CN109268259A - 一种低流量脉动的齿轮泵及降噪方法 - Google Patents

一种低流量脉动的齿轮泵及降噪方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于齿轮泵技术领域，具体涉及一种低流量脉动的齿轮泵及降噪方法，通过在齿轮泵排油通道出口处设置动态流量调节机构，动态调整排油通道出口处面积，提供一个额外的流量脉动，使泵的整体对外输出流量平稳。所涉及的结构对泵的外形尺寸不会有太多的增加，结构较简单，不会由于额外的配合齿轮而增加制造成本。通过对凸轮的轮廓设计，可以更加有效直接地对齿轮泵原有脉动进行抵消,并且根据齿轮泵的规格不同，也只需调整凸轮的外轮廓或者动作销的直径即可，较为灵活可控。通过形成一个额外的流量脉动作用于齿轮泵的出口流量，通过两个脉动之间的彼此抵消与补偿让齿轮泵的输出流量更加平稳。

Description

一种低流量脉动的齿轮泵及降噪方法
技术领域
本发明属于齿轮泵技术领域，具体涉及一种低流量脉动的齿轮泵及降噪方法。
背景技术
液压系统工作质量的好坏与泵的瞬时流量有直接关系，齿轮泵的流量脉动不仅是液压系统产生压力脉动的直接因素，也是产生冲击、振动和噪声的主要因素。流量脉动越大，越容易引起冲击、振动和噪声，这对轴承、轴和密封圈极为不利，进而会使系统的精度和平稳性降低、均匀性变差。
而对于齿轮泵而言，其输出流量是连续的，但具有一波动性，这个属性是齿轮泵的固有特性，根本上是由于齿轮啮合副在转动过程中啮合点在啮合线上往复运动导致的。
目前现有技术中常利用径向并联式齿轮泵和轴向并联式齿轮泵齿轮错位安装的方法来降低齿轮泵的流量脉动；另外根据齿轮泵的流量脉动系数，也可通过增加齿轮齿数和刀具压力角的方法减小波动性。
现有技术中利用径向并联式齿轮泵和轴向并联式齿轮泵齿轮错位安装来降低齿轮泵的流量脉动的方法，势必会带来加工和装配上的额外负担，增加了齿轮泵的结构复杂性，这样会让齿轮泵失去一定的市场竞争力：成本的大幅增加、结构复杂、可靠性差，另外多齿轮副啮合会对齿轮加工提出更加苛刻的要求。同时在某些对泵的空间尺寸有严格要求的情况下时，利用径向并联式齿轮泵和轴向并联式齿轮泵齿轮错位安装来降低齿轮泵的流量脉动的方法就不适用了。另外，通过以上方式进行抵消脉动的方法只能依靠轮齿之间的相位差来实现，抵消效果有限，可控性较差。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种低流量脉动的齿轮泵及降噪方法，通过设置动态流量调节机构，提供一个额外的流量脉动，抵消泵的输出流量脉动。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种低流量脉动的齿轮泵，包括泵体以及设置在泵体内的齿轮，所述泵体的排油通道出口处设有动态流量调节机构，通过该流量调节机构可以动态调整排油通道出口处面积，改变输出流量。
所述动态流量调节机构包括动力组件和设置在排油通道出口处可移动的调节件，所述动力组件与调节件联接，通过动力组件可以带动调节件移动，从而改变排油通道出口处面积。
所述调节件采用动作销，动作销与排油通道出口处滑动联接；动力组件采用凸轮，凸轮与动作销接触联接，通过凸轮转动带动动作销移动。
所述凸轮与泵体内的齿轮轴连接。
一种齿轮泵降脉方法，通过在齿轮泵排油通道出口处设置动态流量调节机构，动态调整排油通道出口处面积，提供一个额外的流量脉动，使泵的整体对外输出流量平稳。
