浮動軸式齒輪泵、齒輸馬達的製作方法
2023-12-10 16:34:22 1
專利名稱：浮動軸式齒輪泵、齒輸馬達的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種軸套帶動齒輪軸實現徑向浮動的外嚙合高壓齒輪泵，齒輪馬達，它用在液壓傳動系統中。
齒輪泵的發展迅速，從結構上看，傳統結構的齒輪泵(泛指非徑向浮動的齒輪泵)為了提高性能可能採用的方法如擴大高壓區採用承載能力大的Du軸承等方法均已被多數泵所採用，可以認為傳統結構的齒輪泵已經沒有多少潛力可挖再想提高其性能是困難的。因而，近幾年來不少國家的生產齒輪泵廠家、公司都在研究、開發新型結構的齒輪泵，見得較多的是搞徑向浮動式的新結構，在各國的專利中出現了各式各樣的徑向浮動式結構方案。但在所有的方案中在結構上無一例外地都是通過一個浮動密封塊來實現徑向浮動的，更明確地說齒輪泵的齒輪、齒輪軸、軸承在徑向是相對固定不動的，所指經向浮動是指浮動密封塊能沿徑向移動靠向齒輪，依靠浮動密封塊上與主、被動齒輪外園相吻合的二段園弧面來獲得經向密封。象這樣依靠浮動密封塊來實現齒輪泵的徑向浮動，在結構上顯然就比較複雜，且增大了徑向尺寸。那麼，能否找到一個更好的方法去掉密封塊，既實現徑向浮動提高油泵的性能，結構上又不複雜，這就是本實用新型所要解決的問題，也是本實用新型的目的。
為了明確本實用新型的實質，首先需要了解齒輪泵徑向浮動的作用。徑向浮動的作用不單是為了解決一個高壓下徑向密封的問題，更主要的是通過實現徑向浮動將徑向密封由低壓區(非徑向浮動齒輪泵的徑向密封位置是在低壓區)改變到高壓區，將高壓區縮小在一個很小的範圍內，從而達到大幅度地減少齒輪泵固有徑向力的目的，藉此提高齒輪泵的性能，這就是齒輪泵實現徑向浮動的主要作用。
本實用新型實質在於不是靠浮動密封塊來實現徑向浮動，而是去掉浮動密封塊，與依靠浮動密封塊來完成徑向浮動的方法相反，是依靠支承齒輪、齒輪軸、軸承的可沿徑向移動的浮動軸套帶動齒輪軸來完成徑向浮動。這與依靠浮動密封塊取得徑向浮動的方式比較，同樣具有在高壓區密封縮小高壓區減少徑向力的效果，起到了徑向浮動的主要作用，而在結構上卻大大地減化了，縮小了體積、易於製造。下面詳細敘述本實用新型的結構。
圖1、圖2、圖3、圖4是本實用新型的結構圖。如
圖1所示殼體是三部分組成的，即前蓋1、中間殼體2、後蓋3所組成，並如圖2所示由四隻螺栓4緊定。中間殼體2的內腔是由二個園形的內孔13組成的8字形狀，在其中裝有四隻軸套5，軸套5內孔中都壓裝有軸承6，分別支承著主動齒輪軸7和被動齒輪軸8，主動齒輪9和主動齒輪軸7是一個整體，被動齒輪10和被動齒輪軸8是一個整體。齒輪泵工作時，來自外部的動力帶動主動齒輪軸7，使得由主動齒輪9和被動齒輪10組成的相互嚙合的齒輪付按圖2所示方向迴轉時，油液從中間殼體2上的進油口11被吸入，經齒凹被帶到左邊的壓油腔，經齒輪付的擠壓成為高壓油，從中間殼體2上的出油口12排出，這與傳統的非徑向浮動的齒輪泵是一樣的。
不同之處也是本實用新型特徵在於軸套5外園直徑要小於中間殼體園形內孔13的直徑，差值在0.02m～0.05m(m－齒輪模數)，使得軸套5既能在軸向浮動，又能經軸承6帶動齒輪軸7、8也即帶動齒輪9、10沿徑向浮動，為了清楚地表示出徑向浮動的方式，給出了軸套5的立體圖(圖5)。
如圖4、圖5所示，在軸套5外園柱面上靠進口低壓一側的位置，開有從徑向看形狀為矩形的凹槽14(或稱徑向背壓槽14)，在軸套5的正面15(即靠齒輪端面的一面)高壓區域內鑽有小孔16並和內孔上的環形槽17相通(如
圖1、圖4、圖5所示)，小孔18又使環形槽17和徑向背壓槽14相通，徑向背壓槽14與中間殼體2之間使用矩形密封圈19和尼龍擋片20密封。當泵工作時高壓油經小孔16、環形槽17、小孔18流入徑向背壓槽14中，推動軸套5靠緊在中間殼體2的內腔高壓一側(左側)的二段園弧面21、22上，並使軸套5相互接合面23貼緊。由於主動齒輪軸7和主動齒輪是一整體、被動齒輪軸8和被動齒輪10是一整體，主、被動齒輪軸7、8是由軸承6來支承，軸承6又是被壓裝在軸套5中，所以當軸套5在油壓作用下靠向高壓一側的園弧面21、22時，主、被動齒輪9、10也同時被軸套5帶動靠向高壓一側，並依靠主、被動齒輪9、10的齒頂在中間殼體2的內腔園弧面上的掃削(即齒輪泵的掃塘)，獲得了二段分別與主、被動齒輪9、10頂園相吻合的園弧段24、25藉此保持油泵在高壓區的徑向密封。
