專利名稱:可變排量型齒輪泵的制作方法
本發明為一種液壓齒輪泵，特別是一種可變排量型齒輪泵。
由于齒輪泵具有結構簡單、體積小、重量輕、成本低、自吸性能好、抗污染能力強、工作可靠等一系列優點，目前廣泛使用在航空機械、船舶機械、行走運輸機械、建筑機械、工程機械、礦山機械及機床行業等各種液壓系統中。但是，現有齒輪泵與其它類型如柱塞式、葉片式泵相比，有一個很大的弱點即排量不可改變，因而使得其應用在許多場合受到限制，尤其是在大功率液壓系統中，使用定量型齒輪泵會造成很大的功率損失，同時引起系統發熱快、油溫高、元件的壽命縮短等問題。
鑒于這種現狀，本發明的目的旨在提供一種既基本保持了現有齒輪泵的優點又可改變排量的外嚙合式齒輪泵。
發明的意圖是這樣實現的在一個四片式結構的泵體內，安置一根主動軸及兩根從動軸，每根軸上分別配置了一個工作齒輪和一個保持同步轉動的傳動齒輪，分別構成兩對嚙合的工作齒輪以及兩對傳動齒輪，泵的吸油和排油任務由工作齒輪擔任。安置在主動軸上的主動工作齒輪可沿軸線方向來回移動。在該齒輪軸線方向的兩側，配置了變量機構。變量機構由彈簧調節螺塞、調壓彈簧、軸向推力軸承、主動工作齒輪、防漏用內齒輪、移動側板、推力活塞、油缸等零件組成。在推力活塞及調壓彈簧的作用下，主動工作齒輪與移動側板等可一起作軸向往復移動。當主動工作齒輪部分或全部地脫離與之嚙合的兩個從動工作齒輪時，由于齒輪泵的排量與工作齒輪的有效嚙合寬度成正比，故可實現改變排量的目的。
本發明的特點是采用了一厚兩薄三個工作齒輪，構成兩對嚙合齒輪。采用三個工作齒輪的主要目的是使主動工作齒輪與傳動軸上所受的徑向液壓力平衡，減少主動工作齒輪作軸向運動時的摩擦阻力，改善其動態特性，而工作齒輪的厚度不同，則是因為作軸向移動的工作齒輪需要有一段伸入內齒輪的預伸入長度。
為了保證即使主動工作齒輪在完全脫離了兩個從動工作齒輪以后(此時，泵的理論排量為零)，又能重新圓滑地進入嚙合，在三根軸的一端各安置了一個保持同步轉動的傳動齒輪。
防止主動工作齒輪在部分或全部地脫離與兩個從動工作齒輪嚙合時產生泄漏的關鍵措施，是在主動工作齒輪軸線方向的一端套有一個與其齒形相同的內齒輪。也就是說，主動工作齒輪預先有一定寬度插入了內齒輪中。泵在工作時，兩者一起旋轉且可相對作軸向移動。而在主動工作齒輪的另一端，則有一塊始終緊貼在該齒輪端面的移動側板。因此，工作齒輪兩側的側板被分成了三片式，并且可以獨立地補償軸向間隙。
為了在三根軸的端部安裝所謂傳動齒輪，在兼作側板的軸承套與傳動齒輪之間，安置了一塊承受來自軸承套以及內齒輪的軸向力的承壓板。
由于采用了三個工作齒輪，故必然會產生兩個吸油口及兩個排油口(參看圖4)。為避免復雜的連接管道，在泵體上設置了內部通油流道。根據需要，可采用一個吸油口和一個排油口的連接方式，也可采用一個吸油口和兩個排油口的連接方式。
順便指出，如在使用工作壓力不高、理論排量不需要為零、對動特性也沒有太高要求的場合，也可以將三個工作齒輪改為兩個工作齒輪，去掉三個傳動齒輪及承壓板。
本發明的優點在于填補了可變排量型齒輪泵這項空白。與現有的其它類型變量液壓泵相比，具有重量輕、體積小、工作可靠、抗污染能力強、成本低等優點。特別適用于工程機械、農業機械、行走運輸機械、礦山機械等使用環境惡劣的變量泵液壓傳動系統。
發明的具體結構由以下的實施例及其附圖1～附圖6給出。
附圖1為根據本發明提出的可變排量型齒輪泵結構的主剖視圖。
下面，結合圖1～圖6詳細說明依據本發明提出的可變排量型齒輪泵結構及工作原理。
該可變排量型齒輪泵主要由主動軸(24)，主動工作齒輪(13)兩根從動軸(18)、(18′)，兩個從動工作齒輪(14)、(14′)，變量機構以及四片式泵體等零件構成。
