CN101403382B - 一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵 - Google Patents

一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵,包括直流电动机、泵体、上泵盖、下泵盖、外壳及一对啮合的主、从动齿轮和主、从动轴。主动齿轮安装在主动轴上;从动齿轮安装在从动轴上,与主动齿轮对准啮合;下泵盖固定在直流电动机上,上泵盖连接到下泵盖,将泵体平面压紧密封,使结构简单;外壳套在下泵盖外侧;主动齿轮与主动轴之间采用间隙配合结合传动销的方法,消除直流电动机的输出轴安装误差;下泵盖和上泵盖上对应主动齿轮和从动齿轮的位置镶嵌减磨材料,增加齿轮泵的可靠性和耐用性。所述的齿轮泵绝大部分零件采用铝合金,最大程度的减轻重量。齿轮泵可以通过单片机的脉宽调制来控制直流电动机的转速,精确的控制齿轮泵的流量。

Description

一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵
技术领域
[0001] 本发明涉及一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵,属于液体压力输送及流量控制 领域。
背景技术
[0002] 随着科学技术的日新月异,航空用微小型涡轮喷气发动机开始慢慢进入人们的视 线,对其的应用是越来越广泛。对于航空用发动机而言,发动机及其附件的总重量是非常重 要的参数。而在发动机所有附件的重量中,燃油齿轮泵的重量占据了重要的地位。现有传 统的齿轮泵因为采用各种密封件和定位结构导致结构复杂、重量大从而难以满足微小型涡 轮喷气发动机的要求,严重影响了发动机的性能。所以设计出重量轻体积小的齿轮泵是减 轻整个微小型涡轮喷气发动机系统重量,提高发动机性能的非常有效的途径。
发明内容
[0003] 本发明为了解决现有齿轮泵结构复杂,重量大难以满足微小型涡轮喷气发动机的 要求,严重影响了发动机性能的技术问题,提出一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵。
[0004] 本发明所述的一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵,包括直流电动机、泵体、上泵 盖、下泵盖、外壳、主动齿轮、从动齿轮和主动轴、从动轴。所述泵体中的型腔对准一对啮合 的主动齿轮和从动齿轮,与下泵盖贴合,主动齿轮通过传动销安装在主动轴上;从动齿轮安 装在从动轴上,并与主动齿轮对准啮合;下泵盖通过螺栓固定在直流电动机上,上泵盖通过 螺栓连接到下泵盖上,将泵体平面压紧密封;所述外壳套在下泵盖外侧,与下泵盖之间采用 过度配合,使得齿轮泵在工作时外壳与下泵盖之间不会脱落。
[0005] 所述主动齿轮与主动轴之间、从动齿轮与从动轴之间为间隙配合。
[0006] 在所述的下泵盖和上泵盖上对应主动齿轮和从动齿轮的位置,镶嵌减磨材料。
[0007] 所述主动轴由直流电动机输出轴与电机延长轴组成,电机延长轴通过压力机不可 拆卸的压入直流电动机的输出轴,使电机延长轴与直流电动机输出轴成为一体,形成齿轮 泵的主动轴。直流电动机输出轴与电机延长轴采取过盈配合进行连接。
[0008] 所述的下泵盖上设有主动轴孔和从动轴孔,分别与主动轴和从动轴相配合,安装 的时候,将主动轴从下泵盖中的主动轴孔中伸出,并将下泵盖固定在直流电动机上。
[0009] 所述的从动轴与从动轴孔为过渡配合,使得从动轴固定在从动轴孔中。
[0010] 所述的上泵盖上设置进油孔和出油孔,进油孔和出油孔均采用螺纹孔,进油孔对 应泵体的真空吸油区,出油孔对应泵体的出油区。
[0011] 所述的主动轴上有销孔,主动齿轮上有传动销槽,安装的时候,将传动销穿过主动 轴的销孔,与传动销槽相配合将主动齿轮连接在主动轴上,主动齿轮和主动轴之间,传动销 和传动销槽之间采用加大间隙的配合方式。
[0012] 在所述的上泵盖和下泵盖上对应主动齿轮和从动齿轮的位置,镶嵌有大小正好能 覆盖两个齿轮的减磨材料。所述的减磨材料为锡黄铜或铁黄铜。[0013] 本发明的优点在于:
[0014] (1)齿轮泵的部件除了主动齿轮、从动齿轮、主动轴和从动轴外,都采用了铝合金 制造,最大限度减轻了齿轮泵的重量;
[0015] (2)齿轮泵的密封方式采用平面压紧密封,省去了很多传统的密封件,减轻了齿轮
泵的重量;
[0016] (3)在上泵盖和下泵盖相对应主动齿轮和从动齿轮的位置上镶嵌耐磨材料,使泵 盖耐磨,减少了断面泄露,同时也加强了齿轮断面的密封性能;
[0017] (4)可以通过单片机的脉宽调制来控制直流电动机的转速,从而精确的控制齿轮 泵的流量,使发动机的油量控制大大简化;
[0018] (5)在主动齿轮与主动轴之间采用加大间隙结合传动销的方法,消除主动轴垂直 度和同心度上的误差,解决了主动齿轮与泵体之间运动干涉。
附图说明
[0019] 图1是本发明的齿轮泵结构装配剖视图;
[0020] 图2是本发明的齿轮泵的安装后的结构示意图;
