CN105298835A - 一种动静压承载圆弧齿轮油泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动静压承载圆弧齿轮油泵。在泵盖的内侧设有对主动圆弧齿轮和被动圆弧齿轮两者的齿轮轴进行支承的动压轴承；动压轴承包括开设在泵盖内端面上的齿轮轴孔，在齿轮轴孔的内壁上沿周向开设有多个轴向方向延伸的轴侧动压槽，其中位于低压腔一侧的各轴侧动压槽构成静压平衡槽；在泵盖内还开设有油道，其一端贯通至高压腔、另一端贯通至静压平衡槽；在主动圆弧齿轮和被动圆弧齿轮两者的齿轮轴轴肩与齿轮轴孔的内壁之间还设有支撑环；在泵盖的内端面上、齿轮轴孔外侧的周向开设有多个径向延伸的轮侧动压槽，位于主动圆弧齿轮和被动圆弧齿轮两侧的轮侧动压槽对称、提供的轴向力大小相等、方向相反。

Description

一种动静压承载圆弧齿轮油泵

技术领域

本发明属于油泵技术领域，尤其涉及一种动静压承载圆弧齿轮油泵。

背景技术

齿轮油泵在输送各种有润滑性的液体时存在径向力不平衡、噪声大、效率低等问题。液压油在渐开线齿轮泵运转时齿轮相交处的封闭体积随时间改变，一部分液压油被密封在齿间的困油现象，产生振动和噪声。在前后盖板或浮动轴套上开设卸荷槽可以一定程度上解决，但卸荷槽不可能开通中间，所以中间总有一段距离是要存在轻微的困油现象。与进油口连通的卸荷槽和与出油口连通的卸荷槽之间的隔断距离很短，存在很大的压力差，油液的密封性能较差。

齿轮泵外啮合齿轮运转时齿轮顶隙、侧隙、啮合间隙的泄漏较大。端面和侧隙泄漏最大，占总泄漏量的80％-85％，当压力增加时，前者不会改变，但后者挠度增大，此为外啮合齿轮泵泄漏最主要的原因，泄露增加会降低泵的工作效率，降低输出压力。

齿轮轴因压油腔和吸油腔的压力不平衡而存在受力不均衡现象，造成滑动轴承工作时承受偏载荷，油压越高该力越大，加速轴承磨损，降低轴承寿命，使轴弯曲，加大齿顶与轴孔磨损，影响其稳定性和使用寿命。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种动静压承载圆弧齿轮油泵，通过优化结构设计和油道布置，解决油泵困油、泄露大、轴径向不平衡力大等问题，使载荷分布和受力状况更加合理，提高设备的使用寿命、可靠性，使设备紧凑、刚性好、输出扭矩大、成本低、维修方便、密封可靠，提高设备的可维护性和性能。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种动静压承载圆弧齿轮油泵包括内腔设有互相啮合的主动圆弧齿轮和被动圆弧齿轮的泵体，在泵体的高压腔一侧开设有压油口、低压腔一侧开设有吸油口，在泵体的两侧扣设安装有泵盖，主动圆弧齿轮的输入轴由开设在泵盖上的轴孔穿出；其特征在于：在泵盖的内侧设有对主动圆弧齿轮和被动圆弧齿轮两者的齿轮轴进行支承的动压轴承；动压轴承包括开设在泵盖内端面上的齿轮轴孔，在齿轮轴孔的内壁上沿周向开设有多个轴向方向延伸的轴侧动压槽，其中位于低压腔一侧的各轴侧动压槽构成静压平衡槽；在泵盖内还开设有油道，其一端贯通至高压腔、另一端贯通至静压平衡槽；在主动圆弧齿轮和被动圆弧齿轮两者的齿轮轴轴肩与齿轮轴孔的内壁之间还设有支撑环；在泵盖的内端面上、齿轮轴孔外侧的周向开设有多个径向延伸的轮侧动压槽，位于主动圆弧齿轮和被动圆弧齿轮两侧的轮侧动压槽对称、提供的轴向力大小相等、方向相反。