當主動軸(24)帶動主動工作齒輪(13)按圖四中所示方向旋轉時，主動工作齒輪便與兩個從動工作齒輪(14)及(14′)形成兩對嚙合齒輪。相應地，往(d)口及(f)口處排油，而(c)口及(e)口則成為吸油口。由于吸、排油口對稱地分布在兩對工作齒輪中心連線的兩側，使得作用在主動工作齒輪(13)上的徑向液壓合力為零亦即主動軸上不受徑向液壓力作用。在主動工作齒輪軸線方向的兩邊，分別作用由調壓彈簧(5)產生的彈簧力和來自推力活塞(23)的液壓力，泵的額定工作壓力由調壓螺塞(3)及調壓彈簧(5)預先調定，當系統壓力小于泵的額定工作壓力時，齒輪泵的排量或者說輸出流量為最大。當系統壓力升高，使得來自推力活塞的液壓力足以克服彈簧力、運動件的摩擦阻力及慣性力時，主動工作齒輪(13)與移動側板(16)及推力活塞(23)等便開始一起沿軸線方向向左移動(在圖一所示情況下)。這樣，主動工作齒輪與從動工作齒輪的有效嚙合寬度便隨之減小。由于齒輪泵的排量正比于工作齒輪的有效嚙合寬度，所以，當有效嚙合寬度減小時，排量也相應減小。如有效嚙合寬度為零，則排量也變為零。
當主動工作齒輪相對從動工作齒輪作軸向移動后，需密封其移出端及填補空出的空間。為此，如圖1所示，在主動工作齒輪的左端安置了一個內齒輪(12)。該內齒輪的齒形參數等與主動工作齒輪的相同，兩者的配合關系為動配合，即可作相對軸向移動(參看圖5)。為了保證在主動工作齒輪移動以前有足夠的密封長度，主動工作齒輪相對于內齒輪有一段適當的預伸入寬度，這意味著主動工作齒輪的寬度大于兩個從動工作齒輪。又由于內齒輪與主動工作齒輪始終是一起旋轉的，故可保證主動工作齒輪在任何時候都能縮進內齒輪中。另一方面，在主動工作齒輪移動而縮進內齒輪的同時，右邊空出的空間由移動側板(16)填入。移動側板的橫斷面如圖2所示。為了保證齒輪泵在工作時，移動側板能夠圓滑地進入兩個從動工作齒輪之間以及消除困油現象，可使移動側板預先伸入一小段在該空間。
應該強調指出的是由于移動側板的填入，本發明中的齒輪參數必須設計適當。不然的話，將會產生較大的泄漏乃至不能正常工作。
這樣一來，現有齒輪泵中普遍使用的整體式側板便不適用了。事實上，在本發明中，工作齒輪左端面的密封是由兩個軸承套(10)、(10′)及內齒輪端面實現的，而右端面的密封則由兩個浮動軸承套(17)和(17′)以及移動側板(16)保證。這意味著在本發明中的側板，實際上為非整體式。
當泵的理論排量為零時，相當于主動工作齒輪完全脫離了與兩個從動工作齒輪的嚙合。為確保即使在這種情況下主動工作齒輪也能重新圓滑地進入嚙合，在三根軸的端部設置了能始終使主動軸與兩根從動軸保持同步旋轉的主傳動齒輪(6)以及兩個從動傳動齒輪(7)(7′)((7′)在圖中未畫出))。主動傳動齒輪由內齒輪直接帶動旋轉。這三個傳動齒輪的作用還在于當工作齒輪的有效嚙合寬度很小時，可以分擔扭矩的傳遞。當然，由于泵及系統不可避免地存在一定的泄漏，實際工作時，三個工作齒輪完全脫離嚙合的可能性極小。
為了便于設置三個傳動齒輪，安設了承壓板(8)，從而構成了所謂四片式泵體結構。
由于在內齒輪的右端面上作用有軸向液壓力，又因內齒輪是隨主動工作齒輪一起旋轉的，所以有必要在其左端面采取減緩摩擦力的措施。在本發明中，采用了所謂靜壓支承的方式。具體作法是在軸承套(10)上開一節流小孔(a)，將具有一定壓力的油導入開在承壓板(8)上的環形油槽(A)中，在由此引至位于內齒輪底部的油槽(B)中，起到靜壓支承的作用。
如前所述，因為有三個即兩對工作齒輪，故必然會在這三個工作齒輪的中心連線兩側分別產生一個吸油口和一個排油口。因此，在只需要一個吸油口和一個排油口連接的場合，就有必要在泵的內部解決高、低壓油的流道問題。
