一種高壓大排量齒輪泵非對稱浮動側板的制作方法
【專利摘要】一種用于高壓大排量齒輪泵的浮動側板，包括側板本體、設于側板本體反推面上的卸荷槽、過油孔、主動齒輪軸孔和從動齒輪軸孔以及設于浮動側板補償面的補償力凹槽，側板本體的反推面上還設有耳型高壓油槽，耳型高壓油槽包括以水平橫軸為中心非對稱設置的第一弧形槽與第二弧形槽，第一弧形槽設置在主動齒輪腔上，第二弧形槽設置在從動齒輪腔上，主從動齒輪腔上的兩組高壓油槽非對稱設計，可有效降低浮動側板關于水平X軸的傾覆力矩。第一弧形槽與第二弧形槽相連處的中心拐點與過油孔同心設置，且中心拐點與過油孔連通，同時，第一弧形槽與第二弧形槽的端部均位于的吸油腔一側，以將高壓區擴大到側板的低壓區一側，降低軸承所受徑向力。
【專利說明】一種高壓大排量齒輪泵非対稱浮動側板
【技術領域】
[0001]本發明屬于液壓【技術領域】，涉及ー種外嚙合齒輪泵部件，具體涉及ー種浮動側板。【背景技術】
[0002]齒輪泵因其具有結構簡単，體積小，重量輕、自吸能力強、對油液污染不敏感等優點，所以在液壓【技術領域】特別是工程機械行業具有廣泛應用。其作為液壓系統動カ元件，被廣泛應用于叉車、起重機、裝載機、推土機等工程機械的液壓系統中。目前，國內外主機廠(如裝載機、起重機、推土機、挖掘機等)對齒輪泵的排量、壓カ等級以及使用壽命要求越來越高。齒輪泵側板的嚴重磨損(燒側板問題)是影響其壽命的關鍵因素之一。
[0003]中部密封式齒輪泵在軸向密封上采用的是“8”字形側板的液壓浮動補償結構，SP全液壓浮動補償結構。這種全液壓浮動補償由于能夠對齒輪軸的撓性變形、材料的熱脹冷縮、零件的加工誤差、零件的磨損等進行補償，能使齒輪泵的軸向密封保持最佳狀態，較之固定間隙的齒輪泵和依靠材料變形來補償的ー種撓性補償齒輪泵具有先進性，是齒輪泵技術發展的方向之一。
[0004]雖然以全液壓浮動側板作為軸向密封的齒輪泵已定型生產多年，但是現有高壓大排量全液壓浮動側板齒輪泵普遍存在徑向壓カ難以平衡，側板局部壓カ突變過大，磨損及損壞嚴重等問題，這些情況嚴重制約了齒輪泵的性能。綜上所述，全液壓浮動補償側板的平衡問題，即“燒側板”問題，是齒輪泵行業的技術難關之一。因此須采用合理的浮動側板結構，解決高壓大排量齒輪泵燒側板問題，提高齒輪泵使用壽命。`
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種適用于高壓大排量齒輪泵的非対稱浮動側板結構，有效地減少浮動側板關X軸的傾覆力矩和降低軸承的徑向力，使側板兩端面的液壓油推力穩定，具有減輕側板磨損提高齒輪泵使用壽命的良好效果。
[0006]為達到上述目的，本發明的解決方案是:
[0007]—種用于高壓大排量齒輪泵的浮動側板，包括側板本體、設于所述側板本體反推面上的卸荷槽、過油孔、主動齒輪軸孔和從動齒輪軸孔以及設于所述浮動側板補償面的補償カ凹槽，所述側板本體的反推面上還設有耳型高壓油槽，所述耳型高壓油槽包括以水平橫軸為中心非対稱設置的第一弧形槽與第二弧形槽，所述第一弧形槽設置在主動齒輪腔上，所述第二弧形槽設置在從動齒輪腔上，所述第一弧形槽與所述第二弧形槽相連處的中心拐點與所述過油孔同心設置，且中心拐點與所述過油孔連通，所述第一弧形槽與所述第二弧形槽的端部均位于的吸油腔ー側，以將高壓區擴大到側板的低壓區ー側，降低軸承所受徑向力。
[0008]所述第一弧形槽的深度hi大于所述第二弧形槽的深度h2，所述第一弧形槽對應的圓心角角度a與所述第二弧形槽對應的圓心角角度a '的大小不同。
[0009]優選的，所述第一弧形槽的深度Ii1為0.8_~1.2_，所述第二弧形槽是深度1!2為0.6mm ?1.0mm0
[0010]優選的，所述第一弧形槽對應的圓心角角度a范圍為220°?235°，所述第二弧形槽對應的圓心角角度a '范圍為220°?230°。
[0011]第一弧形槽的寬度Id1為4.0mm?6.0mm ;所述第二弧形槽的寬度b2為4.0mm?D.0mnin
[0012]所述經過中心拐點與主動齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角P的角度為27.0° ;所述經過中心拐點與從動齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角P '的角度為27.0°。
[0013]所述補償力凹槽為耳形凹槽。
