CN1616825A - 一种针齿摆线齿轮液压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种针齿摆线齿轮液压泵，泵体内装有传动轴、泵芯、阀，泵芯由传动轴带动旋转，泵芯的汲腔通过阀门与输送管道相连，泵芯是针齿摆线齿轮机构，由内转子、针齿、内摆线轮组成；内转子相对于内摆线轮偏心设置，与针齿啮合，针齿与内摆线轮啮合，内转子、内摆线轮和每相邻的两个针齿都构成一个汲腔；针齿为偏心针齿，转动轴位置固定，转动轴线分布在以内摆线轮的旋转轴线为轴线的圆柱面上。该液压泵的优点在于：有多个汲腔，流量无波动；液体压力冲击小，噪声小；汲腔无运液过程，能量损耗少；啮合表面为滚动，磨损小，使用寿命长；齿面磨损时，只需更换针齿，维护方便；加工容易；排液量大，可减小泵的体积；对被输送的液体要求不高。

Description

一种针齿摆线齿轮液压泵
技术领域：
本发明涉及一种液压泵。
背景技术：
目前、常用的液压油泵有齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、摆线转子式泵。这些泵都存在各自的缺点。
齿轮泵存在“困油”，径向液压力不平衡，流量脉动大等问题。“困油”使齿轮和轴承产生很大的附加载荷，轴承寿命短，油泵效率低。另外、“困油”还会使油温升高，容易产生气泡，气泡破裂引起较大噪声。径向液压力不平衡，使齿轮轴受到弯曲作用，吸液腔齿轮径向间隙变小，齿轮与泵体内腔产生摩擦或卡死，使油泵不能正常工作。由于液压油吸入油腔后，随着齿轮的转动近180°，搬运到压油腔后再挤压出去，且齿轮齿体又占据一定的空间，因此流量波动大，压力波动大，引起冲击、振动和噪声大。
叶片泵结构复杂、制造困难，对轴的转速敏感，太快和太慢均不能正常工作，对油要求高，污油后易卡死叶片，造成急剧磨损。高速时，叶片两端的压差易造成叶片脱离定子表面，造成叶片脱空。高压下，叶片与定子表面易磨损。与齿轮泵相比，噪声大。
柱塞泵结构复杂，零件多，制造困难，价格高，多用作高压泵。与叶片泵类似，这种泵对油要求高，污油后易卡死柱塞。由于柱塞的往复运动，不宜高速。
摆线转子泵，其结构如图6所示，它主要由传动轴(1)，内转子(2)、外转子(14)，前端盖、后端盖和泵体(6)组成，内转子(2)齿形为短幅外摆线，外转子(14)齿形为圆弧。其工作原理为借助于一对偏心啮合的内、外转子(2、14)，在啮合过程中，形成几个独立的封闭空间。随着内、外转子(2、14)的啮合旋转，各封闭空间的容积发生变化，进行吸排液；由于内、外转子(2、14)齿数少，在高压低速条件下工作压力波动大，多用于中低压的场合，转子精度要求高，外转子(14)为圆弧齿的齿圈，加工制造困难。
发明内容：
本发明提供一种输送量大，流量波动小，压力波动小，工作平稳性高，体积小，内、外转子齿面磨损少，机械效率高和使用寿命长的液压泵。
本发明提供一种针齿摆线齿轮液压泵，泵体(6)内装有传动轴(1)、泵芯、阀门，泵芯由传动轴(1)带动旋转，泵芯的汲腔(11)通过阀门与输送管道相连，其特征在于：
泵芯是针齿摆线齿轮机构，由内转子(2)、针齿(3)、内摆线轮(4)组成；内转子(2)相对于内摆线轮(4)偏心设置，与针齿(3)啮合，针齿(3)与内摆线轮(4)啮合，内转子(2)、内摆线轮(4)和每相邻的两个针齿(3)都构成一个汲腔(11)；
其中针齿(3)为偏心针齿(3)，转动轴位置固定，转动轴线分布在以内摆线轮(4)的旋转轴线为轴线的圆柱面上；