所述动态流量调节机构是指：利用动作销在的排油通道出口处伸缩运动，从而所产生的额外流量脉动，动作销通过凸轮带动其运动。
根据齿轮泵的输出流量脉动特性，对凸轮外轮廓进行设计。
凸轮与齿轮泵的齿轮轴连接，凸轮可随齿轮一同转动。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：
所涉及的结构对泵的外形尺寸不会有太多的增加，结构较简单，不会由于额外的配合齿轮而增加制造成本。
通过对凸轮的轮廓设计，可以更加有效直接地对齿轮泵原有脉动进行抵消,并且根据齿轮泵的规格不同，也只需调整凸轮的外轮廓或者动作销的大小即可，较为灵活可控。
通过形成一个额外的流量脉动作用于齿轮泵的出口流量，通过两个脉动之间的彼此抵消与补偿让齿轮泵的输出流量更加平稳。
附图说明
图1是本发明的原理图；
图2是本发明动态流量调节机构结构示意图一；
图3是本发明动态流量调节机构结构示意图二；
图4是本发明侧板结构示意图一；
图5是本发明侧板结构示意图二；
其中：1为泵体，2为排油通道，3为吸油通道，4为侧板，5为齿轮轴，6为调节件，7为凸轮，8为滑槽，9为齿轮。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种齿轮泵降脉方法，通过在齿轮泵排油通道出口处设置动态流量调节机构，动态调整排油通道出口处面积，提供一个额外的流量脉动，使泵的整体对外输出流量平稳。动态流量调节机构是指：利用动作销在的排油通道出口处伸缩运动，从而所产生的额外流量脉动，动作销通过凸轮带动其运动。
排油通道出口处利用凸轮外顶动作销的方式来提供一个额外的流量脉动，通过设计合适的凸轮外曲线来抵消泵的输出流量脉动，使泵的整体对外输出流量平稳。
凸轮随齿轮转动的同时，可以按照齿轮泵的输出流量脉动特性，让动作销有规律地做出相应调整以平衡流量脉动。利用凸轮的转动控制其脉动的幅值以及频率，起到抵消泵的总输出脉动的效果。
如图1至4所示，一种低流量脉动的齿轮泵，包括泵体1以及设置在泵体1内的齿轮9，泵体1的排油通道2出口处设有动态流量调节机构，通过该流量调节机构可以动态调整排油通道2出口处面积，改变输出流量。
动态流量调节机构包括动力组件和设置在排油通道2出口处可移动的调节件6，动力组件与调节件6联接，通过动力组件可以带动调节件6移动，即调节件6可以挡住排油通道2出口，并通过移动改变遮挡区域的面积，从而调节排油通道2出口处面积。
根据泵的原有输出流量的脉动特性合理设计，当泵原输出流量脉动处于波峰的时候，调节件6移动减小遮挡面积，从而增加泵排油通道2容积，使泵实际排出油液的体积减小，达到降低泵瞬时输出流量的波峰值；反之，当泵原输出流量脉动处于波谷的时候，调节件6移动增大遮挡面积，减小泵排油通道2容积，使泵实际排出油液的体积增大，达到增加泵瞬时输出流量的波谷值。
通过调节件6的移动，改变其对排油通道2出口的遮挡面积，使泵的瞬时输出流量脉动趋于平缓，进而达到降低齿轮泵的输出流量脉动的效果，从而进一步降低齿轮泵的噪音水平。
具体的：调节件6采用动作销，动作销与排油通道2出口处滑动联接，排油通道2出口处（侧板4）上设有相应的滑槽8，动力组件采用凸轮7，凸轮7与动作销接触联接，通过凸轮7转动带动动作销移动。动作销的具体结构可以根据实际情况进行调整，无论采用何种结构只要可以保证其可沿凸轮7外轮廓在排油通道2出口处滑动即可。通过合理设计动作销的长度以及凸轮7的外曲线，使动作销的运动可以调整泵的输出流量脉动，即改变齿轮泵排油通道的过流面积。