如
圖1、圖6所示，後蓋2上開有異形凹槽27(或稱軸向背壓槽27)，前蓋1也在相應的位置上開有與異形凹槽27形狀、大小相同的異形凹槽26(或稱軸向背壓槽26)，異形凹槽26、27都是用與異形凹槽26、27形狀相似的異形密封28和異形擋片29密封。當泵工作時，如圖2、圖3所示，開在中間體2上並與出口12相連通的小孔30將高壓油引至中間體2的二端，經異形擋片29上的小孔31分別流入前蓋1上的軸向背壓槽26和後蓋3上的軸向背壓槽27中，產生軸向背壓力，壓向軸套5，分別使裝在前部和後部的四隻軸套5靠緊在主、被動齒輪9、10的兩個端面上，保持軸向密封。
綜上所述，藉助於油壓浮動式的軸套5帶動主、被動齒輪軸7、8也即是齒輪9、10靠向高壓區，同時，藉助於油壓浮動軸套5靠向齒輪付9、10的端面，像這樣，依靠齒輪軸沿徑向浮動和浮動軸套沿軸向浮動實現徑向、軸向浮動補償式的齒輪泵是本實用新型的基本特徵。
上面均是按照泵的工況敘述的，如果從出口12通入高壓油，主動齒輪軸7即可獲得扭矩，從而由齒輪泵工況變成了齒輪馬達工況。若將軸套改為雙作用式的並在油道上作出安排就成為一種可雙向迴轉的浮動軸式的齒輪馬達。
圖7、圖8、圖9、
圖10、
圖11是用來說明這種馬達的結構用圖。
為避免重複敘述，馬達說明僅指出與泵不同之處。如圖7所示，齒輪馬達中間殼體32與泵的中間殼體2不同之處在於油口33和油口34大小、形狀是一樣的且對稱布置，改用雙作用軸套35，與泵一樣雙作用軸套35的外園直徑也是小於馬達中間殼體32上的內孔36的直徑，其差值乃在0.02m～0.05m。又如圖8、圖9、
圖10所示，雙作用軸套35具有二個對稱分布的凹槽37、38(或稱徑向背壓槽37、38)，為了能夠分別地向徑向背壓槽37、38引入高壓油，雙作用軸套35中的環形槽也是有二個，即前環形槽39、後環形槽40，並分別經小孔41、42與徑向背壓槽37、38相通，前環形槽39還經小孔43，通向雙作用軸套35的正面，後環形槽40還經小孔44通向雙作用軸套35的背面。
圖11是從正面看馬達後蓋45，其上也是開有二個凹槽46、47(或稱軸向背壓槽46、47)，並分別用異形密封圈48和異形擋片49、50密封(前蓋具有與後蓋相同的徑向背壓槽46、47結構)。
圖7是齒輪馬達在反時針迴轉時的工況，在此工況左邊的油口33是進油口，壓力油從油口33流入，推動主、被動齒輪軸7、8按圖示方向迴轉，則主動齒輪軸7獲得扭矩，回油從右邊的油口34中排出(則右邊油口34處是低壓區)。由於左邊油口33處是高壓區，壓力油除推動主、被動齒輪軸7、8迴轉外，同時徑小孔43、前環形槽39、小孔41流入徑向背壓槽37中，推動雙作用軸套35靠向左側，取得如前所述的徑向密封。與泵相同馬達中間殼體32上也鑽有與高壓區相通的小孔51，壓力油經過小孔51和異形擋片49上的小孔52導入軸向背壓槽46中，推動雙作用軸套35靠緊在齒輪端面上，保持軸向密封。
當齒輪馬達正轉時，與反轉時相反，油口34變成了進油口，右邊油口34處變成了高壓區，油口33變成了回油口，左邊油口33處變成了低壓區。壓力油從油口34流入推動主、被動齒輪軸7、8按圖7所示的相反方向迴轉，主動齒輪軸上獲得與反轉時方向相反的扭矩，同時壓力油經鑽在馬達中間殼體32上與高壓區相通的小孔53和異形擋片50的小孔54導入軸向背壓槽47中，推動雙作用軸套35靠緊在齒輪端面上，保持軸向密封。並且，壓力油從軸向背壓槽47中繼續通過異形擋片50的小孔55和雙作用軸套35上的小孔44、後環形槽40、小孔42導入徑向背壓槽38中，推動雙作用軸套35靠向右側的高壓區(與圖7所示雙作用軸套35處在左側的位置相反，雙作用軸套35是處在右側)，獲得如前述的徑向密封。