泵芯有多个汲腔(11)，汲腔(11)的数量等于针齿(3)的个数；当传动轴(1)驱动泵芯时，内摆线轮(4)和针齿(3)均作定轴转动，内转子(2)既自转又公转，针齿(3)在内摆线轮(4)和外摆线轮的相对齿的齿根与齿顶之间不断变化，汲腔(11)的容积随之变化。在工作过程中，内转子(2)和内摆线轮(4)的连心线将这些汲腔(11)分成两部分，连心线通过的汲腔(11)的容积不是最大，就是最小，处于困油状态，其他汲腔(11)有一部分(在连心线的一侧)的容积是增大的，同时，另一部分容积是减小的。随着连心线的旋转，每个汲腔(11)容积的增大或减小总是交替进行，这样每一瞬间都有吸液和排液，保证了吸液和排液的连续性，且每一时刻的吸液量和排液量基本相同，流量无波动。对每一个汲腔(11)来讲，吸液和排液，按照一定规律不断切换。因此，必须有相应的阀门来控制每个汲腔(11)的吸液和排液。假设有Zb个针齿(3)，内转子(2)自转一周，公转Zb-1周，Zb个汲腔(11)的变化是吸、排液Zb×(Zb-1)次，排液次数高，排液量大。
本发明提供的针齿摆线齿轮液压泵的传动轴(1)可带动内转子(2)或内摆线轮(4)转动，传动轴(1)带动内转子(2)时，传动轴(1)受力小，传动轴(1)带动内摆线轮(4)时，针齿摆线齿轮液压泵输送较大的液量。
本发明提供的针齿摆线齿轮液压泵的内转子(2)可以是外摆线轮，既增加汲腔(11)的密封性，又增大了汲腔(11)容积的变化量，为摆线式转子泵的2倍以上。
本发明提供的针齿摆线齿轮液压泵的内转子(2)也可以是圆轮，更便于制造。
本发明提供的针齿摆线齿轮液压泵的阀门可以是一个配流阀(9)，以代替每个汲腔(11)的进液阀和出液阀进行切换，当汲腔(11)处于容积增大阶段时，该汲腔(11)与进液管相通，当汲腔(11)处于容积减小阶段时，该汲腔(11)与出液管相通，从而使结构简单。
本发明提供的针齿摆线齿轮液压泵的配流阀(9)可以是配流轴，配流轴上有两个环槽和两个半环槽，两个环槽分别与进液管和出液管相通，两个半环槽在同一圆环上，彼此不相通，而分别将泵芯的汲腔(11)与两个环槽之一相连通，配流轴与传动轴(1)同轴线，配流轴的转动与内转子(2)的公转同步。
本发明提供的针齿摆线齿轮液压泵的配流阀(9)也可以是配流盘，配流盘上有两个不同半径的半圆环孔，分别将泵芯的汲腔(11)与进液管和出液管之一相连通，配流盘与传动轴(1)同轴线，配流盘的转动与内转子(2)的公转同步。
本发明提供的针齿摆线齿轮液压泵的优点在于：
有多个汲腔(11)，一部分为吸液腔，另一部分为排液腔，吸排液同时进行，随着内转子(2)与内摆线轮(4)连心线的旋转，各汲腔(11)由吸液转入排液(或排液转入吸液)的过程是连续渐进的，且每有一个汲腔(11)由吸液转入排液，与此同时，就会有另一个汲腔(11)由排液转入吸液，整个过程都是连续交替进行的，因此流量无波动；
由于流量无波动，消除了流量波动对油液压力平稳性的影响，有利于减小油液压力冲击，减小噪声；
每个汲腔(11)既是吸液腔又是压液腔，液体被吸入后，就地再被挤压出去，无搬运过程，减少了能量的损耗；
针齿(3)亦转动，使得它与内、外转子(14)接触表面近于纯滚动，摩擦、磨损小，机械效率损失小，使用寿命长；
当泵芯齿面发生磨损时，无须更换内转子(2)和内摆线轮(4)，只需更换针齿(3)即可，使用维护方便；
短幅内摆线轮(4)齿圈比摆线转子泵的圆弧齿外转子(14)齿圈更易加工；
排液量大，当内转子(2)为外摆线轮时，内、外两个摆线轮同时与针齿(3)啮合，在转动的过程中，汲腔(11)容积的变化量大，所以每转的排液量是仅有内摆线轮(4)与针轮啮合的摆线式转子泵的2倍以上；
由于排液量增大，可以减小泵的体积；
对被输送的液体要求不高。
附图说明：
图1是带配流轴的针齿摆线齿轮液压泵的结构示意图；
图2是针齿摆线齿轮液压泵的泵芯结构示意图；
图3是带配流盘的针齿摆线齿轮液压泵的结构示意图；
图4是另一种带配流轴的针齿摆线齿轮液压泵的结构示意图；
