CN110939565A - 外啮合齿轮泵及电动滑油泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种外啮合齿轮泵及电动滑油泵，电动滑油泵包括外啮合齿轮泵和安装板，外啮合齿轮泵通过螺丝设置于安装板上；其中外啮合齿轮泵包括由上、下壳体盖合形成有泵腔室的泵壳体，通过轴承设置于泵腔室内两个相互外啮合的齿轮；齿轮由电机驱动转动；泵腔室的端面包括进油槽，进油槽沿齿轮的轮缘方向延伸、且与进油腔侧的至少部分齿轮的轮齿重合，齿轮的至少一侧设置有进油槽，进油槽与进油管路连通。本发明的通过采用可从齿轮侧向和齿顶叠加方式进油，增大进油腔面积，减小了单一齿顶方向进油，避免了滑油受径向离心力作用产生的填充不足现象，消除了因气穴现象造成的振动噪声和流量的下降，同时降低了电动滑油泵的功率损耗。
Description
技术领域
本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种外啮合齿轮泵，具体为用于燃气涡轮发动机的滑油系统的电动滑油泵。
背景技术
目前，绝大多数燃气涡轮发动机都采用循环式滑油系统，使用润滑油为关键部件进行冷却和润滑，以提升其寿命，保证核心部件正常工作。
滑油泵是滑油系统中用于滑油增压和输送的动力源，是滑油系统的关键部件。特别在航空领域，由于其使用工作环境、性能要求极为苛刻，因此，保证其环境适应能力和性能的稳定性一直是一项技术难题。传统的外啮合齿轮滑油泵在高速运转时，滑油受径向离心力作用，易产生填充不足现象，成局部真空，使油液中溶解的气体分离，产生气穴现象，引起噪声和气蚀等现象。由于困油现象，使轴和轴承受很大的径向力，同时无功损耗增加，油液发热。而且多为机械驱动形式，集成度低，体积大、质量重，为了驱动滑油泵需设计专门的附件传动机构，导致其占据发动机总重量不小的份额。另外，受制于零件加工精度低及一致性差的制造问题，传统滑油泵设计上常常采用降低部件精度，并提高其能力裕度，必然导致滑油泵自身功重比一直较低。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种外啮合齿轮泵及电动滑油泵，以解决现有技术中易产生气穴现象造成的振动噪声和流量下降的技术问题。
本发明的目的之一是提供一种外啮合齿轮泵及电动滑油泵，以解决现有技术中电动滑油泵集成度差，体积大、重量重的技术问题。
本发明的目的之一是提供一种外啮合齿轮泵及电动滑油泵，以解决现有技术中无功损耗大，油液易发热的技术问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
本发明的一种外啮合齿轮泵，包括：
由上、下壳体盖合形成有泵腔室的泵壳体；
通过轴承设置于所述泵腔室内两个相互外啮合的齿轮；
所述齿轮由电机驱动转动；
其中，所述泵腔室的端面包括进油槽，所述进油槽沿齿轮的轮缘方向延伸、且与进油腔侧的至少部分所述齿轮的轮齿重合，所述齿轮的至少一侧设置有所述进油槽，所述进油槽与进油管路连通。
在上述技术方案中，泵腔室的齿轮一侧设置部分与齿轮轮齿重合的进油槽，进油槽沿齿轮轮缘方向延伸，进油时，油液可从齿轮的侧向进入至轮齿，通过采用齿侧和齿顶叠加方式进出油，并增大进油腔面积，减小了单一齿顶方向进油，避免了滑油受径向离心力作用产生的填充不足现象，消除了因气穴现象造成的振动噪声和流量的下降，同时降低了齿轮泵功率损耗。
进一步改进在于，还包括单向阀，所述单向阀整体嵌套集成于外啮合齿轮泵的压油腔的出油管路内。在出油管路内集成单向阀，可防止油液回流的同时，缩小泵的体积。
更进一步改进在于，所述单向阀包括由内向外依次设置的阀套一、阀芯一、压缩弹簧、弹簧支撑筒、卡圈；其中，所述阀套一的外壁紧密与所述压油腔的出油管路内壁嵌套连接，所述阀芯一内端部可与所述阀套一的外端部密贴合或脱开连接；所述压缩弹簧内端与所述阀芯一外端部抵触连接，所述压缩弹簧外端嵌设所述弹簧支撑筒内，所述卡圈镶嵌于所述压油腔的出油管路内壁上的卡槽内，将所述阀套一、阀芯一、压缩弹簧、弹簧支撑筒限制于所述压油腔的出油管路内。