這樣，浮動軸式的齒輪馬達獲得了雙向迴轉的功能。
齒輪泵、齒輪馬達是機械工業中的重要基礎液壓元件，發展迅速、品種繁多、競爭激烈，因此說，作為一種齒輪泵、齒輪馬達新品種，不但要求有先進的性能，而且要求製造成本低，才能具有競爭力。本發明打破了齒輪泵，齒輪馬達中的齒輪軸、軸承在徑向不允許移動的傳統結構上的原則，以軸套→軸承→齒輪軸浮動的方式實現了徑向液壓浮動。這就在實現徑向浮動的各種方式中，推出一種與眾不同的在原理上、結構上最簡單(未增加徑向浮動裝置)、新穎的齒輪泵。齒輪馬達。因此，本發明不但能因實現徑向浮動減少了徑向力而獲得高性能(泵最高壓力能達321Kgf／Cm2)，而且因結構簡單將導致成本低增強了競爭能力。
在本實用新型說明書中共採用如下幾幅附圖
圖1浮動軸式齒輪泵的縱向剖視圖。
圖2上述泵的橫向剖視圖。
圖3圖2的局部剖視。
圖4上述泵在軸套處橫向剖視圖。
圖5上述泵用軸套立體圖。
圖6上述泵用後蓋及密封圈、擋片圖。
圖7浮動軸式齒輪馬達在軸套處橫向剖視圖。
圖8上述馬達用軸套後視圖。
圖9圖8的Ⅳ－Ⅳ剖視圖。
圖10圖8的Ⅴ－Ⅴ剖視圖。
圖11上述馬達用後蓋及密封圈、擋片圖。
權利要求1.一種浮動軸式齒輪泵，包括前蓋1、帶進、出口的中間殼體2、後蓋3，中間殼體2的內腔是由二個園形內孔13組成的8字形狀，殼體2內腔中裝有一對相互嚙合的主、被動齒輪9、10，齒輪與軸是整體式的，主、被動齒輪軸7、8支承在軸承6上，本實用新型的特徵在於軸承6是壓裝在軸套5中，軸套5的直徑小於園形內孔13的直徑，軸套5的外園上開有凹槽14(或稱徑向背壓槽14)並經軸套5內孔之環形槽17所構成的高壓油通道，從高壓區引入高壓油，藉助於油壓，軸套5帶動主、被動齒輪軸7、8也即是齒輪9、10沿徑向靠緊在中間殼體2的高壓一側二段園弧面24、25上，同時藉助於油壓，軸套5又沿軸向靠緊在齒輪9、10的端面上，構成一種徑向、軸向浮動式齒輪泵。
2.按照權利要求1所述的浮動軸式齒輪泵，其特徵在於軸套5直徑比中間殼體2的內孔13的直徑小0.02m～0.05m(m－齒輪模數)。
3.一種浮動軸式齒輪馬達，包括前蓋、中間殼體、後蓋，具有尺寸相同且對稱布置油口33、34的中間殼體32之內腔是由二個園形內孔36組成的8字形狀，中間殼體32的內腔中裝有一對相互嚙合的主、被動齒輪9、10，齒輪與軸是整體的，主、被動齒輪軸7、8支承在內部裝有軸承的雙作用軸套35上，本實用新型特徵在於雙作用軸套35外園上開有對稱布置的二個凹槽37、38(或稱徑向背壓槽37、38)，並按轉向不同、分別有通道從高壓區引入高壓油，藉助於油壓在反轉或者正轉時凹槽37、38中的油壓可分別使雙作用軸套35帶動主、被動齒輪軸7、8靠向左側的高壓區或者右側高壓區，同時依靠前、後蓋上的凹槽46、47(或稱軸向背壓槽46、47)可使雙作用軸套35在馬達反轉或正轉時均能靠向主、被動齒輪9、10的端面，構成一種可雙向迴轉的徑向、軸向浮動式齒輪馬達。
4.按照權利3所述的浮動軸式齒輪馬達，其特徵在於雙作用軸套35開有前環形槽39後環形槽40構成馬達的反轉工況或正轉工況時的高壓油通道。
5.按照權利3所述的浮動軸式齒輪馬達，其特徵在於雙作用軸套35外園直徑比中間殼體32的內孔36的直徑小0.02m～0.05m(m－齒輪模數)。
專利摘要浮動軸式齒輪泵。齒輪馬達是一種新型的徑向、軸向浮動式外嚙合高壓齒輪泵。齒輪馬達，採用一種藉助於油壓能沿徑向浮動的軸套帶動齒輪軸靠緊在高壓側，同時藉助於油壓軸套又能沿軸向靠緊在齒輪端面上，從而在未額外增加徑向浮動裝置的情況下實現了外嚙合齒輪泵。齒輪馬達的徑向浮動。因此實用新型不但具有齒輪泵。齒輪馬達徑向浮動的主要作用(即縮小高壓區減少徑向力提高性能，泵最高壓力可達321kgf/cm
文檔編號F04C2/00GK2044012SQ8720641
公開日1989年9月6日 申請日期1987年4月18日 優先權日1987年4月18日
發明者程安強 申請人:程安強