CN109869310A - 一种高粘度介质用润滑齿轮泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高粘度介质用润滑齿轮泵，包括：泵体，其上设有进油腔道和润滑腔道一，其中，进油腔道包括按照进油方向顺序连接的第一进油腔道和第二进油腔道，第一进油腔道的进油效率大于第二进油腔道；齿轮传动组件，包括设于泵体内的均为斜齿轮的主动齿轮和从动齿轮，其中，主动齿轮两侧端面与主动齿轮轴轴身的交接处均设有第一沟槽，从动齿轮两侧端面与从动齿轮轴轴身的交接处均设有第二沟槽，从动齿轮轴上设有通孔；以及后端盖，其上设有润滑腔道二，其中，润滑腔道一、通孔、润滑腔道二、以及泵体内孔间形成循环的润滑回路。本发明在实现降低噪音、提高自吸性能的同时，也降低了齿轮泵的磨损，能够延长齿轮泵的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种流体输送泵体装置，尤其是涉及一种高粘度介质用润滑齿轮泵。
背景技术
外啮合齿轮泵一般用于油的输送、驳运，该装置主要包括泵体、设于泵体内的一对外啮合的齿轮、以及设于泵体上的端盖，所述齿轮的齿轮轴经滑动轴承安装在设于端盖中的轴承座内，其中，主动齿轮的齿轮轴穿过端盖与驱动机构连接。
现有齿轮泵中所采用的齿轮通常分为直齿轮和斜齿轮两种。
采用常规直齿轮时，直齿轮沿齿宽同时进入啮合，因而产生冲击振动噪音，传动不平稳。
采用斜齿轮时，齿轮开始啮合和脱离啮合都是逐渐的，因而传动平稳，噪音小，并且斜齿轮螺旋角越大，重合度也就越大，越有利于运动平稳和降低噪音，但是缺点在于工作时产生的轴向力也越大，这对齿轮泵的接合面(齿轮端面、泵体和端盖上与齿轮端面相接合的面)和滑动轴承会产生严重磨损，造成齿轮泵迅速失效，降低齿轮泵的使用寿命。
针对高粘度介质(介质运动粘度范围：1000mm2/S～20000mm2/S)来说，现有的齿轮泵往往还存在自吸性能不够的问题，导致介质吸入缓慢，效率低，并容易充斥大量气泡，从而产生汽蚀，也降低了齿轮泵的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高粘度介质用润滑齿轮泵，以实现在降低噪音、提高自吸性能的同时，延长齿轮泵的使用寿命。
为此，本发明采用了以下技术方案：
一种高粘度介质用润滑齿轮泵，包括：泵体，其前端具有与泵体一体成型的前端盖部，其上设有进油口、与所述进油口连通的进油腔道、出油口、与所述出油口连通的出油腔道、以及润滑腔道一，其中，所述进油腔道包括按照进油方向顺序连接的第一进油腔道和第二进油腔道，所述第一进油腔道的腔内容积大于第二进油腔道，所述第一进油腔道的腔道截面面积大于第二进油腔道的腔道截面面积；齿轮传动组件，包括主动齿轮轴、从动齿轮轴、滑动轴承以及设置于所述泵体内的主动齿轮和从动齿轮，其中，所述主动齿轮和从动齿轮均为斜齿轮，所述主动齿轮轴轴身与主动齿轮两侧端面的交接处均设有第一沟槽，所述从动齿轮轴轴身与从动齿轮两侧端面的交接处均设有第二沟槽，所述主动齿轮轴和/或从动齿轮轴上设有沿轴向布置的通孔；以及后端盖，固连于所述泵体的后端，其上设有润滑腔道二，所述润滑腔道二的首端与紧邻后端盖的第一沟槽、第二沟槽均连通，所述润滑腔道二的末端连通泵体内孔的进油侧，所述后端盖中用于放置滑动轴承的两个轴承孔处于所述润滑腔道二中，其中，所述润滑腔道一与紧邻前端盖部的第一沟槽、第二沟槽均连通，所述前端盖部中用于放置滑动轴承的两个轴承孔处于所述润滑腔道一中，所述通孔连通所述润滑腔道一和润滑腔道二。
进一步地，所述润滑腔道一包括第一子润滑腔道一和第二子润滑腔道一，其中，所述第一子润滑腔道一设有两个，两个所述第一子润滑腔道一分别与紧邻前端盖部的第一沟槽和第二沟槽连通，所述第二子润滑腔道一与两个第一子润滑腔道一分别通过前端盖部中用于放置滑动轴承的两个轴承孔连通，所述通孔连通所述第二子润滑腔道一和润滑腔道二。