优选地，阀芯一内端以锥面的方式与阀套一的内锥面紧密贴合，压缩弹簧的开启压力小于等于0.05Mpa。
在上述技术方案中，单向阀的阀芯采用外锥面与阀套的内锥面配合连接，相比传统单向阀采用球面封严结构，密封接触面积大，密封效果好，保证了与压油腔连通的滑油系统油压；压缩弹簧的开启压力不大于0.05Mpa，使开启单向阀的油压较小，油压对单向阀的做功可忽略不计，降低了齿轮泵的功率损耗。
进一步改进在于，还包括稳压阀，所述稳压阀出口端与进油口管路连通，所述稳压阀的进口端与所述压油腔的出油管路连通，用于在所述压油腔的出油管路的压力超过所述稳压阀中弹簧的预紧压力时，将出油口与进油口管路连通。
在上述技术方案中，在泵的壳体内集成有稳压阀，可保证压油腔的出油管路压力的稳定性，起到溢流泄压的作用。外啮合齿轮泵壳体管道集成的稳压阀或单向阀，其结构独立，性能可靠，极大的减小了泵的外形尺寸，符合小型化和紧凑化的设计理念。
进一步改进在于，所述稳压阀包括由内向外依次设置于所述下壳体的阀孔内的阀套二、阀芯二、压缩弹簧、堵盖，所述阀孔底部中心与所述压油腔的出油管路连通；其中，所述阀套二密封嵌套于所述阀孔底部，所述阀套二的侧壁包括至少一个贯穿管壁的卸油孔，所述卸油孔与所述进油口管路连通，所述阀芯二嵌套于所述阀套二内，所述堵盖旋设于所述阀孔口部，将阀套二、阀芯二封挡于阀孔内，所述压缩弹簧设置于所述阀芯二与堵盖之间。
进一步改进在于，所述稳压阀还包括压力调节螺杆；所述堵盖中心设有螺纹通孔，所述压力调节螺杆上端穿过所述螺纹通孔、并与之螺纹连接，所述压力调节螺杆下端与压缩弹簧连接，所述压力调节螺杆下端设有密封圈与所述堵盖密封连接，所述压力调节螺杆上端设有锁紧螺母。稳压阀的压力调节范围为0.2-0.3Mpa，最高油压小于等于0.6Mpa。通过设置压力调节螺杆，可实现适用不同工作压力环境，适应性强。
进一步改进在于，所述电机为空心杯直流电机，所述电机通过转接法兰与所述上壳体连接，所述电机的输出轴通过浮动转接轴驱动所述齿轮转动；所述浮动转接轴及被动齿轮轴通过滑动轴承支撑于所述上壳体内，所述浮动转接轴上端通过耐高压橡胶旋转油封将所述电机和齿轮增压腔密封隔离。电机采用空心杯直流电机，大大降低了驱动元件的重量，结合齿轮泵优异的功率损失特性，即使在电机起动转矩较小的情况，泵依旧能良好的运转，从而替代了机械驱动齿轮泵的传动形式，进一步降低了滑油系统和发动机整体质量。
进一步改进在于，所述滑动轴承包括两个侧壁具有平面、且平面相互对接的锡青铜滑动轴承，两个所述锡青铜滑动轴承的对接面设置有定位销连接，形成整体式的滑动轴承。采用单支点锡青铜合金滑动轴承和铝合金壳体组合支撑方式代替滚动轴承支撑方式，在啮合位置实现轴承与齿轮全油膜润滑，降低了摩擦损失，提高齿轮传动机械效率，同时减小了泵体设计尺寸，提高了泵的寿命。
进一步改进在于，所述齿轮的两侧对称设置有所述进油槽。
本发明还提供了一种电动滑油泵，其包括外啮合齿轮泵、安装板，其中，所述外啮合齿轮泵为上述任一项所述的外啮合齿轮泵，所述下壳体通过螺丝设置于所述安装板上。
本发明的电动滑油泵通过采用可从齿轮侧向和齿顶叠加方式进油，增大进油腔面积，减小了单一齿顶方向进油，避免了滑油受径向离心力作用产生的填充不足现象，消除了因气穴现象造成的振动噪声和流量的下降；同时降低了电动滑油泵的功率损耗；电动滑油泵使用了集成有单向阀、稳压阀的外啮合齿轮泵，部件结构独立，性能可靠，极大的减小了滑油泵的尺寸，具有体积小重量轻的优点；采用单支点锡青铜合金滑动轴承，在啮合位置实现轴承与齿轮全油膜润滑，降低了摩擦损失，提高齿轮传动机械效率，同时减小了泵体设计尺寸，提高了泵的寿命。
附图说明
图1为本发明一种电动滑油泵的结构示意图；
图2为本发明中外啮合齿轮泵的俯视图；
图3为图2中C-C剖面示意图；
图4为发明中外啮合齿轮泵的侧视图；
图5为图4中E-E的剖面示意图；