[0021] 图3是本发明的齿轮泵下泵盖顶视放大示意图;
[0022] 图4是本发明的主动齿轮放大示意图;
[0023] 图中:1 一从动齿轮;2—从动轴;3—下泵盖;4一主动轴;5—直流电动机;6—螺 栓;7—减磨材料;8—上泵盖;9一外壳;10—传动销;11 一泵体;12—主动齿轮;13—进油 孔;14一出油孔;15—主动轴孔;16—从动轴孔;17—销孔;18—输出轴;19一电机延长轴; 20—传动销槽;
具体实施方式
[0024] 下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0025] 本发明提供一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵,如图1,包括直流电动机5、泵 体11、上泵盖8、下泵盖3、外壳9、主动齿轮12、从动齿轮1和主动轴4、从动轴2,所述泵体 11中的型腔对准一对啮合的主动齿轮12和从动齿轮1,与下泵盖3贴合,主动齿轮12通过 传动销10安装在主动轴4上;从动齿轮1安装在从动轴2上,并与主动齿轮12对准啮合; 下泵盖3通过螺栓固定在直流电动机5上,上泵盖8通过螺栓6连接到下泵盖3上,如图2, 将泵体11平面压紧密封;所述外壳9套在下泵盖3外侧,与下泵盖3之间采用过度配合,使 得齿轮泵在工作时外壳9与下泵盖3之间不会脱落。
[0026] 如图1所示,所述直流电动机5的输出轴18 —端连接一个电机延长轴19,该电机 延长轴19与输出轴18之间采取过盈配合进行连接,即电机延长轴19通过压力机不可拆卸 的压入直流电动机5的输出轴18,使电机延长轴19与直流电动机5输出轴18成为一体,形 成齿轮泵的主动轴4。
[0027] 如图3所示,所述下泵盖3上设有主动轴孔15和从动轴孔16,分别与主动轴4和 从动轴2相配合,安装的时候,将主动轴4从下泵盖3中的主动轴孔15中伸出,如图1所示, 并将下泵盖3固定在直流电动机5上。
[0028] 所述的从动轴2与从动轴孔16为过度配合,使得从动轴2固定在从动轴孔16中。[0029] 如图2所示,上泵盖8上设置进油孔13和出油孔14,进油孔13对应泵体11的真 空吸油区,出油孔14对应泵体11的出油区,进油孔13和出油孔14均采用螺纹孔,可以方 便的连接各种接头以适应不同的输油管路。上泵盖8通过螺栓6连接到下泵盖3上,将泵 体11平面压紧密封在上泵盖8和下泵盖3之间。
[0030] 所述的主动轴4上有销孔17,主动齿轮12上有传动销槽20,如图1、图4所示,安 装的时候,将传动销10穿过主动轴4的销孔17,与传动销槽20相配合将主动齿轮12连接 在主动轴4上。所述主动齿轮12和主动轴4之间,传动销10和传动销槽20之间采用加大 间隙的配合方式,也即主动齿轮12的内径大于主动轴4的外径,传动销10的外径小于传动 销槽20的内径。
[0031] 所述从动齿轮1与从动轴2之间也为间隙配合,即从动齿轮1的内径大于从动轴 2的外径。
[0032] 如图1所示,在所述下泵盖3和上泵盖8上与主动齿轮12和从动齿轮1对应的位 置,分别镶嵌有减磨材料7,所述的减磨材料为锡黄铜或铁黄铜。
[0033] 为了最大限度的减轻齿轮泵的重量,本发明中除了主动齿轮12、从动齿轮1、主动 轴4、从动轴2以外的所有零件都采用了铝合金制造。为了提高齿轮泵的耐磨性能,本发明 在下泵盖3和上泵盖8表面进行精加工前,在上泵盖8和下泵盖3上对应主动齿轮12和从 动齿轮1的位置,镶嵌大小正好能覆盖两个齿轮的减磨材料7,使齿轮泵的使用寿命延长, 减少齿轮泵的端面泄露。
[0034] 所述的减磨材料7为锡黄铜或铁黄铜。
[0035] 由于直流电动机5的外形精度无法控制,并且不同类型的直流电动机5之间的差 异很大,使得下泵盖3安装到直流电机5上后,主动轴4与下泵盖3之间的垂直度不能严格 保证,导致了主动齿轮12转动时与泵体11之间产生干涉现象,甚至主动齿轮12被卡死不 能转动。所以本发明在主动齿轮12与主动轴4连接处采取了间隙配合结合传动销的方法 来消除误差,在主动齿轮12和主动轴4之间,在传动销10和主动齿轮12上的传动销槽20 之间加大配合的间隙,所述的间隙配合可以消除主动轴4垂直度和同心度上的误差,从而 达到消除直流电动机5的主动轴4安装误差的目的,解决了主动齿轮12与泵体11运动干 涉的问题。
[0036] 本发明所述的齿轮泵工作原理和普通齿轮泵相同,齿轮泵工作时,由直流电动机5 带动主动齿轮12转动,主动齿轮12带动从动齿轮1反向转动,由于泵体11中的型腔为密 封结构,所以产生真空效果,将燃油从上泵盖8上的进油孔13吸入,并由主动齿轮12和从 动齿轮1带到出油孔14,将燃油压出。
[0037] 经试验证明,由于本发明齿轮泵的上泵盖8和下泵盖3之间采用平面压紧密封, 所以即使在齿轮泵进出油孔的压差达到1.5MPa时也不会产生渗漏现象。该齿轮泵可以通 过控制直流电动机5的转速来决定泵的流量,如果在微小型涡轮喷气发动机中使用该齿轮 泵,可以通过单片机的脉宽调制轻松的控制发动机的喷油量,大大简化了控制系统。