本发明的优点和积极效果是：本发明提出了一种动静压承载圆弧齿轮油泵，利用动压轴承、静压平衡径向力、低速支撑环相结合的齿轮轴承，相比普通滑动轴承和滚动轴承，该轴承具有摩擦系数小、承载能力高、适合高速下工作、使用寿命长、轴承工作面摩擦趋于零、体积小结构紧凑的特点。而且能够平衡高低压腔产生的不平衡力，解决了动压轴承低速磨损的问题，保证了其较长的使用寿命。另外，轴套的间隙可补偿因安装时所引起微小偏差，在泵工作中受到不可避免液压冲击时，能起到较好的缓冲作用。通过在齿轮轴上设计支撑环，在启动和停车时利用支撑环与轴承载，防止由于速度较低没有动压油膜的情况下出现混合摩擦和边界摩擦。动静压轴套和密封动压环工作状态为液体动压润滑，轴颈回转时产生的泵油作用，将润滑油带入摩擦表面之间而建立起压力油膜，不接触的两个摩擦表面被一定粘度的润滑油分隔，形成液体摩擦，摩擦阻力很小，滑动表面不易磨损。

圆弧齿轮的圆弧面与泵体内腔高速相对运动的过程中，也存在动压效应，而且与动静压轴套、密封动压环一起相互配合，使齿轮泵获得优良的动态性能，极大地降低了齿轮泵的泄露，提高了容积效率，零件的磨损很小。

齿轮啮合过程中齿廓面没有相对滑动，所以齿面无磨损、运转平衡、无困液现象，噪声低、寿命长、效率高。另外压油腔因齿顶泄漏，其压力为递减。

该油泵具有运转平稳、结构简单、噪音小，有较大的刚度和抗过载能力等特点。动压承载液压圆弧齿轮油泵结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸力强、对油液污染不敏感、转速范围大、能耐冲击性负载，维护方便、工作可靠。

优选地：泵体与泵盖之间采用螺栓紧固连接，在泵体与泵盖两者的对接部位之间设有泵盖密封。

优选地：在输入轴与所在轴孔的孔壁之间设有轴密封圈。

附图说明

图1是本发明垂直轴向的截面结构示意图；

图2是本发明的轴向截面结构示意图；

图3是图2中A-A截面结构示意图，显示了轮侧动压槽的分布；

图4是图2中B-B截面结构示意图，显示了轴侧动压槽的分布和结构；

图5是图3中C-C截面结构示意图，显示了轮侧动压槽的结构。

图中：1、压油口；2、高压腔；3、泵体；4、主动圆弧齿轮；5、啮合点；6、被动圆弧齿轮；7、低压腔；8、吸油口；9、泵盖；10、泵盖密封；11、螺栓；12、轮侧动压槽；13、轴侧动压槽；14、油道；15、静压平衡槽；16、支撑环；17、轴密封圈；18、输入轴。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例详细说明如下：

圆弧齿轮泵依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。圆弧齿轮泵的齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个圆弧齿轮的啮合线来隔开的。齿轮油泵出口处的阻力形成油泵的输送压力。

请参见图1至图3，本发明的齿轮油泵包括内腔设有互相啮合的主动圆弧齿轮4和被动圆弧齿轮6的泵体3，在泵体3的高压腔2一侧开设有压油口1、低压腔7一侧开设有吸油口8，在泵体3的两侧扣设安装有泵盖9，主动圆弧齿轮6的输入轴18由开设在泵盖9上的轴孔穿出。

本实施例中，泵体3与泵盖9之间采用螺栓11紧固连接，在泵体3与泵盖9两者的对接部位之间设有泵盖密封10；在输入轴18与所在轴孔的孔壁之间设有轴密封圈17。

在泵盖9的内侧设有对主动圆弧齿轮4和被动圆弧齿轮6两者的齿轮轴进行支承的动压轴承，用以替代普通的滑动轴承和滚动轴承。

请参见图2和图4，动压轴承包括开设在泵盖9内端面上的齿轮轴孔，在齿轮轴孔的内壁上沿周向开设有多个轴向方向延伸的轴侧动压槽13，其中位于低压腔7一侧的各轴侧动压槽13构成静压平衡槽15。在泵盖9内还开设有油道14，其一端贯通至高压腔2、另一端贯通至静压平衡槽15。

