CN114922770B - 一种带漏液传感器的液压齿轮马达泵及液压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带漏液传感器的液压齿轮马达泵，包括液压齿轮马达和液压齿轮泵，还包括连接座和漏液传感器，所述液压齿轮马达和所述液压齿轮泵分别连接在所述连接座的相对两侧；所述连接座上开设有轴孔，所述轴孔内安装有传动轴，所述传动轴的两端分别与所述马达从动齿轮轴和所述泵主动齿轮轴连接，所述传动轴和所述轴孔之间安装有两个间隔分布的油封，所述漏液传感器安装在所述连接座上并与所述轴孔的位于两个所述油封之间的空间连通。本发明的设计，当液压齿轮泵或液压齿轮马达的任意一端高压油封发生失效时，油液经过两个油封之间的空间，便会触发漏液传感器。
Description
技术领域
本发明涉及液压设备领域，尤其涉及一种带漏液传感器的液压齿轮马达泵及液压系统。
背景技术
液压齿轮马达泵，液压系统的重要辅助元件之一，它以液压系统的液压油驱动液压齿轮马达，再通过液压齿轮马达驱动另一端的液压齿轮泵，从而进行能量的不断转换。它具有结构简单，体积小，重量轻，对油液污染不敏感等特性。广泛用于农机、轻工、工程机械等领域的液压辅助系统中。
近年来，现代大型农业机械之一的采棉机在不断成长，现代大型智能化采棉机集成行走、采摘、梳脱、清选、收集、打包等复杂功能，拥有机电液一体化集成系统，实现作业过程中全程监控和动态信息的快速调整，该液压系统中的全自动集成润滑系统便是一个例子。
传统的设计思路是用额外的机械动力源，驱动液压齿轮输送泵，进行润滑脂类的抽取和输送，工作状态也不易监控，也与现代化大型智能化农机发展方向背道而驰。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种带漏液传感器的液压齿轮马达泵及液压系统，旨在解决现有技术工作状态不易监控的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种带漏液传感器的液压齿轮马达泵，包括液压齿轮马达和液压齿轮泵，所述液压齿轮马达包括马达壳体和设置所述马达壳体内的马达主动齿轮轴和马达从动齿轮轴，所述液压齿轮泵包括泵壳体和设置所述泵壳体内的泵主动齿轮轴和泵从动齿轮轴，还包括连接座和漏液传感器，所述液压齿轮马达和所述液压齿轮泵分别连接在所述连接座的相对两侧；
所述连接座上开设有轴孔，所述轴孔内安装有传动轴，所述传动轴的两端分别与所述马达从动齿轮轴和所述泵主动齿轮轴连接，所述传动轴和所述轴孔之间安装有两个间隔分布的油封，所述漏液传感器安装在所述连接座上并与所述轴孔的位于两个所述油封之间的空间连通。
进一步地，所述马达从动齿轮轴、所述泵主动齿轮轴和所述传动轴同轴布置并位于所述马达主动齿轮轴和所述泵从动齿轮轴的下方，所述漏液传感器安装在所述连接座的底部。
进一步地，所述轴孔的位于两个所述油封之间的孔壁上设有一圈二级台阶，所述二级台阶的外侧台阶的两端分别与两个所述油封限位配合，所述二级台阶的内侧台阶的两端与两个所述油封形成间隙，所述连接座的底部开设有用于安装所述漏液传感器的接口，所述二级台阶的内侧台阶的两端与两个所述油封形成的间隙的底部与所述接口之间分别开设有通孔。
进一步地，所述通孔倾斜布置。
进一步地，所述马达壳体和所述泵壳体与所述连接座之间密封配合。
进一步地，所述马达主动齿轮轴和所述马达从动齿轮轴的两端分别套设有马达整体轴套，所述泵主动齿轮轴和所述泵从动齿轮轴的两端分别套设有泵整体轴套，所述马达整体轴套和所述泵整体轴套的外端面安装有密封圈。
进一步地，所述马达壳体和所述泵壳体分别通过安装螺栓从所述连接座的相对两侧预紧连接在连接座上。
进一步地，所述马达主动齿轮轴和所述马达从动齿轮轴，以及所述泵主动齿轮轴和所述泵从动齿轮轴上均安装有一对外啮合的双齿面无侧隙齿轮副。
