專利名稱：一種高壓齒輪泵的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及液壓動力裝置，具體涉及一種高壓齒輪泵。
背景技術：
液壓齒輪泵具有結構簡單、轉速范圍寬、耐污染力強、適應范圍廣、性價比高的優點，是目前在各類液壓機械中應用范圍最廣、用量最大的液壓動力元件。液壓齒輪泵是在密閉容腔內通過一對齒輪嚙合區容積的變化作用將機械能轉換為液壓能，驅動液壓執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、環衛機械、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品極少，雖經不斷改進，仍存在以下缺陷:1.齒輪泵許用壓力普遍< 20_25Mpa，功率密度相對較低，造成執行機構體積增大。2.噪音大，現有齒輪泵工作時噪音一般都大于80dB，高壓區壓力振擺彡1.5Mpa，容易形成系統共振現象，造成系統可靠性下降，并污染空間環境。3.目前國內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)在低壓區齒頂處采用徑向補償塊來平衡高壓區推力，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構需求和高壓力下的強度要求。5.齒輪兩端用于密封的側板的高低壓腔很難做到壓力平衡，造成高壓側單邊嚴重磨損，使得軸向密封能力降低乃至失效。7.側板密封及聚四氟擋圈在高壓帶來的高溫下短期內變形或部分融化，造成密封失效。8.在現有同類高壓齒輪泵設計中，大多采用內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)，液壓油是通過側板低壓區一側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。由于齒輪在受壓狀態下位于出油通道高壓腔一側的壓力油將齒輪推向進油通道的低壓腔一側，輸出壓力越高則推力越大，齒輪軸徑作用在軸承低壓側的受力值就越大。齒輪軸徑與DU軸承低壓側內壁緊貼在一起，潤滑油液愈加無法進入受力工作區，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0.05mm以上，由此產生的較多鐵屑和齒頂毛刺又進一步損壞相關運動構件。因此現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。
發明內容[0011]本實用新型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。本實用新型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，在中泵體上分別設有進油通道和出油通道，在該中泵體內設有軸套、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；在中泵體內設有兩塊用于封堵齒輪端面的“8”字型側板，所述兩塊側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，在所述側板的與軸套抵觸的側面上設有高溫密封件和擋圈；在前蓋的主動齒輪軸孔內設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有聯通出油高壓側的主進油道以及與該主進油道聯通的兩條分流油道，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軸承的低壓區域上均開設有至少一條子油路，該子油路與對應的分流油道聯通，使出油高壓側油液從低壓區域流進DU軸承內表面；所述DU軸承為多層復合結構，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成；在前蓋和后蓋均設有泄油道，改泄油道與進油通道連通，使流進DU軸承低壓區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軸承上分別設有四條子油路，所述四條子油路構成一矩形壓力區，所述子油路的四條小孔流道位于該矩形壓力區的四個角。為改善高壓油液對高溫密封件的沖擊，所述側板上的高溫密封件為氟橡膠材料制成。所述側板上的擋圈為銅合金成型件。為提高側板的耐磨度，以減小摩擦系數，在所述側板的燒結銅粉的表面噴涂有硬質耐磨涂層。在所述側板的兩端弧頂處分別各設有側板流道，以釋放不平衡液壓力。在前蓋、中泵體和后蓋上設有相互對應的八個公共連接孔，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，以提升齒輪泵的結構強度。本實用新型的有益效果在于:1.通常情況下軸承的壽命決定了齒輪泵的壽命，因此本實用新型通過在DU型滑動軸承的低壓側通過合理選擇的流道從高壓區引入小流量的高壓油液，在齒輪軸徑低壓側受力區域形成一定面積的高壓區而形成單側DU型靜壓軸承。當齒輪軸徑被高壓側推向低壓側時，被DU型靜壓軸承的低壓側受力中心區引入的高壓油液形成的高壓區域所平衡，減小齒輪軸向低壓側偏移理論中心的距離，減小軸承內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。同時由于在軸套內引入了壓力油液，使DU軸承得以強制潤滑，摩擦系數和發熱大幅降低，改善了軸承受力狀況，顯著延長了軸承的使用壽命。2.通過在側板的兩端弧頂處分別各設置的側板流道，釋放不平衡液壓力，減輕了側板與齒輪端面的接觸應力，避免了單邊嚴重磨損的問題。3.通過在側板噴涂耐磨層，減小了齒輪端面與側板間的摩擦系數，減小了軸向泄漏量和摩擦力，側板耐用度顯著提高。4.將高溫密封件改為氟橡膠材料、擋圈改為銅合金成型件，延長了側板的密封性能和使用壽命。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是本實用新型的外形圖；圖3是圖2的A向視圖；圖4是圖1的A-A剖視圖；圖5是圖4的局部示意圖；圖6是圖5的C-C剖視圖；圖7是圖1的B-B剖視圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細闡述:如圖1至圖7所示,該高壓齒輪泵,包括中泵體1、前蓋2和后蓋3,在前蓋2、中泵體I和后蓋3上設有相互對應的八個公共連接孔，在中泵體I與前蓋2間設有用于定位的銷軸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上分別設有進油通道6和出油通道7，在該中泵體內設有軸套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，主動齒輪軸上設有平鍵24 ;在中泵體I內設有兩塊用于封堵齒輪端面的“8”字型側板10，所述兩塊側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，在側板10的燒結銅粉的表面噴涂有硬質耐磨涂層，在側板10的兩端弧頂處分別各設有側板流道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，在所述側板的與軸套抵觸的側面上設有氟橡膠材料制成的高溫密封件11和擋圈12，擋圈12為銅合金成型件。