进一步地，所述润滑腔道二包括第一子润滑腔道二、第二子润滑腔道二、以及第三子润滑腔道二，其中，所述第一子润滑腔道二设有两个，两个所述第一子润滑腔道二分别与紧邻后端盖的第一沟槽和第二沟槽连通，所述第二子润滑腔道二与两个第一子润滑腔道二分别通过后端盖中用于放置滑动轴承的两个轴承孔连通，所述第三子润滑腔道二连通所述第二子润滑腔道二和泵体内孔的进油侧，所述通孔连通所述第二子润滑腔道一和第二子润滑腔道二。
进一步地，所述从动齿轮轴位于主动齿轮轴的下方，其中，所述通孔仅设于所述从动齿轮轴上。
进一步地，所述进油腔道呈阶梯孔状，所述第一进油腔道的横截面呈T形。
进一步地，所述出油腔道包括第一出油腔道和第二出油腔道，其中，按照出油方向所述第二出油腔道和第一出油腔道顺序连接，所述第一出油腔道的腔内容积大于第二出油腔道，所述第一出油腔道的腔道截面面积大于第二出油腔道的腔道截面面积。
进一步地，所述泵体上设有两个第一卸荷槽，其中，两个所述第一卸荷槽中的一个处于进油口侧并与进油口连通，另一个处于出油口侧并与出油口连通。
进一步地，所述后端盖上设有两个第二卸荷槽，其中，两个所述第二卸荷槽中的一个处于进油口侧并与进油口连通，另一个处于出油口侧并与出油口连通。
进一步地，所述泵体和/或后端盖为合金铸铁制成。
本发明具有以下技术效果：
(1)本发明在保证齿轮泵进油口与泵体内孔接通时的密封性的基础上，扩大了进油腔道的容积和腔道截面面积，有效提高了齿轮泵的自吸性能，使得介质的吸入效率得到提高，能够达到高粘度介质输送的需求；
(2)本发明中的泵体内孔、润滑腔道一、通孔、以及润滑腔道二形成了循环的润滑回路，从而能够有效降低齿轮泵接合面以及滑动轴承的磨损，也降低了齿轮泵在工作时产生的热量，另外，还便于消除泵体内的气泡，降低汽蚀度，这均有利于提高齿轮泵的使用寿命和使用性能；
(3)本发明中所述第一沟槽和第二沟槽的设计使得齿轮泵工作时有部分油液介质进入第一沟槽和第二沟槽中，这两部分的油液介质对齿轮啮合时产生的轴向分力有平衡作用，从而降低了该轴向力对齿轮泵接合面的磨损，使得齿轮泵的使用寿命得到提高。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1a为本发明中主动齿轮的结构示意图；
图1b为图1a中A处的局部放大图；
图1c为本发明中从动齿轮的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3示出了本发明的内部结构；
图4a为本发明中泵体的结构示意图；
图4b为沿图4a中A-A线的剖视图；
图4c为沿图4b中B-B线的剖视图；
图4d为沿图4b中C-C线的剖视图；
图4e为沿图4a中D-D线的剖视图；
图5a为本发明中后端盖的结构示意图；
图5b为沿图5a中E-E线的剖视图；以及
图5c为沿图5a中F-F线的剖视图。
附图标记说明
1、泵体； 11、前端盖部；
12、进油口； 13、进油腔道；
13a、第一进油腔道； 13b、第二进油腔道；
14、出油口； 15、出油腔道；
15a、第一出油腔道； 15b、第二出油腔道；
16、润滑腔道一； 16a、第一子润滑腔道一；
16b、第二子润滑腔道一； 17、第一卸荷槽；
21、主动齿轮； 22、从动齿轮；
23、第一沟槽； 24、第二沟槽；
25、通孔； 3、后端盖；
31、润滑腔道二； 31a、第一子润滑腔道二；
31b、第二子润滑腔道二； 31c、第三子润滑腔道二；
32、第二卸荷槽。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图2、3所示，本发明的高粘度介质用润滑齿轮泵为两段式结构，包括泵体1、齿轮传动组件、以及后端盖3。
如图4a～4e以及图2所示，所述泵体1的前端具有与泵体1一体成型的前端盖部11，所述泵体1上设有进油口12、与所述进油口12连通的进油腔道13、出油口14、与所述出油口14连通的出油腔道15、以及润滑腔道一16，其中，所述进油腔道13包括按照进油方向顺序连接的第一进油腔道13a和第二进油腔道13b即所述第一进油腔道13a与进油口12接通所述第二进油腔道13b与泵体内孔接通，所述第一进油腔道13a的腔内容积大于第二进油腔道13b，并且所述第一进油腔道13a的腔道截面面积大于第二进油腔道13b的腔道截面面积。