图5是另一种带配流盘的针齿摆线齿轮液压泵的结构示意图；
图6是摆线转子泵的工作原理图。
具体实施方式：
实施例1：
一种针齿摆线齿轮液压泵，其结构如图1所示。该液压泵主要由传动轴(1)、内转子(2)、针齿(3)、内摆线轮(4)、前端盖(5)、泵体(6)、后端盖(7)、进液口(8)、出液口(10)、配流轴(9)等零部件组成。传动轴(1)为偏心轴，带动内转子(2)旋转；内转子(2)为短幅外摆线轮或圆轮；针齿(3)为偏心针齿(3)，且偏心转动，转动轴线位置固定，针齿(3)的转动轴线分布在以内摆线轮(4)的旋转轴线为轴线的圆柱面上；内摆线轮(4)为短幅内摆线齿圈，内转子(2)相对于内摆线轮(4)偏心设置；内转子(2)、针齿(3)、内摆线轮(4)组成多个独立的封闭汲腔(11)(如图2所示)，这些封闭的汲腔(11)既是吸液腔又是压液腔；配流轴(9)与内转子(2)、针齿(3)、内摆线轮(4)之间设有耐磨盘(12)。工作时，传动轴(1)转动，驱动内转子(2)作行星运动，针齿(3)和内摆线轮(4)均做定轴转动，传动轴(1)与内摆线轮(4)的回转轴线重合。随着内转子(2)、内摆线轮(4)和针齿(3)的转动，各个封闭汲腔(11)的容积发生变化，进行吸液和排液。配流轴(9)一方面使各个独立的汲腔(11)与进液口(8)和出液口(10)接通，一方面控制着每个汲腔(11)进液和出液的切换。
实施例2：
一种针齿摆线齿轮液压泵，其结构如图3所示。该液压泵主要由传动轴(1)、内转子(2)、针齿(3)、内摆线轮(4)、前端盖、泵体(6)、后端盖(7)、进液口(8)、出液口(10)、配流盘(9)等零部件组成。传动轴(1)为偏心轴，带动内转子(2)旋转；内转子(2)为圆轮或短幅外摆线轮；针齿(3)为偏心针齿(3)，且偏心转动，转动轴线位置固定，针齿(3)的转动轴线分布在以内摆线轮(4)的旋转轴线为轴线的圆柱面上；内摆线轮(4)为短幅内摆线齿圈，内转子(2)相对于内摆线轮(4)偏心设置；内转子(2)、针齿(3)、内摆线轮(4)组成多个独立的封闭汲腔(11)(如图2所示)，这些封闭的汲腔(11)既是吸液腔又是压液腔。工作时，传动轴(1)转动，驱动内转子(2)作行星运动，针齿(3)和内摆线轮(4)均做定轴转动，传动轴(1)与内摆线轮(4)的回转轴线重合。随着内转子(2)、内摆线轮(4)和针齿(3)的转动，各个封闭汲腔(11)的容积发生变化，进行吸液和排液。配流盘(9)一方面使各个独立的汲腔(11)与进液口(8)和出液口(10)接通，一方面控制着每个汲腔(11)进液和出液的切换。
实施例3：
一种针齿摆线齿轮液压泵，其结构如图4所示。该液压泵主要由传动轴(1)、内转子(2)、针齿(3)、内摆线轮(4)、前端盖、泵体(6)、后端盖(7)、进液口(8)、出液口(10)、配流轴(9)等零部件组成。传动轴(1)与内摆线轮(4)固联；内转子(2)为短幅外摆线轮或圆盘；针齿(3)为偏心针齿(3)，且偏心转动，转动轴线位固定，针齿(3)的转动轴线分布在以内摆线轮(4)的旋转轴线为轴线的圆柱面上；内摆线轮(4)为短幅内摆线齿圈，内转子(2)相对于内摆线轮(4)偏心设置；内转子(2)、针齿(3)、内摆线轮(4)组成多个独立的封闭汲腔(11)(如图2所示)，这些封闭的汲腔(11)既是吸液腔又是压液腔。工作时，传动轴(1)转动，驱动内摆线轮(4)转动，针齿(3)作定轴转动，内转子(2)作行星运动，并通过偏心轴带动配流轴(9)转动。随着内摆线轮(4)、内转子(2)和针齿(3)的转动，各个封闭汲腔(11)的容积发生变化，进行吸液和排液。配流轴(9)一方面使各个独立的汲腔(11)与进液口(8)和出液口(10)接通，一方面控制着每个汲腔(11)进液和出液的切换。
实施例4：