进一步地，所述马达壳体和所述泵壳体的外端分别固定有安装支架。
本发明还提供一种液压系统，包括变速箱，包括两个上述的液压齿轮马达泵，其中一个所述液压齿轮马达泵用于为所述变速箱提供润滑油，另一个所述液压齿轮马达泵为液压系统提供润滑油。
本发明的有益效果体现在：
本发明的设计，液压齿轮马达在液压驱动下，马达主动齿轮轴带动马达从动齿轮轴转动，马达从动齿轮轴通过传动轴带动泵主动齿轮轴转动，继而泵主动齿轮轴带动泵从动齿轮轴转动，当液压齿轮泵或液压齿轮马达的任意一端高压油封发生失效时，油液经过两个油封之间的空间，便会触发漏液传感器。
附图说明
图1为本发明一实施例带漏液传感器的液压齿轮马达泵的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为图2中的A处放大图；
图4为本发明双齿面无侧隙齿轮副的工作原理图。
附图标记说明：
1、液压齿轮马达；11、马达壳体；12、马达主动齿轮轴；13、马达从动齿轮轴；14、马达整体轴套；
2、液压齿轮泵；21、泵壳体；22、泵主动齿轮轴；23、泵从动齿轮轴；24、泵整体轴套；
3、连接座；31、轴孔；32、油封；33、二级台阶；34、接口；35、通孔；
4、漏液传感器；
5、传动轴；
6、密封圈
7、双齿面无侧隙齿轮副；
8、安装螺栓；
9、安装支架；
10、吸脂管。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，“多个”指两个以上。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在。
参见图1至图4。
本发明带漏液传感器的液压齿轮马达泵，包括液压齿轮马达1和液压齿轮泵2，所述液压齿轮马达1包括马达壳体11和设置所述马达壳体11内的马达主动齿轮轴12和马达从动齿轮轴13，所述液压齿轮泵2包括泵壳体21和设置所述泵壳体21内的泵主动齿轮轴22和泵从动齿轮轴23，还包括连接座3和漏液传感器4，所述液压齿轮马达1和所述液压齿轮泵2分别连接在所述连接座3的相对两侧；
所述连接座3上开设有轴孔31，所述轴孔31内安装有传动轴5，所述传动轴5的两端分别与所述马达从动齿轮轴13和所述泵主动齿轮轴22连接，所述传动轴5和所述轴孔31之间安装有两个间隔分布的油封32，所述漏液传感器4安装在所述连接座3上并与所述轴孔31的位于两个所述油封32之间的空间连通。
本发明的设计，液压齿轮马达在液压驱动下，马达主动齿轮轴带动马达从动齿轮轴转动，马达从动齿轮轴通过传动轴带动泵主动齿轮轴转动，继而泵主动齿轮轴带动泵从动齿轮轴转动，当液压齿轮泵或液压齿轮马达的任意一端高压油封发生失效时，油液经过两个油封之间的空间，便会触发漏液传感器。
优选地，所述传动轴5采用花键轴，材料为低碳合金钢20CrMnTi。这样设计，渐开线花键轴有较好的自定心功能，承载扭矩、弯矩负载的能力强，20CrMnTi材料具有较好的淬透性，通过渗碳淬火的热处理方式，花键轴的表面硬度可达到60HRC左右，芯部硬度也有35HRC-40HRC，提高了花键轴的硬度、耐磨性和疲劳强度，刚性的渐开线花键轴在扭矩传递过程中，抵抗受力变形能力好，减小自身的变形同时，也减小了对产品同步精度的影响，有效的提高了液压齿轮马达泵总成的使用寿命。
在一实施例中，所述马达从动齿轮轴13、所述泵主动齿轮轴22和所述传动轴5同轴布置并位于所述马达主动齿轮轴12和所述泵从动齿轮轴23的下方，所述漏液传感器4安装在所述连接座3的底部。在重力影响下，油液具有向下运动的趋势，这样设计，若存在漏液，则漏液会落入底部更容易被检测到。