如图1a～1c以及图3所示，所述齿轮传动组件包括主动齿轮轴、从动齿轮轴、多个滑动轴承以及设置于所述泵体1内的一对外啮合的主动齿轮21和从动齿轮22，其中，所述主动齿轮21和从动齿轮22均为斜齿轮，所述主动齿轮轴轴身与主动齿轮21两侧端面的交接处均设有第一沟槽23，所述从动齿轮轴轴身与从动齿轮22两侧端面的交接处均设有第二沟槽24，所述主动齿轮轴和/或从动齿轮轴上设有沿轴向布置的通孔25。
所述后端盖3通过螺栓固连于所述泵体1的后端，所述后端盖3上设有润滑腔道二31，所述润滑腔道二31的首端与紧邻后端盖3的第一沟槽23、第二沟槽24均连通，所述润滑腔道二31的末端连通泵体内孔的进油侧，所述后端盖3中用于放置滑动轴承的两个轴承孔处于所述润滑腔道二31中。
其中，所述润滑腔道一16与紧邻前端盖部11的第一沟槽23、第二沟槽24均连通，所述前端盖部11中用于放置滑动轴承的两个轴承孔处于所述润滑腔道一16中，所述润滑腔道一16和润滑腔道二31通过所述通孔25连通。
所述润滑腔道一16、润滑腔道二31、以及通孔25的设计使得齿轮泵工作时，所述润滑腔道一16、通孔25、润滑腔道二31、以及泵体内孔间形成了循环的润滑回路，油液介质能够通过多个滑动轴承再回到泵体内孔的进油侧，这样一来有效降低了齿轮泵接合面以及滑动轴承的磨损，也降低了齿轮泵在工作时产生的热量，另外，还便于消除泵体内的气泡，降低汽蚀度，这均有利于提高齿轮泵的使用寿命和使用性能。
为了要保证齿轮泵进油口与泵体内孔接通时的密封性即进油口与泵体内孔接通时需保证大于一齿的密封面积，使得进油腔道的与泵体内孔接通处的腔道截面面积不宜过大，本发明中所述进油腔道的设计在保证齿轮泵进油口与泵体内孔接通时密封性的基础上扩大了进油腔道的容积和腔道截面面积，相比于传统的无容积变化的进油腔道来说，有效提高了齿轮泵的自吸性能，使得介质的吸入效率得到提高，能够达到高粘度介质输送的需求。
本发明中所述第一沟槽23和第二沟槽24的设计使得齿轮泵工作时有部分油液介质进入第一沟槽23和第二沟槽24中，这两部分的油液介质对齿轮啮合时产生的轴向分力有平衡作用，从而降低了该轴向力对齿轮泵接合面的磨损，使得齿轮泵的使用寿命得到提高。并且所述第一沟槽23、第二沟槽24和润滑腔道一16以及润滑腔道二31连通，故而不会因这两部分油液介质的存在而产生噪声和传动不平稳。
本发明中所述前端盖部11与泵体1一体成型，使得齿轮泵的整体结构更为紧凑，有效减小轴向尺寸，减少连接部分，提高了密封可靠性。
具体地，所述润滑腔道一16包括第一子润滑腔道一16a和第二子润滑腔道一16b，其中，所述第一子润滑腔道一16a设有两个，两个所述第一子润滑腔道一16a中的一个与紧邻前端盖部11的第一沟槽23连通，另一个与紧邻前端盖部11的第二沟槽24连通，所述第二子润滑腔道一16b与两个第一子润滑腔道一16a分别通过前端盖部11中用于放置滑动轴承的两个轴承孔连通，所述通孔25连通所述第二子润滑腔道一16b和润滑腔道二31。
具体地，如图5a～5c所示，所述润滑腔道二31包括第一子润滑腔道二31a、第二子润滑腔道二31b、以及第三子润滑腔道二31c。
其中，所述第一子润滑腔道二31a设有两个，两个所述第一子润滑腔道二31a中的一个与紧邻后端盖3的第一沟槽23连通，另一个与紧邻后端盖3的第二沟槽24连通，所述第二子润滑腔道二31b与两个第一子润滑腔道二31a分别通过后端盖3中用于放置滑动轴承的两个轴承孔连通，所述第三子润滑腔道二31c连通所述第二子润滑腔道二31b和泵体内孔的进油侧，所述通孔25连通所述第二子润滑腔道一16b和第二子润滑腔道二31b。
在一实施例中，所述后端盖的与齿轮端面相接合的面上设有改性环氧耐磨涂层，该涂层的厚度在0.005～0.008mm，以提高后端盖的硬度和强度，满足齿轮泵抗震性能、耐磨性、耐汽蚀性的要求。