在前蓋2的主動齒輪軸孔內設有彈簧卡圈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上均開設有連通出油高壓側的主進油道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軸承的低壓區域上均開設有四條子油路，該子油路與對應的分流油道連通，使出油高壓側油液從低壓區域流進DU軸承9內表面；所述DU軸承9為多層復合結構，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構成；所述四條子油路構成一矩形壓力區，子油路的四條小孔流道18位于該矩形壓力區的四個角。在前蓋和后蓋均設有泄油道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板10后就構成了一個密閉空間。當原動機驅動主動齒輪軸4上的主動齒輪帶動與之嚙合的同模數、同齒寬的被動齒輪向外周運轉時，進油通道6 —側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，在密閉的容腔里產生了局部真空，油箱內的油液在大氣壓的作用下經密封管路從中泵體I的進油通道6進入泵體容腔內，充滿油液的齒槽經齒輪轉動進入中泵體I的出油通道7 —側的容腔處，此時帶來油液的齒槽在旋轉中又重新進入齒形嚙合狀態，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，因此經齒槽帶來的同容積的油液被強制排出，經出油通道7后連接的管路及控制閥操控去推動執行元件作功，實現將機械能轉化為液壓能作功的全過程；當齒輪旋轉至進油通道6 —側時，齒形嚙合處又逐步開啟至脫離嚙合產生真空而吸油，由此不斷地循環運轉，經齒輪泵產生的壓力油就源源不斷地經出油通道31輸出作功。同時，上述齒輪軸在保留現有DU軸承原有功能的情況下，將高壓側的液壓油經軸套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構成矩形面積的壓力區。在齒輪軸徑被高壓側推向低壓側時，被DU軸承的低壓側引入的高壓油液形成的壓力區域所平衡，減小齒輪向低壓側偏移理論中心的距離，實現了 DU軸承單側靜壓的目的。當齒寬增加時，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增加小孔流道來增大徑向平衡力。
權利要求1.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，在中泵體上分別設有進油通道(6)和出油通道(7)，在該中泵體內設有軸套(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；在中泵體內設有兩塊用于封堵齒輪端面的“8”字型的側板(10)，所述兩塊側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，在所述側板的與軸套抵觸的側面上設有高溫密封件(11)和擋圈(12);在前蓋(2)的主動齒輪軸孔內設有彈簧卡圈(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)上均開設有連通出油高壓側的主進油道(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軸承的低壓區域上均開設有至少一條子油路，該子油路與對應的分流油道連通，使出油高壓側油液從低壓區域流進DU軸承內表面；所述DU軸承為多層復合結構，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)構成；在前蓋和后蓋均設有泄油道(19)，該泄油道與進油通道(6)連通，使流進DU軸承(9)低壓區域的油液流回進油通道。
2.據權利要求1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)上分別設有四條子油路，所述四條子油路構成一矩形壓力區，所述子油路的四條小孔流道(18)位于該矩形壓力區的四個角。
3.據權利要求1或2所述的高壓齒輪泵，其特征是:所述側板(10)上的高溫密封件(11)為氟橡膠材料制成。
4.據權利要求1或2所述的高壓齒輪泵，其特征是:所述側板(10)上的擋圈(12)為銅合金成型件。
5.據權利要求1或2所述的高壓齒輪泵，其特征是:在所述側板(10)的燒結銅粉的表面噴涂有硬質耐磨涂層。
6.據權利要求1或2所述的高壓齒輪泵，其特征是:在所述側板(10)的兩端弧頂處分別各設有側板流道(20 )。
7.據權利要求1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)上設有相互對應的八個公共連接孔，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.據權利要求1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)之間均設有泵體密封件(23)。
9.據權利要求1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。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓齒輪泵，包括中泵體、前蓋和后蓋，在該中泵體內設有軸套、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，在用于封堵齒輪端面的側板上設有高溫密封件和擋圈，在軸套上開設有連通出油高壓側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軸承的低壓區域上開設有子油路，子油路與對應的分流油道連通。本齒輪泵具有結構精密、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備。
文檔編號F04C2/18GK202926612SQ201220657380
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者楊德貴, 陳啟松, 徐光德 申請人:瀘州眾大科技液壓件有限公司