一种针齿摆线齿轮液压泵，其结构如图5所示。该液压泵主要由传动轴(1)、内转子(2)、针齿(3)、内摆线轮(4)、前端盖、泵体(6)、后端盖(7)、进液口(8)、出油口(10)、配流盘(9)等零部件组成。传动轴(1)与内摆线轮(4)固联；内转子(2)为圆盘或短幅外摆线轮；针齿(3)为偏心针齿(3)，且偏心转动，转动轴线位固定，针齿(3)的转动轴线分布在以内摆线轮(4)的旋转轴线为轴线的圆柱面上；内摆线轮(4)为短幅内摆线齿圈，内转子(2)相对于内摆线轮(4)偏心设置；内转子(2)、针齿(3)、内摆线轮(4)组成多个独立的封闭汲腔(11)(如图2所示)，这些封闭的汲腔(11)既是吸液腔又是压液腔；配流盘(9)两边设有耐磨盘(12)。工作时，传动轴(1)转动，驱动内摆线轮(4)转动，针齿(3)作定轴转动，内转子(2)作行星运动，并通过偏心轴带动配流盘(9)转动。随着内摆线轮(4)、内转子(2)和针齿(3)的转动，各个封闭汲腔(11)的容积发生变化，进行吸液和排液。配流盘一方面使各个独立的汲腔(11)与进液口(8)和出液口((10)接通，一方面控制着每个汲腔(11)进液和出液的切换。

Claims (10)

1、一种针齿摆线齿轮液压泵，泵体(6)内装有传动轴(1)、泵芯、阀门，泵芯由传动轴(1)带动旋转，泵芯的汲腔(11)通过阀门与输送管道相连，其特征在于：
泵芯是针齿摆线齿轮机构，由内转子(2)、针齿(3)、内摆线轮(4)组成；内转子(2)相对于内摆线轮(4)偏心设置，与针齿(3)啮合，针齿(3)与内摆线轮(4)啮合，内转子(2)、内摆线轮(4)和每相邻的两个针齿(3)都构成一个汲腔(11)；
其中针齿(3)为偏心针齿(3)，转动轴位置固定，转动轴线分布在以内摆线轮(4)的旋转轴线为轴线的圆柱面上。
2、按照权利要求1所述的针齿摆线齿轮液压泵，其特征在于：所述的传动轴(1)带动内转子(2)或内摆线轮(4)转动。
3、按照权利要求1或2所述的针齿摆线齿轮液压泵，其特征在于：所述的内转子(2)是外摆线轮。
4、按照权利要求3所述的针齿摆线齿轮液压泵，其特征在于：所述的阀门是配流阀(9)。
5、按照权利要求4所述的针齿摆线齿轮液压泵，其特征在于：所述的配流阀(9)是配流轴，配流轴上有两个环槽和两个半环槽，两个环槽分别与进液管和出液管相通，两个半环槽在同一圆环上，彼此不相通，而分别将泵芯的汲腔(11)与两个环槽之一相连通，配流轴与传动轴(1)同轴线，配流轴的转动与内转子(2)的公转同步。
6、按照权利要求4所述的针齿摆线齿轮液压泵，其特征在于：所述的配流阀(9)是配流盘，配流盘上有两个不同半径的半圆环孔，分别将泵芯的汲腔(11)与进液管和出液管之一相连通，配流盘与传动轴(1)同轴线，配流盘的转动与内转子(2)的公转同步。
7、按照权利要求1或2所述的针齿摆线齿轮液压泵，其特征在于：所述的内转子(2)是圆轮。
8、按照权利要求7所述的针齿摆线齿轮液压泵，其特征在于：所述的阀门是配流阀(9)。
9、按照权利要求8所述的针齿摆线齿轮液压泵，其特征在于：所述的配流阀(9)是配流轴，配流轴上有两个环槽和两个半环槽，两个环槽分别与进液管和出液管相通，两个半环槽在同一圆环上，彼此不相通，而分别将泵芯的汲腔(11)与两个环槽之一相连通，配流轴与传动轴(1)同轴线，配流轴的转动与内转子(2)的公转同步。
10、按照权利要求8所述的针齿摆线齿轮液压泵，其特征在于：所述的阀配流是配流盘，配流盘上有两个不同半径的半圆环孔，分别将泵芯的汲腔(11)与进液管和出液管之一相连通，配流盘与传动轴(1)同轴线，配流盘的转动与内转子(2)的公转同步。
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