本润滑齿轮泵中的多个滑动轴承为DU轴承，在制作时，加入铅、铬成分，以提高轴承的承载能力和耐磨性，确保在高粘度工况下油膜的形成，进而对润滑齿轮泵形成有效润滑和冷却。
考虑到齿轮泵中的从动齿轮通常处于主动齿轮的下方，以及降低加工成本，本发明中的所述通孔25仅设于所述从动齿轮轴上，这样一来也便于将润滑腔道一中的润滑油液介质传送到润滑腔道二中。
在一实施例中，如图4b和图4d所示，所述进油腔道13呈阶梯孔状，所述第一进油腔道13a的横截面呈T字形，以在避开泵体上螺栓连接件的基础上尽可能的扩大第一进油腔道13a的腔内容积，能够进一步提高齿轮泵的自吸性能。
在一实施例中，如图4b和图4c所示，所述出油腔道15包括按照出油方向顺序连接的第二出油腔道15b和第一出油腔道15a即第二出油腔道15b与泵体内孔接通第一出油腔道15a与出油口14接通，所述第一出油腔道15a的腔内容积大于第二出油腔道15b，所述第一出油腔道15a的腔道截面面积大于第二出油腔道15b的腔道截面面积，以提高油液介质的排出效率。所述第一出油腔道15a的横截面也呈T字形设计。
本发明的齿轮泵采用多腔道、大腔道设计，也使齿轮泵具有轻量化的特点。
齿轮泵工作时，主动齿轮与从动齿轮啮合时会出现困油现象，为此，所述泵体1上对应困油区的位置设有两个第一卸荷槽17，两个所述第一卸荷槽17中一个处于进油口侧并与进油口12连通，另一个处于出油口侧并与出油口14连通，以将困油区的油液介质排走，保证齿轮泵平稳运行。
进一步地，所述后端盖3上对应困油区的位置设有两个第二卸荷槽32，两个所述第二卸荷槽32中一个处于进油口侧并与进油口12连通，另一个处于出油口侧并与出油口14连通，以进一步保证将困油区的油液介质排出。
另外，上述处于出油口侧的第一卸荷槽17和第二卸荷槽32内的高压油液介质对运转中的齿轮端面有支撑作用，能够有效平衡齿轮啮合时产生的轴向分力，从而降低了磨损，能够进一步提高齿轮泵的使用寿命和使用性能。
本发明减小了两个所述第一卸荷槽17之间的卸荷槽间距以及两个所述第二卸荷槽32之间的卸荷槽间距，并扩大了第一卸荷槽17以及第二卸荷槽32的卸荷槽长度L2，在保证卸荷槽处一齿密封的前提下，提高了卸荷槽的卸荷效果。
本发明中的所述泵体1和后端盖3由新开发的合金铸铁制成。
该新开发的合金铸铁按重量百分比计，其组成分及含量为：碳2.5～3.5％、硅1.6～1.8％、锰0.7～0.9％、硫0.07～0.12％、磷0.01～0.06％、铜0.3～0.5％、钼0.15～0.2％、铬0.1～0.15％、余量为铁。
实施例1的合金铸铁的组成分
实施例2的合金铸铁的组成分
实施例3的合金铸铁的组成分
本发明中的泵体1和后端盖3的硬度能达到210～220HBS。
现有的齿轮泵上泵体与端盖所使用的成型材料也是合金铸铁，其按重量百分比计，其组成分及含量为：碳2.5～3.5％、硅1.92～2.01％、锰0.55～0.6％、硫小于0.6％、磷小于0.1％、余量为铁。现有的合金铸铁的泵体和端盖的硬度在170～210HBS。
本发明中的泵体和后端盖由新开发的合金铸铁制成，与现有的合金铸铁相比，提高了泵壳的耐磨性，更加符合润滑齿轮泵的特殊工况需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高粘度介质用润滑齿轮泵，其特征在于，包括：
泵体(1)，其前端具有与泵体(1)一体成型的前端盖部(11)，其上设有进油口(12)、与所述进油口(12)连通的进油腔道(13)、出油口(14)、与所述出油口(14)连通的出油腔道(15)、以及润滑腔道一(16)，其中，所述进油腔道(13)包括按照进油方向顺序连接的第一进油腔道(13a)和第二进油腔道(13b)，所述第一进油腔道(13a)的腔内容积大于第二进油腔道(13b)，所述第一进油腔道(13a)的腔道截面面积大于第二进油腔道(13b)的腔道截面面积；