在一实施例中，所述轴孔31的位于两个所述油封32之间的孔壁上设有一圈二级台阶33，所述二级台阶33的外侧台阶的两端分别与两个所述油封32限位配合，所述二级台阶33的内侧台阶的两端与两个所述油封32形成间隙，所述连接座3的底部开设有用于安装所述漏液传感器4的接口34，所述二级台阶33的内侧台阶的两端与两个所述油封32形成的间隙的底部与所述接口34之间分别开设有通孔35。这样设计，液压齿轮马达泵正常工作时，花键轴高速旋转，两处高压油封分别密封两侧，防止内部泄漏的液压油通过花键套的连接孔向另外一端流动，两处密封的设计提高了密封安全性，二级台阶对油封形成限位以及在与油封之间形成间隙，既方便高压油封的安装与拆卸，且若存在漏液，在重力作用下会漏液优先流向该间隙的底部，继而通过通孔被漏液传感器检测到；当液压齿轮泵或液压齿轮马达的任意一端高压油封发生失效时，油液经过该间隙的底部时，便会通过通孔流向漏液传感器接口的螺纹底孔处，而后到达漏液传感器接口，触发漏液传感器。
在一实施例中，所述通孔35倾斜布置。这样设计，二级台阶的内侧台阶与油封之间的间隙存在的漏液更容易从通孔滑入接口而被漏液传感器检测到。
在一实施例中，所述马达壳体11和所述泵壳体21与所述连接座3之间密封配合。
在一实施例中，所述马达主动齿轮轴12和所述马达从动齿轮轴13的两端分别套设有马达整体轴套14，所述泵主动齿轮轴22和所述泵从动齿轮轴23的两端分别套设有泵整体轴套24，所述马达整体轴套14和所述泵整体轴套24的外端面安装有密封圈6。这样设计，一方面密封圈起到密封作用，另一方面，密封圈和整体轴套形成浮动式补偿结构，通过弹性体(密封圈一般采用橡胶等弹性材料制成)的弹性力，可以补偿产品工作时齿轮端面和轴套端面形成的端面摩擦副的磨损，保证液压齿轮泵和液压齿轮马达长时间具有高的容积效率，延长液压齿轮泵和液压齿轮马达的使用寿命。
在一实施例中，所述马达壳体11和所述泵壳体21分别通过安装螺栓8从所述连接座3的相对两侧预紧连接在连接座3上。这样设计，当液压齿轮泵或液压齿轮马达需要进行维护保养时，仅需要拆卸任意一端的安装螺栓，保证另外一端产品部件的完整性，大大降低维护保养工作量；同时，因为液压齿轮泵和液压齿轮马达的内部零部件外观相似，但部分零部件的尺寸有细小差异，所以该结构设计也能降低维护保养时零部件混装的风险。
在一实施例中，所述马达主动齿轮轴12和所述马达从动齿轮轴13，以及所述泵主动齿轮轴22和所述泵从动齿轮轴23上均安装有一对外啮合的双齿面无侧隙齿轮副7。这样设计，静音效果好，与常规外啮合齿轮泵相比，双齿面无侧隙齿轮副正常工作时，其流量脉动降低75％，工作频率为原基础频率的2倍，工作时液压作用线降低50％，大幅度降低液压齿轮泵1和液压齿轮马达2的工作噪声，1500r/min、2MPa工况下噪声值仅为63分贝，较常规外啮合齿轮泵的噪声下降10dB(A)。
在一实施例中，所述马达壳体11和所述泵壳体21的外端分别固定有安装支架9。这样设计，液压齿轮马达泵通过安装支架的安装孔，安装在液压箱的固定位置，因其重量轻，安装简单，安装、拆卸和维修时会更省时省力；用户亦可以拆卸液压齿轮马达泵的安装支架11出的定位螺栓，实施手持作业，操作方便。
在一实施例中，所述液压齿轮泵1、所述液压齿轮马达2和连接座3均采用高强度铝合金制成。密度小，重量轻，符合轻量化设计要求。
在一实施例中，所述液压齿轮泵1上安装有用于手持工作用的吸脂管10。
本发明还提供一种液压系统，包括变速箱，包括两个上述的液压齿轮马达泵，其中一个所述液压齿轮马达泵用于为所述变速箱提供润滑油，另一个所述液压齿轮马达泵为液压系统提供润滑油。
液压系统可以是农业机械液压系统，例如约翰迪尔CP690系列六行自走式打包摘棉机液压辅助系统。该大型机械的液压箱内为主柱塞泵+辅助静音齿轮泵的组合结构，主泵和辅泵为整车的各液压系统提供充足的动力源；整机液压系统集成多种压力、位移、振动、温度等传感器，为智能化农机快速提供各类数据反馈。
