向主動齒輪軸與被動齒輪軸上的DU軸承；在主動齒輪軸與被動齒輪軸上的DU軸承的低壓區(qū)域上均開設(shè)有至少一條子油路，該子油路與對應(yīng)的分流油道聯(lián)通，使出油高壓側(cè)油液從低壓區(qū)域流進DU軸承內(nèi)表面；所述DU軸承為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括外圈的鋼制基體，所述的子油路由鋼制基體上的毛細油路和貫穿DU軸承壁厚的小孔流道構(gòu)成；在前蓋和后蓋均設(shè)有泄油道，改泄油道與進油通道連通，使流進DU軸承低壓區(qū)域的油液流回進油通道。在所述主動齒輪軸上的DU軸承上和被動齒輪軸上的DU軸承上分別設(shè)有四條子油路，所述四條子油路構(gòu)成一矩形壓力區(qū)，所述子油路的四條小孔流道位于該矩形壓力區(qū)的四個角。為改善高壓油液對高溫密封件的沖擊，所述側(cè)板上的高溫密封件為氟橡膠材料制成。所述側(cè)板上的擋圈為銅合金成形件。為提高側(cè)板的耐磨度，以減小摩擦系數(shù)，在所述側(cè)板的燒結(jié)銅粉的表面噴涂有硬質(zhì)耐磨涂層。在所述側(cè)板的兩端弧頂處分別各設(shè)有側(cè)板流道，以釋放不平衡液壓力。在前蓋、中泵體和后蓋上設(shè)有相互對應(yīng)的八個公共連接孔，用帶彈簧墊圈的螺釘通過所述公共連接孔將前蓋、中泵體和后蓋連接為一體。為保證密封性能，在前蓋與中泵體之間、以及后蓋與中泵體之間均設(shè)有泵體密封件。所述前蓋、后蓋和中泵體采用QT550牌號球墨鑄鐵制成，以提升齒輪泵的結(jié)構(gòu)強度。本發(fā)明的有益效果在于
I.通常情況下軸承的壽命決定了齒輪泵的壽命，因此本發(fā)明通過在DU型滑動軸承的低壓側(cè)通過合理選擇的流道從高壓區(qū)引入小流量的高壓油液，在齒輪軸徑低壓側(cè)受力區(qū)域形成一定面積的高壓區(qū)而形成單側(cè)DU型靜壓軸承。當(dāng)齒輪軸徑被高壓側(cè)推向低壓側(cè)時，被DU型靜壓軸承的低壓側(cè)受力中心區(qū)引入的高壓油液形成的高壓區(qū)域所平衡，減小齒輪軸向低壓側(cè)偏移理論中心的距離，減小軸承內(nèi)表面所承受的受力負荷，并使泵體的掃鏜切削量減小，因此一方面使得本齒輪泵的工作壓力顯著提高，公稱壓力可達32Mpa。另一方面，使得本齒輪泵的工作噪音降至72db以下。同時由于在軸套內(nèi)引入了壓力油液，使DU軸承得以強制潤滑，摩擦系數(shù)和發(fā)熱大幅降低，改善了軸承受力狀況，顯著延長了軸承的使用壽命。
2.通過在側(cè)板的兩端弧頂處分別各設(shè)置的側(cè)板流道，釋放不平衡液壓力，減輕了側(cè)板與齒輪端面的接觸應(yīng)力，避免了單邊嚴重磨損的問題。3.通過在側(cè)板噴涂耐磨層，減小了齒輪端面與側(cè)板間的摩擦系數(shù)，減小了軸向泄漏量和摩擦力，側(cè)板耐用度顯著提高。4.將高溫密封件改為氟橡膠材料、擋圈改為銅合金成形件，延長了側(cè)板的密封性能和使用壽命。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明的外形 圖3是圖2的A向視 圖4是圖I的A-A剖視 圖5是圖4的局部示意 圖6是圖5的C-C剖視 圖7是圖I的B-B剖視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細闡述
如圖I至圖7所示,該高壓齒輪泵,包括中泵體I、前蓋2和后蓋3,在前蓋2、中泵體I和后蓋3上設(shè)有相互對應(yīng)的八個公共連接孔，在中泵體I與前蓋2間設(shè)有用于定位的銷軸 25，用帶彈簧墊圈21的螺釘22通過所述公共連接孔將前蓋、中泵體和后蓋連接為一體，在前蓋2與中泵體I之間、以及后蓋3與中泵體I之間均設(shè)有泵體密封件23，所述前蓋2、后蓋3和中泵體I采用QT550牌號球墨鑄鐵制成。在中泵體I上分別設(shè)有進油通道6和出油通道7，在該中泵體內(nèi)設(shè)有軸套8、主動齒輪軸4和被動齒輪軸5，主動齒輪軸上的主動齒輪與被動齒輪軸上的被動齒輪嚙合，主動齒輪軸上設(shè)有平鍵24 ;在中泵體I內(nèi)設(shè)有兩塊用于封堵齒輪端面的“8”字型側(cè)板10，所述兩塊側(cè)板分別位于主動齒輪和被動齒輪的左、右兩端面，并套在主動齒輪軸4和被動齒輪軸5上，在側(cè)板10的燒結(jié)銅粉的表面噴涂有硬質(zhì)耐磨涂層，在側(cè)板10的兩端弧頂處分別各設(shè)有側(cè)板流道20 ;所述主動齒輪軸4和被動齒輪軸5通過DU軸承9安裝在軸套8內(nèi)，在所述側(cè)板的與軸套抵觸的側(cè)面上設(shè)有氟橡膠材料制成的高溫密封件11和擋圈12，擋圈12為銅合金成形件。