齿轮传动组件，包括主动齿轮轴、从动齿轮轴、滑动轴承以及设置于所述泵体(1)内的主动齿轮(21)和从动齿轮(22)，其中，所述主动齿轮(21)和从动齿轮(22)均为斜齿轮，所述主动齿轮轴轴身与主动齿轮(21)两侧端面的交接处均设有第一沟槽(23)，所述从动齿轮轴轴身与从动齿轮(22)两侧端面的交接处均设有第二沟槽(24)，所述主动齿轮轴和/或从动齿轮轴上设有沿轴向布置的通孔(25)；以及
后端盖(3)，固连于所述泵体(1)的后端，其上设有润滑腔道二(31)，所述润滑腔道二(31)的首端与紧邻后端盖(3)的第一沟槽(23)、第二沟槽(24)均连通，所述润滑腔道二(31)的末端连通泵体内孔的进油侧，所述后端盖(3)中用于放置滑动轴承的两个轴承孔处于所述润滑腔道二(31)中，
其中，所述润滑腔道一(16)与紧邻前端盖部(11)的第一沟槽(23)、第二沟槽(24)均连通，所述前端盖部(11)中用于放置滑动轴承的两个轴承孔处于所述润滑腔道一(16)中，所述通孔(25)连通所述润滑腔道一(16)和润滑腔道二(31)。
2.根据权利要求1所述的高粘度介质用润滑齿轮泵，其特征在于，所述润滑腔道一(16)包括第一子润滑腔道一(16a)和第二子润滑腔道一(16b)，其中，所述第一子润滑腔道一(16a)设有两个，两个所述第一子润滑腔道一(16a)分别与紧邻前端盖部(11)的第一沟槽(23)和第二沟槽(24)连通，所述第二子润滑腔道一(16b)与两个第一子润滑腔道一(16a)分别通过前端盖部(11)中用于放置滑动轴承的两个轴承孔连通，所述通孔(25)连通所述第二子润滑腔道一(16b)和润滑腔道二(31)。
3.根据权利要求2所述的高粘度介质用润滑齿轮泵，其特征在于，所述润滑腔道二(31)包括第一子润滑腔道二(31a)、第二子润滑腔道二(31b)、以及第三子润滑腔道二(31c)，其中，所述第一子润滑腔道二(31a)设有两个，两个所述第一子润滑腔道二(31a)分别与紧邻后端盖(3)的第一沟槽(23)和第二沟槽(24)连通，所述第二子润滑腔道二(31b)与两个第一子润滑腔道二(31a)分别通过后端盖(3)中用于放置滑动轴承的两个轴承孔连通，所述第三子润滑腔道二(31c)连通所述第二子润滑腔道二(31b)和泵体内孔的进油侧，所述通孔(25)连通所述第二子润滑腔道一(16b)和第二子润滑腔道二(31b)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高粘度介质用润滑齿轮泵，其特征在于，所述从动齿轮轴位于主动齿轮轴的下方，其中，所述通孔(25)仅设于所述从动齿轮轴上。
5.根据权利要求1所述的高粘度介质用润滑齿轮泵，其特征在于，所述进油腔道(13)呈阶梯孔状，所述第一进油腔道(13a)的横截面呈T形。
6.根据权利要求1所述的高粘度介质用润滑齿轮泵，其特征在于，所述出油腔道(15)包括第一出油腔道(15a)和第二出油腔道(15b)，其中，按照出油方向所述第二出油腔道(15b)和第一出油腔道(15a)顺序连接，所述第一出油腔道(15a)的腔内容积大于第二出油腔道(15b)，所述第一出油腔道(15a)的腔道截面面积大于第二出油腔道(15b)的腔道截面面积。
7.根据权利要求1所述的高粘度介质用润滑齿轮泵，其特征在于，所述泵体(1)上设有两个第一卸荷槽(17)，其中，两个所述第一卸荷槽(17)中的一个处于进油口侧并与进油口(12)连通，另一个处于出油口侧并与出油口(14)连通。
8.根据权利要求7所述的高粘度介质用润滑齿轮泵，其特征在于，所述后端盖(3)上设有两个第二卸荷槽(32)，其中，两个所述第二卸荷槽(32)中的一个处于进油口侧并与进油口(12)连通，另一个处于出油口侧并与出油口(14)连通。
9.根据权利要求1所述的高粘度介质用润滑齿轮泵，其特征在于，所述泵体(1)和/或后端盖(3)为合金铸铁制成。
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