本申请用于该液压系统，设置包含两台液压齿轮马达泵，一台为变速箱润滑泵，它位于变速箱壳体上，另一台为润滑脂加注泵，它位于液压箱的一侧。液压齿轮马达泵为液压驱动，液压源来至主液压系统，无需额外的机械动力源，传动可靠，功率消耗小，内部静音结构设计，工作时噪声更小。
液压齿轮马达泵主要为变速箱和整车全自动集成润滑系统提供润滑油脂的抽取和输送工作，大幅度减少维护保养的强度和成本。
两台液压齿轮马达泵的设计原理相同，不同点为油口的布置位置不同，排量不同。又因为该液压系统的流量匹配和流量传感器等原因，两款液压齿轮马达泵的实际排量大小要严格控制，对液压齿轮马达泵的生产加工、装配和试验过程要求亦更为严格。
该采棉机的主液压系统每分钟循环的液压油达到200升/分钟，如果液压齿轮马达泵的内部防窜油结构失效，极短时间内便会造成主液压系统液压油和润滑油脂的混合，并危害全车主液压系统，仅液压油和润滑油脂的更换费用就非常昂贵。
本发明根据整机系统的不同要求，液压齿轮马达泵也可以设计为双向结构，实现正向输送、反向抽取的工作需求；亦可以在连接座的花键轴出增加单向轴承，更改局部设计，实现正向输送、反向液压齿轮泵与液压齿轮泵2断开的工作需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (7)
1.一种带漏液传感器的液压齿轮马达泵，包括液压齿轮马达和液压齿轮泵，所述液压齿轮马达包括马达壳体和设置所述马达壳体内的马达主动齿轮轴和马达从动齿轮轴，所述液压齿轮泵包括泵壳体和设置所述泵壳体内的泵主动齿轮轴和泵从动齿轮轴，其特征在于,还包括连接座和漏液传感器，所述液压齿轮马达和所述液压齿轮泵分别连接在所述连接座的相对两侧；
所述连接座上开设有轴孔，所述轴孔内安装有传动轴，所述传动轴的两端分别与所述马达从动齿轮轴和所述泵主动齿轮轴连接，所述传动轴和所述轴孔之间安装有两个间隔分布的油封，所述漏液传感器安装在所述连接座上并与所述轴孔的位于两个所述油封之间的空间连通；
所述马达从动齿轮轴、所述泵主动齿轮轴和所述传动轴同轴布置并位于所述马达主动齿轮轴和所述泵从动齿轮轴的下方，所述漏液传感器安装在所述连接座的底部；
所述轴孔的位于两个所述油封之间的孔壁上设有一圈二级台阶，所述二级台阶的外侧台阶的两端分别与两个所述油封限位配合，所述二级台阶的内侧台阶的两端与两个所述油封形成间隙，所述连接座的底部开设有用于安装所述漏液传感器的接口，所述二级台阶的内侧台阶的两端与两个所述油封形成的间隙的底部与所述接口之间分别开设有通孔，所述通孔倾斜布置。
2.如权利要求1所述的带漏液传感器的液压齿轮马达泵，其特征在于，所述马达壳体和所述泵壳体与所述连接座之间密封配合。
3.如权利要求1或2所述的带漏液传感器的液压齿轮马达泵，其特征在于，所述马达主动齿轮轴和所述马达从动齿轮轴的两端分别套设有马达整体轴套，所述泵主动齿轮轴和所述泵从动齿轮轴的两端分别套设有泵整体轴套，所述马达整体轴套和所述泵整体轴套的外端面安装有密封圈。
4.如权利要求1或2所述的带漏液传感器的液压齿轮马达泵，其特征在于，所述马达壳体和所述泵壳体分别通过安装螺栓从所述连接座的相对两侧预紧连接在连接座上。
5.如权利要求1或2所述的带漏液传感器的液压齿轮马达泵，其特征在于，所述马达主动齿轮轴和所述马达从动齿轮轴，以及所述泵主动齿轮轴和所述泵从动齿轮轴上均安装有一对外啮合的双齿面无侧隙齿轮副。
6.如权利要求1或2所述的带漏液传感器的液压齿轮马达泵，其特征在于，所述马达壳体和所述泵壳体的外端分别固定有安装支架。
7.一种液压系统，包括变速箱，其特征在于，包括两个如权利要求1至6中任一项所述的液压齿轮马达泵，其中一个所述液压齿轮马达泵用于为所述变速箱提供润滑油，另一个所述液压齿轮马达泵为液压系统提供润滑油。
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