同时，为了避免动作销与滑槽8脱离，可以通过设置在滑槽8上设置相应的限位结构，当然也可通过改变动作销的结构实现，如：动作销可采用蘑菇头销，其优选为蘑菇头方销。
凸轮7可以通过外部电机等驱动元件实现其转动，优选的：凸轮7与泵体1内的齿轮轴5连接，通过齿轮轴5驱动凸轮7转动。
凸轮7串联在齿轮轴5上，外顶一个动作销，布置在泵的排油通道2处，利用侧板4上的导向结构（滑槽8）以及动作销自身结构，可以让动作销可靠地限制在泵的排油通道2处，另外，由于泵的排油通道2处都是高压油，因而会始终对动作销产生一个下压力，使其在传动轴旋转过程中，动作销可以按凸轮7外轮廓线的规律进行往复伸缩运动，进而在齿轮泵排油通道2处直接产生一个由凸轮7外轮廓所控制的流量脉动。
当然，为了保证动作销与凸轮7始终接触，可以通过设置弹簧等结构实现；弹簧的一端与动作销联接，另一端与侧板4联接。
对于该结构而言，动作销处于静止状态的泵输出流量特性与泵原有输出流量的脉动特性规律一致，因此根据泵的原有输出流量的脉动特性合理设计凸轮7外轮廓线即可，使其满足：当泵原输出流量脉动处于波峰的时候，动作销向凸轮7方向缩回，增加泵排油通道2容积，使泵实际排出油液的体积减小，达到降低泵瞬时输出流量的波峰值；反之，当泵原输出流量脉动处于波谷的时候，动作销向泵排油通道2方向伸出，减小泵排油通道2容积，使泵实际排出油液的体积增大，达到增加泵瞬时输出流量的波谷值。在动作销的往复伸缩运动过程中，泵的瞬时输出流量脉动趋于平缓，进而达到降低齿轮泵的输出流量脉动的效果，从而进一步降低齿轮泵的噪音水平。
如图5所示，动态流量调节机构的具体数量可以根据实际情况设定，可以设有一个，也可设有两个。当设有两个时，其中一个凸轮与主动齿轮联接，另一个凸轮与从动联接，可以更加方便灵活地调整泵的实际输出流量。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种低流量脉动的齿轮泵，其特征在于：包括泵体（1）以及设置在泵体（1）内的齿轮（9），所述泵体（1）的排油通道（2）出口处设有动态流量调节机构，通过该流量调节机构可以动态调整排油通道（2）出口处面积，改变输出流量。
2.根据权利要求1所述的一种低流量脉动的齿轮泵，其特征在于：所述动态流量调节机构包括动力组件和设置在排油通道（2）出口处可移动的调节件（6），所述动力组件与调节件（6）联接，通过动力组件可以带动调节件（6）移动，从而改变排油通道（2）出口处面积。
3.根据权利要求2所述的一种低流量脉动的齿轮泵，其特征在于：所述调节件（6）采用动作销，动作销与排油通道（2）出口处滑动联接；动力组件采用凸轮（7），凸轮（7）与动作销接触联接，通过凸轮（7）转动带动动作销移动。
4.根据权利要求3所述的一种低流量脉动的齿轮泵，其特征在于：所述凸轮（7）与泵体（1）内的齿轮（9）轴连接。
5.一种齿轮泵降脉方法，其特征在于：通过在齿轮泵排油通道出口处设置动态流量调节机构，动态调整排油通道出口处面积，提供一个额外的流量脉动，使泵的整体对外输出流量平稳。
6.根据权利要求5所述的一种齿轮泵降脉方法，其特征在于：所述动态流量调节机构是指：利用动作销在的排油通道出口处伸缩运动，从而所产生的额外流量脉动，动作销通过凸轮带动其运动。
7.根据权利要求6所述的一种齿轮泵降脉方法，其特征在于：根据齿轮泵的输出流量脉动特性，对凸轮外轮廓进行设计。
8.根据权利要求6或7所述的一种齿轮泵降脉方法，其特征在于：凸轮与齿轮泵的齿轮轴连接，凸轮可随齿轮一同转动。
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