图6为图4中F-F的剖面示意图；
图7为本发明中下壳体的结构示意图；
图8为本发明中上壳体的示意图，图中镶嵌有轴承。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。
如图1至图8所示，本发明提供了一种电动滑油泵，其包括外啮合齿轮泵1和安装板10，外啮合齿轮泵1通过螺丝安装在所述安装板10上；其中，外啮合齿轮泵包括泵壳体1’、设置于泵壳体1’内相互外啮合的齿轮2、电机3；
具体地，泵壳体1’包括相互盖合形成有泵腔室13的上壳体11、下壳体12，上壳体11下表面与下壳体12上表面之间通过密封圈15将两者密封连接；优选地，上壳体11的下表面设有一密封圈槽132，安装时，密封圈15安放在密封圈槽132内，上壳体11、下壳体12之间通过定位销及螺栓紧固连接，形成具有泵腔室13的泵壳体1’；
齿轮2通过轴承4设置于所述泵腔室13内；如图3、图8所示，作为本发明的一个优选方案，轴承4优选为滑动轴承，滑动轴承包括两个侧壁具有平面、且平面相互对接的锡青铜滑动轴承4’、4，两个所述锡青铜滑动轴承4’、4的对接面设置有定位销连接，形成整体式的滑动轴承。采用单支点锡青铜合金滑动轴承和铝合金壳体组合支撑方式代替滚动轴承支撑方式，在啮合位置实现轴承与齿轮全油膜润滑，降低了摩擦损失，提高齿轮传动机械效率，同时减小了泵体设计尺寸，提高了泵的寿命。
其中，所述泵腔室13的端面包括进油槽131，所述进油槽131沿齿轮的轮缘方向延伸、且与进油腔侧的至少部分所述齿轮2的轮齿重合，所述齿轮2的至少一侧设置有所述进油槽131，所述进油槽131与进油管路14连通。通过在泵腔室13的齿轮2一侧设置部分与齿轮轮齿重合的进油槽131，进油槽131沿齿轮轮缘方向延伸，进油时，油液可从齿轮2的侧向进入至轮齿，通过采用齿侧和齿顶叠加方式进出油，并增大进油腔面积，减小了单一齿顶方向进油，避免了滑油受径向离心力作用产生的填充不足现象，消除了因气穴现象造成的振动噪声和流量的下降，同时降低了齿轮泵功率损耗。
齿轮2由电机3驱动转动，优选地，参照图1、图3所示，电机3采用空心杯直流电机，所述电机3通过转接法兰31与所述上壳体11连接，即转接法兰31通过螺丝紧固在电机3具有输出轴的端部，转接法兰31与上壳体11的法兰螺丝连接为一体。
作为本发明的一个优选方案，如图3所示，所述电机3的输出轴32通过浮动转接轴33驱动齿轮4转动，浮动转接轴33上端采用半圆轴或其他多棱柱轴的方式与电机3的输出轴32连接，两者之间具有一定间隙，使电机3的输出轴可相对于浮动转接轴33的轴向自由移动，浮动转接轴33上端与电机3的输出轴32下端之间设有压缩弹簧35，采用浮动方式将两根转动轴连接，在电机3的输出轴出现轴向或径向跳动时，不会将跳动传递给连接齿轮2的浮动转接轴33，保证了齿轮2转动稳定性。所述浮动转接轴33以及被动齿轮2’的转轴通过滑动轴承4、4’支撑于所述上壳体11内，所述浮动转接轴33上端通过耐高压橡胶旋转油封34将所述电机3和齿轮增压腔之间密封隔离。电机3采用空心杯直流电机，大大降低了驱动元件的重量，结合齿轮泵优异的功率损失特性，即使在电机起动转矩较小的情况，泵依旧能良好的运转，从而替代了机械驱动齿轮泵的传动形式，可进一步降低了滑油系统和发动机整体质量。
作为本发明的一个优选方案，为了提高电动滑油泵的可靠性，在本发明中，参照图4、图6所示，外啮合齿轮泵的出油端B上还集成有一单向阀5，所述单向阀5整体嵌套集成于外啮合齿轮泵1的压油腔的出油管路16内。在出油管路内集成单向阀，既能防止油液回流，同时又大大缩小了泵的体积。