请参见图2，在主动圆弧齿轮4和被动圆弧齿轮6两者的齿轮轴轴肩与齿轮轴孔的内壁之间还设有支撑环16。

支撑环16采用耐磨材料制作，其内径略小于轮侧动压槽12的内径，轮侧动压槽12在齿轮的旋转过程中产生动压油膜，轴侧动压槽13在与齿轮轴的相对运动过程中产生动压。将高压腔2内的高压油通过油道14输送到静压平衡槽15内，使齿轮轴和齿轮受力平衡。

在转速较低时，通过支撑环16承受高压腔2和低压腔7的压力不平衡而令主动圆弧齿轮4和被动圆弧齿轮6两者承受的不平衡力，防止齿轮轴外壁齿轮轴孔的内壁以及泵盖9的内端面接触而磨损动压槽。当转速升高、动压轴承内表面油膜建立后，支撑环16与齿轮轴分离接触而由动压轴承承载齿轮轴的径向力。同时，齿轮油泵高压腔2内的高压油通过油道14输送至低压腔7一侧的各静压平衡槽15内，用于动态平衡齿轮两侧的不平衡力，即齿轮轴受到的径向力越大、静压平衡槽15所提供的平衡力越大。而且，高速转动的齿轮轴产生一定厚度的油膜承载齿轮轴受到的径向力。

请参见图2、图3和图5，在泵盖9的内端面上、齿轮轴孔外侧的周向开设有多个径向延伸的轮侧动压槽12，位于主动圆弧齿轮4和被动圆弧齿轮6两侧的轮侧动压槽12对称、提供的轴向力大小相等、方向相反、互相抵消。

组装方式及动作过程：泵盖9通过螺栓10安装在泵体3上，外接动力通过输入轴18传递到主动圆弧齿轮4，主动圆弧齿轮4驱动被动圆弧齿轮6在啮合点5啮合。油液通过吸油口8进入低压腔7，沿齿轮两侧输送到高压腔2，通过压油口1输出。

Claims (3)

1.一种动静压承载圆弧齿轮油泵，包括内腔设有互相啮合的主动圆弧齿轮(4)和被动圆弧齿轮(6)的泵体(3)，在泵体(3)的高压腔(2)一侧开设有压油口(1)、低压腔(7)一侧开设有吸油口(8)，在泵体(3)的两侧扣设安装有泵盖(9)，主动圆弧齿轮(4)的输入轴(18)由开设在泵盖(9)上的轴孔穿出；其特征在于：在泵盖(9)的内侧设有对主动圆弧齿轮(4)和被动圆弧齿轮(6)两者的齿轮轴进行支承的动压轴承；

动压轴承包括开设在泵盖(9)内端面上的齿轮轴孔，在齿轮轴孔的内壁上沿周向开设有多个轴向方向延伸的轴侧动压槽(13)，其中位于低压腔(7)一侧的各轴侧动压槽(13)构成静压平衡槽(15)；在泵盖(9)内还开设有油道(14)，其一端贯通至高压腔(2)、另一端贯通至静压平衡槽(15)；在主动圆弧齿轮(4)和被动圆弧齿轮(6)两者的齿轮轴轴肩与齿轮轴孔的内壁之间还设有支撑环(16)；在泵盖(9)的内端面上、齿轮轴孔外侧的周向开设有多个径向延伸的轮侧动压槽(12)，位于主动圆弧齿轮(4)和被动圆弧齿轮(6)两侧的轮侧动压槽(12)对称、提供的轴向力大小相等、方向相反。

2.如权利要求1所述的动静压承载圆弧齿轮油泵，其特征在于：泵体(3)与泵盖(9)之间采用螺栓(11)紧固连接，在泵体(3)与泵盖(9)两者的对接部位之间设有泵盖密封(10)。

3.如权利要求1所述的动静压承载圆弧齿轮油泵，其特征在于：在输入轴(18)与所在轴孔的孔壁之间设有轴密封圈(17)。