Claims (7)

  1. 一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵,包括直流电动机、泵体、上泵盖、下泵盖、外壳、主动齿轮、从动齿轮和主动轴、从动轴;其特征在于:所述泵体中的型腔对准一对啮合的主动齿轮和从动齿轮,主动齿轮通过传动销安装在主动轴上;从动齿轮安装在从动轴上,并与主动齿轮对准啮合;下泵盖通过螺栓固定在直流电动机上,上泵盖通过螺栓连接到下泵盖上,将泵体平面压紧密封;所述外壳套在下泵盖外侧,与下泵盖之间采用过度配合;所述主动齿轮与主动轴之间、从动齿轮与从动轴之间为间隙配合;所述的主动轴上有销孔,主动齿轮上有传动销槽,传动销穿过主动轴的销孔,与传动销槽相配合将主动齿轮连接在主动轴上;在所述的下泵盖和上泵盖上对应主动齿轮和从动齿轮的位置,镶嵌减磨材料。
  2. 2.如权利要求1所述的一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵,其特征在于:所述主动 轴由直流电动机输出轴与电机延长轴组成,电机延长轴通过压力机不可拆卸的压入直流电 动机的输出轴,使电机延长轴与直流电动机输出轴成为一体,形成齿轮泵的主动轴。
  3. 3.如权利要求2所述的一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵,其特征在于:所述的直 流电动机输出轴与电机延长轴采取过盈配合进行连接。
  4. 4.如权利要求1所述的一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵,其特征在于:所述的下 泵盖上设有主动轴孔和从动轴孔,分别与主动轴和从动轴相配合,主动轴从下泵盖中的主 动轴孔中伸出,并将下泵盖固定在直流电动机上。
  5. 5.如权利要求1所述的一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵,其特征在于:所述的上 泵盖上设置进油孔和出油孔,进油孔对应泵体的真空吸油区,出油孔对应泵体的出油区。
  6. 6.如权利要求5所述的一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵,其特征在于:所述的进 油孔和出油孔均采用螺纹孔。
  7. 7.如权利要求1所述的一种微小型涡轮喷气发动机用齿轮泵,其特征在于:所述的减 磨材料为锡黄铜或铁黄铜。
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