具体地，单向阀5包括由内向外依次设置的阀套一51、阀芯一52、压缩弹簧54、弹簧支撑筒53、卡圈55；其中，所述阀套一51的外壁紧密与所述压油腔的出油管路16内壁嵌套连接，所述阀芯一52内端部可与所述阀套一51的外端部密贴合或脱开连接；所述压缩弹簧54内端与所述阀芯一52外端部抵触连接，通常，阀芯一52的外端面中心位置成型有凸起，压缩弹簧54套在凸起上并抵住阀芯一52的端面；所述压缩弹簧54外端嵌设所述弹簧支撑筒53内，所述卡圈55镶嵌于所述压油腔的出油管路16内壁上的卡槽内，将所述阀套一51、阀芯一52、压缩弹簧54、弹簧支撑筒53限制于所述压油腔的出油管路16内；优选地，阀芯一52内端以锥面的方式与阀套一51的内锥面紧密贴合，压缩弹簧54的开启压力小于等于0.05Mpa。单向阀5的阀芯采用外锥面与阀套的内锥面配合连接，相比传统单向阀采用球面封严结构，密封接触面积大，密封效果好，保证了与压油腔连通的滑油系统油压；压缩弹簧的开启压力不大于0.05Mpa，使开启单向阀的油压较小，油压对单向阀的做功可忽略不计，降低了齿轮泵的功率损耗。
作为本发明的一个优选方案，为了提高电动滑油泵的稳定性，在本发明中，参照图4-图7所示，外啮合齿轮泵上还集成有一稳压阀6，所述稳压阀6出口端与外啮合齿轮泵的进油端A的进油口管路14连通，所述稳压阀6的进口端与所述压油腔的出油管路16连通；用于在出油管路连接的油路系统的压力超过所述稳压阀中弹簧的预紧压力时，将出油口与进油口管路连通。可保证压油腔的出油管路压力的稳定性，起到溢流泄压的作用。外啮合齿轮泵壳体管道集成的稳压阀或单向阀，其结构独立，性能可靠，极大的减小了泵的外形尺寸，符合小型化和紧凑化的设计理念。
具体地，在位于单向阀5后方的出油管路16中，设置一回油管路17与出油管路16连通，回油管路17的出油孔18与设置于下壳体12上的阀孔61底部连通；所述稳压阀6包括由内向外依次设置于阀孔61内的阀套二63、阀芯二64、压缩弹簧65、堵盖60，所述阀孔61底部中心与出油孔18连通；其中，所述阀套二63密封嵌套于所述阀孔底部，阀套二63的底部与阀孔61的底部之间设有密封圈631，所述阀套二63的侧壁包括至少一个贯穿管壁的卸油孔641，所述卸油孔641通过管路与所述进油口管路14连通，所述阀芯二64嵌套于所述阀套二63内，所述堵盖60旋设于所述阀孔61口部，将阀套二63、阀芯二64封挡于阀孔61内，所述压缩弹簧65设置于所述阀芯二64与堵盖60之间。
为了适用电动滑油泵工作压力一定范围的可调节性，进一步改进在于，本发明中，如图5所示，所述稳压阀6还包括一压力调节螺杆62；所述堵盖60中心设有螺纹通孔，所述压力调节螺杆62上端穿过所述螺纹通孔、并与之螺纹连接，所述压力调节螺杆62下端与压缩弹簧65连接，所述压力调节螺杆62下端(侧壁)设有密封圈与所述堵盖60的通孔内壁可滑动接触密封连接；调节压力时，通过旋设压力调节螺杆62，使其向上或向下移动，以调节压缩弹簧65的压缩量来实现阀芯二64向上开启的压力的大小，并通过所述压力调节螺杆62上端的锁紧螺母66来锁定；优选地，稳压阀的压力调节范围为0.2-0.3Mpa，最高油压小于等于0.6Mpa。通过压力调节螺杆62，可使电动滑油泵适应性增强。
优选地，如图3、图5至图8所示，进一步改进在于，所述齿轮2的两侧分别设置有一组所述进油槽131，两组进油槽131对称设置，其中齿轮下侧的进油槽设置于下壳体12的泵腔室13的底部，其中部与进油管路14连通；齿轮2上侧的进油槽131设置于滑动轴承上，上壳体11上成型有补油槽142与齿轮2上侧的进油槽131中部连通，补油槽142通过分油管路141与进油管路14连通。
本发明的电动滑油泵可以是上述任一种或者多种方式任意组合形成的外啮合齿轮泵1，其集成的单向阀、稳压阀等部件结构独立，性能可靠，极大的减小了滑油泵的尺寸，具有体积小、重量轻、使用寿命长的优点。
在实际生产应用中，各个管路可通过机械加工，例如钻孔等方式实现，将管路中不需要的孔口采用焊接的方式封堵。
应当理解，方位词均是结合操作者和使用者的日常操作习惯以及说明书附图而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种外啮合齿轮泵，包括：
由上、下壳体盖合形成有泵腔室的泵壳体；
通过轴承设置于所述泵腔室内两个相互外啮合的齿轮；