[0014]由于采用上述方案，本發明的有益效果是:
[0015]1.通過在側板密封面設置非対稱耳型高壓油槽，即第一弧形槽的深度hi大于第ニ弧形槽的深度h2，第一弧形槽對應的圓心角角度a與所述第二弧形槽對應的圓心角角度a '的大小不相同，有效降低了由于主從動齒輪軸所受徑向カ不同造成的主從動齒輪腔壓カ場分布不對稱而引起的浮動側板關于水平X軸的傾覆カ矩。
[0016]這樣可以使得側板反推力與補償カ作用點重合，避免側板產生傾覆カ矩，從而減少側板磨損。
[0017]2.齒輪泵出油腔高壓油通過在側板密封面的耳型高壓油槽將壓出腔擴大到吸油腔側，在齒輪泵工作過程中高低壓區之間保證2個齒起密封，有效降低了齒輪軸所受徑向力，提聞了軸承的使用壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明所示實施例中浮動側板反推面結構示意圖；
[0019]圖2為圖1所示實施例中高壓油槽的剖視圖；
[0020]圖3為圖1所示實施例中浮動側板補償面結構示意圖；
[0021]圖4為圖3所示實施例中補償カ凹槽的剖視圖；
[0022]圖5齒輪泵裝配示意圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖所示實施例對本發明作進ー步的說明。
[0024]如圖1至圖4所示，本發明公開了ー種用于高壓大排量齒輪泵的非対稱浮動側板，包括側板本體、設于側板本體反推面上的耳型高壓油槽、低壓卸荷槽3、過油孔4、主動齒輪軸孔和從動齒輪軸孔以及設于浮動側板補償面的補償カ凹槽5，耳型高壓油槽包括以橫軸為中心非對稱設置的第一弧形槽I與第二弧形槽2，其中，第一弧形槽I與第二弧形槽2均為高壓油槽，第一弧形槽I設置在主動齒輪腔處，第二弧形槽2設置在從動齒輪腔處，兩組弧形高壓油槽的深度以及對應的圓心角角度均不同，主從動齒輪腔上的兩組高壓油槽非對稱設計，可有效降低浮動側板關于水平X軸的傾覆カ矩。且第一弧形槽I與第二弧形槽2連接處的中心拐點與過油孔4同心設置，并與過油孔連通，第一弧形槽I與第二弧形槽2的端部均位于的吸油腔ー側，以將高壓區擴大到側板的低壓區ー側，降低軸承所受徑向力。
[0025]如圖5所示，在齒輪泵工作過程中，主動齒輪軸8承受的徑向力小于從動齒輪軸9承受的徑向力，進而主動齒輪軸8的徑向變形量小于從動齒輪軸9的徑向變形量，由此造成主動齒輪軸8的齒頂與泵體10的徑向間隙大于從動齒輪軸9的齒頂與泵體10的徑向間隙，所以齒輪泵工作過程中主從動齒輪腔壓力分布是非対稱的。本發明將浮動側板主從動齒輪腔的高壓油槽設計成非対稱結構，即第一弧形槽I的深度hi大于第二弧形槽2的深度h2，第一弧形槽I對應的圓心角角度a與所述第二弧形槽2對應的圓心角角度a '的大小也不相同，提高第一弧形槽I末端壓力，進而提高過渡區壓力，改善主從動齒輪腔壓力分布，降低浮動側板關于水平X軸的傾覆カ矩，使齒輪端面對側板的反推力與補償カ的作用線重合，避免浮動側板與齒輪端面之間由于應カ集中造成的油膜損壞，進而致使側板磨損嚴重的情況發生，提高了齒輪泵的使用壽命。
[0026]本實施例中，位于主動齒輪腔的第一弧形槽I對應的圓心角角度a范圍為220°?235°，第一弧形槽I深度hi的范圍為0.8mm?1.2mm，第一弧形槽I寬度bl的取值范圍為4.0mm?6.0mm ;位于從動齒輪腔的第二弧形槽2對應的圓心角角度a '范圍為220°?230°，第二弧形槽2深度h2的取值范圍為0.6mm?1.0mm，弧第二弧形槽2的寬度b2取值范圍為4.0mm?6.0mm0經過中心拐點與主齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角P的角度為27.0° ;經過中心拐點與從齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角@ '的角度為27.0°。
[0027]主動齒輪腔的第一弧形槽I對應的圓心角角度a范圍為220°?235°，從動齒輪腔的第二弧形槽2對應的圓心角角度a '范圍為220°?230°，第一弧形槽I的深度hi大于第二弧形槽2的深度h2，是為了擴大高壓區保證齒輪泵的兩齒密封結構，同時使齒輪腔高壓區反推力與側板補償カ的作用線重合。第一弧形槽I與第二弧形槽2的深度h1、h2及寬度bl、b2的具體尺寸的選擇可依據油槽通油面積與主從動齒輪高壓腔壓カ變化的相應關系確定。