在前蓋2的主動齒輪軸孔內(nèi)設(shè)有彈簧卡圈13和兩只平面緊貼、唇邊向外的自緊油封14 ;在主動齒輪和被動齒輪的左、右兩端的軸套8上均開設(shè)有連通出油高壓側(cè)的主進油道15以及與該主進油道連通的兩條分流油道16，所述兩條分流油道16分別通向主動齒輪軸與被動齒輪軸上的DU軸承；在主動齒輪軸與被動齒輪軸上的DU軸承的低壓區(qū)域上均開設(shè)有四條子油路，該子油路與對應(yīng)的分流油道連通，使出油高壓側(cè)油液從低壓區(qū)域流進DU軸承9內(nèi)表面；所述DU軸承9為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括外圈的鋼制基體，所述的子油路由鋼制基體上的毛細油路17和貫穿DU軸承壁厚的小孔流道18構(gòu)成；所述四條子油路構(gòu)成一矩形壓力區(qū)，子油路的四條小孔流道18位于該矩形壓力區(qū)的四個角。在前蓋和后蓋均設(shè)有泄油道19，該泄油道19與進油通道6連通，使流進DU軸承9低壓區(qū)域的油液流回進油通道。
上述齒輪泵的工作原理是在中泵體I的空腔內(nèi)裝入主動齒輪軸4、被動齒輪軸5，并且在齒輪的兩端面分別裝入側(cè)板10后就構(gòu)成了一個密閉空間。當(dāng)原動機驅(qū)動主動齒輪軸4上的主動齒輪帶動與之嚙合的同模數(shù)、同齒寬的被動齒輪向外周運轉(zhuǎn)時，進油通道6 —側(cè)的齒輪齒形嚙合處逐步開啟至脫離嚙合，此時齒形嚙合處的容腔由小變大，在密閉的容腔里產(chǎn)生了局部真空，油箱內(nèi)的油液在大氣壓的作用下經(jīng)密封管路從中泵體I的進油通道6進入泵體容腔內(nèi)，充滿油液的齒槽經(jīng)齒輪轉(zhuǎn)動進入中泵體I的出油通道7 —側(cè)的容腔處，此時帶來油液的齒槽在旋轉(zhuǎn)中又重新進入齒形嚙合狀態(tài)，使出油通道7齒形嚙合處的容腔由大變小，由于液壓油具有不可壓縮性，因此經(jīng)齒槽帶來的同容積的油液被強制排出，經(jīng)出油通道7后連接的管路及控制閥操控去推動執(zhí)行元件作功，實現(xiàn)將機械能轉(zhuǎn)化為液壓能作功的全過程；當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)至進油通道6—側(cè)時，齒形嚙合處又逐步開啟至脫離嚙合產(chǎn)生真空而吸油，由此不斷地循環(huán)運轉(zhuǎn)，經(jīng)齒輪泵產(chǎn)生的壓力油就源源不斷地經(jīng)出油通道31輸出作功。同時，上述齒輪軸在保留現(xiàn)有DU軸承原有功能的情況下，將高壓側(cè)的液壓油經(jīng)軸套8從主進油道15、分流油道16分別與主動齒輪軸和被動齒輪軸上的DU軸承9低壓側(cè)外圈鋼制基體上加工的毛細流道17溝通，分別從貫通DU軸承壁厚的四條小孔流道18輸入小流量的壓力油液，在主動齒輪軸徑和被動齒輪軸徑的低壓側(cè)構(gòu)成矩形面積的壓力區(qū)。在齒輪 軸徑被高壓側(cè)推向低壓側(cè)時，被DU軸承的低壓側(cè)引入的高壓油液形成的壓力區(qū)域所平衡，減小齒輪向低壓側(cè)偏移理論中心的距離，實現(xiàn)了 DU軸承單側(cè)靜壓的目的。當(dāng)齒寬增加時，齒輪軸徑與DU軸承受力值將增大,此時可在四條子油路上適當(dāng)增加小孔流道來增大徑向平衡力。
權(quán)利要求
1.一種高壓齒輪泵,包括中泵體(I)、前蓋(2)和后蓋(3),所述前蓋和后蓋分別連接在中泵體的兩端面上，在中泵體上分別設(shè)有進油通道(6)和出油通道(7)，在該中泵體內(nèi)設(shè)有軸套(8 )、主動齒輪軸(4)和被動齒輪軸(5 )，主動齒輪軸上的主動齒輪與被動齒輪軸上的被動齒輪嚙合；在中泵體內(nèi)設(shè)有兩塊用于封堵齒輪端面的“8”字型的側(cè)板(10)，所述兩塊側(cè)板分別位于主動齒輪和被動齒輪的左、右兩端面，并套在主動齒輪軸(4)和被動齒輪軸(5 )上；所述主動齒輪軸(4)和被動齒輪軸(5 )通過DU軸承(9 )安裝在軸套(8 )內(nèi)，在所述側(cè)板的與軸套抵觸的側(cè)面上設(shè)有高溫密封件(11)和擋圈(12);在前蓋(2)的主動齒輪軸孔內(nèi)設(shè)有彈簧卡圈(13 )和自緊油封(14 );其特征是在主動齒輪和被動齒輪的左、右兩端的軸套(8)上均開設(shè)有連通出油高壓側(cè)的主進油道(15)以及與該主進油道連通的兩條分流油道(16)，所述兩條分流油道分別通向主動齒輪軸與被動齒輪軸上的DU軸承；在主動齒輪軸與被動齒輪軸上的DU軸承的低壓區(qū)域上均開設(shè)有至少一條子油路，該子油路與對應(yīng)的分流油道連通，使出油高壓側(cè)油液從低壓區(qū)域流進DU軸承內(nèi)表面；所述DU軸承為多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括外圈的鋼制基體，所述的子油路由鋼制基體上的毛細油路(17)和貫穿DU軸承壁厚的小孔流道(18)構(gòu)成；在前蓋和后蓋均設(shè)有泄油道(19)，該泄油道與進油通道(6)連通，使流進DU軸承(9)低壓區(qū)域的油液流回進油通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓齒輪泵，其特征是在所述主動齒輪軸(4)上的DU軸承(9)上和被動齒輪軸(5)上的DU軸承(9)上分別設(shè)有四條子油路，所述四條子油路構(gòu)成一矩形壓力區(qū)，所述子油路的四條小孔流道(18)位于該矩形壓力區(qū)的四個角。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高壓齒輪泵，其特征是所述側(cè)板(10)上的高溫密封件(11)為氟橡膠材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高壓齒輪泵，其特征是所述側(cè)板(10)上的擋圈(12)為銅合金成型件。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高壓齒輪泵，其特征是在所述側(cè)板(10)的燒結(jié)銅粉的表面噴涂有硬質(zhì)耐磨涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高壓齒輪泵，其特征是在所述側(cè)板(10)的兩端弧頂處分別各設(shè)有側(cè)板流道(20 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高壓齒輪泵，其特征是在所述前蓋(2)、中泵體(I)和后蓋(3)上設(shè)有相互對應(yīng)的八個公共連接孔，用帶彈簧墊圈(21)的螺釘(22)通過所述公共連接孔將前蓋、中泵體和后蓋連接為一體。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高壓齒輪泵，其特征是在前蓋(2)與中泵體(I)之間、以及后蓋(3)與中泵體(I)之間均設(shè)有泵體密封件(23)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的高壓齒輪泵，其特征是所述前蓋(2)、后蓋(3)和中泵體(I)采用QT550牌號球墨鑄鐵制成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高壓齒輪泵，包括中泵體、前蓋和后蓋，在該中泵體內(nèi)設(shè)有軸套、主動齒輪軸和被動齒輪軸，主動齒輪軸和被動齒輪軸通過DU軸承安裝在軸套內(nèi)，在用于封堵齒輪端面的側(cè)板上設(shè)有高溫密封件和擋圈，在軸套上開設(shè)有連通出油高壓側(cè)的主進油道以及兩條分流油道，分流油道分別通向主動齒輪軸與被動齒輪軸上的DU軸承，在DU軸承的低壓區(qū)域上開設(shè)有子油路，子油路與對應(yīng)的分流油道連通。本齒輪泵具有結(jié)構(gòu)精密、工藝性好、壓力高、排量范圍寬、低噪音、性價比高、使用壽命長、適用范圍廣的優(yōu)點。能在無需變量的工況中取代價格高、抗污染力差、體積較大的柱塞泵，可廣泛適用于各類機械設(shè)備。
文檔編號F04C2/18GK102927002SQ201210510888
公開日2013年2月13日 申請日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者楊德貴, 陳啟松, 徐光德 申請人:瀘州眾大科技液壓件有限公司