所述齿轮由电机驱动转动；
其特征在于，所述泵腔室的端面包括进油槽，所述进油槽沿齿轮的轮缘方向延伸、且与进油腔侧的至少部分所述齿轮的轮齿重合，所述齿轮的至少一侧设置有所述进油槽，所述进油槽与进油管路连通。
2.根据权利要求1所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，还包括单向阀，所述单向阀整体嵌套集成于外啮合齿轮泵的压油腔的出油管路内。
3.根据权利要求2所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，所述单向阀包括由内向外依次设置的阀套一、阀芯一、压缩弹簧、弹簧支撑筒、卡圈；其中，所述阀套一的外壁紧密与所述压油腔的出油管路内壁嵌套连接，所述阀芯一内端部可与所述阀套一的外端部密贴合或脱开连接，所述压缩弹簧内端与所述阀芯一外端部抵触连接，所述压缩弹簧外端嵌设所述弹簧支撑筒内，所述卡圈镶嵌于所述压油腔的出油管路内壁上的卡槽内，将所述阀套一、阀芯一、压缩弹簧、弹簧支撑筒限制于所述压油腔的出油管路内。
4.根据权利要求3所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，所述阀芯一内端以锥面的方式与所述阀套一的内锥面紧密贴合，所述压缩弹簧的开启压力小于等于0.05Mpa。
5.根据权利要求1或4所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，还包括稳压阀，所述稳压阀出口端与进油口管路连通，所述稳压阀的进口端与所述压油腔的出油管路连通，用于在所述压油腔的出油管路的压力超过所述稳压阀中弹簧的预紧压力时，将出油口与进油口管路连通。
6.根据权利要求5所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，所述稳压阀包括由内向外依次设置于所述下壳体的阀孔内的阀套二、阀芯二、压缩弹簧、堵盖，所述阀孔底部中心与所述压油腔的出油管路连通；其中，所述阀套二密封嵌套于所述阀孔底部，所述阀套二的侧壁包括至少一个贯穿管壁的卸油孔，所述卸油孔与所述进油口管路连通，所述阀芯二嵌套于所述阀套二内，所述堵盖旋设于所述阀孔口部，将阀套二、阀芯二封挡于阀孔内，所述压缩弹簧设置于所述阀芯二与堵盖之间。
7.根据权利要求6所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，所述稳压阀还包括压力调节螺杆；所述堵盖中心设有螺纹通孔，所述压力调节螺杆上端穿过所述螺纹通孔、并与之螺纹连接，所述压力调节螺杆下端与压缩弹簧连接，所述压力调节螺杆下端设有密封圈与所述堵盖密封连接，所述压力调节螺杆上端设有锁紧螺母。
8.根据权利要求1所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，所述电机为空心杯直流电机，所述电机通过转接法兰与所述上壳体连接，所述电机的输出轴通过浮动转接轴驱动所述齿轮转动；所述浮动转接轴及被动齿轮轴通过滑动轴承支撑于所述上壳体内，所述浮动转接轴上端通过耐高压橡胶旋转油封将所述电机和齿轮增压腔密封隔离。
9.根据权利要求8所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，所述滑动轴承包括两个侧壁具有平面、且平面相互对接的锡青铜滑动轴承，两个所述锡青铜滑动轴承的对接面设置有定位销连接，形成整体式的滑动轴承。
10.根据权利要求1-4、6-9中任一项所述的外啮合齿轮泵，其特征在于，所述齿轮的两侧对称设置有所述进油槽。
11.一种电动滑油泵，包括外啮合齿轮泵、安装板，其特征在于，所述外啮合齿轮泵为权利要求1-10中任一项所述的外啮合齿轮泵，所述下壳体通过螺丝设置于所述安装板上。
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