[0028]同時，如圖1所示，第一弧形槽I與第二弧形槽2 二者的端部(即除連接處端點之外的另一端點)均位于的吸油腔ー側，以將高壓區擴大到側板的低壓區ー側，降低軸承所受徑向力。浮動側板反推面上未開第一弧形槽I與第二弧形槽2吋，齒輪泵出油ロ高壓腔到吸油ロ低壓腔之間壓カ基本成線性規律遞減。在側板反推面上開第一弧形槽I與第二弧形槽2后，出油腔高壓油通過第一弧形槽I與第二弧形槽2將出油腔高壓油擴大到第一弧形槽I與第二弧形槽2末端的吸油腔ー側，擴大齒輪泵高壓區。工作過程中只有兩個齒起密封作用，減少軸承以及齒輪軸所受的徑向力。
[0029]如圖5所示，出油腔的高壓油由過油孔4引入到側板補償面ー側，油液進入到該壓力補償面后由耳型密封圈7、耳型擋片8和側板補償カ凹槽5形成的封閉油腔產生液壓カ即補償力，將側板壓緊在齒輪端面。側板所受補償力主要由高壓油產生的液壓カ和耳形擋片8與密封圈7的預緊カ兩部分組成，所受反推力是由齒輪端面間隙中的液壓油產生的作用カ組成。側板在反推力與補償カ合力的作用下，使得側板被壓緊在齒輪端面，確保齒輪泵的軸向密封始終保持最佳狀態。
[0030]本發明所示的一種用于高壓大排量齒輪泵的非対稱浮動側板結構，浮動側板采用在側板密封面開非對稱耳型高壓油槽的結構，主動齒輪腔上的第一弧形槽I對應的圓心角角度a范圍為220°?235°，從動齒輪腔的第二弧形槽2對應的圓心角角度a '范圍為220°?230°，將高壓區擴大到側板的低壓區ー側，降低軸承所受徑向力；并通過將主從齒輪側高壓油槽加工成不同深度h1、h2，減少浮動側板關于X軸的傾覆カ矩。通過對浮動側板結構改迸，減少浮動側板關于X軸的傾覆カ矩，平衡側板兩端浮動壓力，使得該系列齒輪泵在使用過程中，減少浮動側板磨損，提高了齒輪泵的使用壽命。
[0031]上述的對實施例的描述是為便于該【技術領域】的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的掲示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于高壓大排量齒輪泵的浮動側板，包括側板本體、設于所述側板本體反推面上的卸荷槽、過油孔、主動齒輪軸孔和從動齒輪軸孔以及設于所述浮動側板補償面的補償カ凹槽，其特征在干:所述側板本體的反推面上還設有耳型高壓油槽，所述耳型高壓油槽包括以水平橫軸為中心非対稱設置的第一弧形槽與第二弧形槽，所述第一弧形槽設置在主動齒輪腔上，所述第二弧形槽設置在從動齒輪腔上，所述第一弧形槽與所述第二弧形槽相連處的中心拐點與所述過油孔同心設置，且中心拐點與所述過油孔連通，所述第一弧形槽與所述第二弧形槽的端部均位于的吸油腔ー側，以將高壓區擴大到側板的低壓區ー側，降低軸承所受徑向力。
2.根據權利要求1所述的浮動側板，其特征在于:所述第一弧形槽的深度hi大于所述第二弧形槽的深度h2，所述第一弧形槽對應的圓心角角度a與所述第二弧形槽對應的圓心角角度a '的大小不同。
3.根據權利要求2所述的浮動側板，其特征在干:所述第一弧形槽的深度h為0.8mm?1.2mm,所述第二弧形槽是深度h2為0.6mm?1.0_。
4.根據權利要求2所述的浮動側板，其特征在于:所述第一弧形槽對應的圓心角角度a范圍為220°?235°，所述第二弧形槽對應的圓心角角度a'范圍為220°?230°。
5.根據權利要求1或2所述的浮動側板，其特征在于:第一弧形槽的寬度ん為4.0mm?6.0mm ;所述第二弧形槽的寬度b2為4.0mm?6.0mm。
6.根據權利要求1所述的浮動側板，其特征在于:所述經過中心拐點與主動齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角P的角度為27.0° ;所述經過中心拐點與從動齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角P '的角度為27.0°。
7.根據權利要求1所述的浮動側板，其特征在于:所述補償力凹槽為耳形凹槽。
【文檔編號】F04C15/00GK103498794SQ201310396083
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月3日 優先權日:2013年9月3日
【發明者】王安麟, 劉巍, 單學文, 張小路, 姜濤 申請人:同濟大學