首先，對連通兩側吸油口的流道進行說明。
如圖3所示，在泵體(15)的左端面，開有一條通油槽(C)，同時在該槽的兩端頭沿軸向開有兩個軸向孔(m)和(n)分別通至位于工作齒輪中心連線兩側的兩個吸油口(c)和(e)。由此可知，兩個吸油口(c)、(e)，由兩個軸向孔(m)、(n)和通油槽(C)溝通了。其次，如圖2所示，在前端蓋(21)上，也開有一條高壓油通油槽(D)，同時，在泵體的右半部分，沿軸向開了兩個孔(g)、(h)連通至通油槽(D)，從而溝通了兩個排油孔。這樣，高、低壓油的連接管道既可布置在同一側，也可分布在兩側，十分方便。
圖2中的槽(E)及孔(l)、(k)的作用是為了溝通泵體內的低壓油而開設的，腔(G)的低壓油也可通至這幾個孔內。孔(i)、(j)以及圖1中的孔(b)的作用，則是為了把高壓油引至變量機構中油缸(22)的作用腔(H)中。
浮動軸承套所需的壓力油，由示于圖1中的槽(F)引入。
軸向推力軸承(11)的作用是在承受軸向力的同時，保證調壓彈簧(5)不隨主動工作齒輪(13)一起轉動。
小彈簧(26)的作用是保證在初始狀態下，移動側板與主動工作齒輪的端面能良好地接觸，產生有效的密封效果。
后泵蓋(4)、承壓板(8)與泵體(5)之間的安裝定位，由定位銷(20)保證。泵體與泵蓋的連接采用螺釘(25)。圖6表示了連接螺釘的位置關系。
O型密封圈(9)、油封(19)、密封墊(2)以及壓蓋(1)的作用是防止泵體內的低壓區與外界相通。
最后順便指出，如果將本實施例作一些結構設計上的改動，即可用作變排量型齒輪馬達。
權利要求
1.液壓齒輪泵、特別是可變排量型的液壓齒輪泵。該泵主要由一根主動軸(24)，兩根從動軸(18)、(18′)，三個工作齒輪(13)、(14)、(14′)，三個傳動齒輪(6)、(7)、(7′)、承壓板(8)，變量機構及泵體等零件構成，其特征在于a、工作齒輪的寬度不同，且寬度較大的工作齒輪有一部分預先伸入在一個內齒輪(12)之中。b、工作齒輪兩側的側板為分離式，其中的一塊移動側板(16)可隨主動工作齒輪(13)一起作軸向移動。c、采用了一個防止泄漏的內齒輪(12)，該內齒輪始終與工作齒輪同速旋轉且兩者可作相對往復移動。
2.根據權利要求
1所述的泵，其特征在于采用了三個保證即使在主動工作齒輪與從動工作齒輪完全脫離嚙合時，主動軸與從動軸仍能同速旋轉的傳動齒輪(6)、(7)、(7′)。
3.根據權利要求
1所述的泵，其特征在于在工作齒輪與傳動齒輪之間安置了一塊承壓板(8)。
4.根據權利要求
1所述的泵，其特征在于設置了可使工作齒輪作相對軸向移動的變量機構，其由油缸(22)、推力活塞(26)、移動側板(16)、軸向推力軸承(11)、彈簧(5)等零件組成。
5.根據權利要求
1所述的泵，其特征在于在泵體及端蓋上設置了分別溝通位于工作齒輪中心連線兩側兩個吸油口、兩個排油口的內部油槽(C)、(D)及孔(h)、(d)、(m)、(n)。
專利摘要
本發明是關于液壓技術中的齒輪泵、特別是關于可變排量型齒輪泵的發明。本發明采用了寬度不同的三個工作齒輪。其主要優點在于由于主動工作齒輪在變量機構的作用下，可部分或全部地脫離與兩個從動工作齒輪的嚙合，同時采用一個內齒輪與一塊移動側板，有效地解決了密封問題，從而實現了改變齒輪泵的排量這一目的。本發明特別適用于工作環境惡劣、要求系統功率損失小的變量泵液壓系統。
文檔編號F04C2/14GK87100632SQ87100632
公開日1988年8月24日 申請日期1987年2月6日
發明者杜長春 申請人:杜長春導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan