CN201627714U - 具有新颖内齿圈的齿轮泵 - Google Patents

Abstract

一种具有新颖内齿圈的齿轮泵，它包括泵体、泵盖、传动轴、主动齿轮、内齿圈、径向密封块、前侧板、后侧板、滚动轴承、滑动轴承，该内齿圈为可变形的薄壁齿轮，受两个滚动轴承约束呈椭圆形，其短轴两端附近的轮齿与位于其内腔的主动齿轮相互啮合，两个排油腔相对于主动齿轮对称分布，一个泵内含有两个等效齿轮泵。与现有齿轮泵相比，本实用新型的优点是：作用在主动齿轮及内齿圈上的径向液压力分别相互抵消，传动轴受到的负荷大大减小，提高了泵的使用寿命；可输出双倍排量，流量脉动小，运转平稳。本实用新型可作为液压动力元件，用于要求齿轮泵服役时间长、输出流量大、噪声低、可靠性高的场合。

Description

具有新颖内齿圈的齿轮泵

技术领域

本实用新型涉及齿轮泵技术领域，尤其涉及一种通过主动齿轮与内齿圈相互啮合完成吸、排油功能，传动轴上的径向液压力平衡、泵的寿命长、可输出双倍排量的内啮合齿轮泵。

背景技术

齿轮泵结构简单，应用广泛。但国内外现有的齿轮泵产品，要么属于外啮合齿轮泵，要么属于内啮合齿轮泵，都是由两个刚性齿轮组成的两齿轮式结构。齿轮泵运行过程中，进油口处是负压，而出油口处是高压，进出油口间压力差引起的径向力，通过齿轮垂直地作用在泵轴上，使泵轴发生弯曲变形，引起密封间隙的变化，增大内部泄漏，并产生齿顶与壳体的扫膛现象，增加了运动副的摩擦磨损及作用在轴承上的载荷。随着输出压力的升级，不平衡的径向力将更大，其结果是加速轴承磨损，造成泵提前损坏。

为了减小径向力，研究人员采取过缩小排油腔、扩大吸油腔、在泵的端盖或轴承座圈上开设平衡槽、限制齿宽及齿顶圆直径、增加齿轮模数、减少齿数等措施，虽然有一定的效果，但都未能从根本上解决问题。迄今为止，齿轮泵的使用寿命离设计要求相差甚远，径向力问题是制约齿轮泵性能和寿命的主要因素，这也是目前国内外齿轮泵普遍存在、急需解决的问题。

应用行星机构原理，通过在中心齿轮周围对称地布置若干个行星齿轮构成行星齿轮泵(如中国专利：公开号为CN 1054297A的“平衡式行星齿轮泵或马达”，公开号为CN 2118181U的“行星齿轮泵”，公开号为CN 2292177Y的“一种平衡式复合齿轮泵、马达”，公开号为CN 2567369Y的“行星齿轮泵”，公开号为CN 1987104A的“行星齿轮泵”，公开号为CN 101328888A的“行星齿轮油泵”，公开号为CN201246304Y的“行星齿轮油泵”)，可以平衡中心齿轮、部分或全部行星齿轮所受到的径向力，使齿轮泵的寿命得以提高。但这些专利技术所设计的行星齿轮泵均存在下述共同问题：泵的组成零件多，结构及泵的配油机构复杂，行星轮系的设计与制造工艺繁琐，使得泵的加工制作困难、成本高，而且泵的体积及重量较大。

发明内容

本实用新型的目的是针对目前广泛使用的两齿轮式齿轮泵存在的径向力不平衡、流量脉动大、寿命短等问题及上述行星齿轮泵存在的零件数量多、结构复杂、体积及重量大等不足，提供一种传动轴上的径向液压力平衡、可输出双倍排量、流量脉动小、使用寿命长的内啮合齿轮泵。

本实用新型所采用的技术方案是：由泵体、泵盖、传动轴、轴承、主动齿轮、内齿圈、滚动轴承、滑动轴承、径向密封块、前侧板、后侧板、前端盖、后端盖、密封圈、螺栓、螺钉构成一种具有新颖内齿圈的齿轮泵，其特征在于：所述内齿圈为可变形的薄壁齿轮，它与所述主动齿轮同心且宽度相等，该内齿圈受两个滚动轴承的约束呈椭圆形，其短轴两端附近的轮齿与位于其内腔的主动齿轮相互啮合，使径向密封块、前侧板、后侧板所围成的高液压区，相对于主动齿轮对称分布，作用在主动齿轮及内齿圈上的径向液压力分别相互抵消。

上述方案中，所述径向密封块设置在所述主动齿轮与内齿圈的齿顶的圆弧面之间，沿齿宽方向在所述主动齿轮与内齿圈的两侧，分别设置有前侧板与后侧板；上述径向密封块及前侧板、后侧板，将所述主动齿轮与内齿圈之间的空间分隔成两个对称的用于吸油的低压腔、两个对称的用于排油的高压腔，使得传动轴受到的径向液压力平衡，从而减少了滑动轴承的负荷，提高了齿轮泵的寿命，且使一个泵内含有两个等效齿轮泵。

上述方案中，所述前侧板上对称设置有两个轴向吸油孔，所述后侧板上对称设置有两个轴向排油孔；上述两个吸油孔对应于所述主动齿轮与内齿圈的轮齿脱开啮合处，上述两个排油孔对应于所述主动齿轮与内齿圈的轮齿进入啮合处。

上述方案中，在所述泵盖上设置有与所述前侧板上的上述两个吸油孔对应的两个进油孔，该两个进油孔相互连通；外部吸油管通过所述泵盖上的吸油口、斜孔与上述两个进油孔连通，完成吸油过程。

上述方案中，在所述泵体上设置有与所述后侧板上的上述两个排油孔对应的两个出油孔，该两个出油孔相互连通；外部排油管通过所述泵体上的排油口、斜孔与上述两个出油孔连通，完成排油过程。

上述方案中，所述滚动轴承有两个，每个滚动轴承分别安装在固定于所述泵体及泵盖的轴上。

上述方案中，所述内齿圈的外圆直径大于上述两个滚动轴承之间的距离，该内齿圈的材料采用具有较高机械强度和冲击韧性的铬钼系列合金钢、或其他具有类似性能的钢种，也可以采用高强度的柔性复合材料。

上述方案中，所述径向密封块有两块，每块径向密封块及前侧板、后侧板分别用定位销定位在泵体上。

上述方案中，还包括用于连接所述泵体、泵盖的螺栓，固定所述前端盖、后端盖的螺钉，起密封作用的O型密封圈及唇形密封圈。

效果：与现阶段国内外广泛使用的两齿轮式外啮合及内啮合齿轮泵相比，本实用新型的优点是传动轴上的径向受力平衡，减少了轴承的负荷，提高了齿轮泵的寿命；排量大(相当于2个齿轮泵的排量)，从而使合成流量增大、流量脉动减小，且运行平稳。与多齿轮式行星齿轮泵相比，本实用新型的结构简单、体积小、重量轻、运动部件少、啮合齿面的速度低、磨损小、噪声低、可靠性高。因而，本实用新型具有很好的性能优势，可作为传统齿轮泵的升级换代产品。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的A-A向剖视图。

图中，1.泵体，2.螺钉，3.后端盖，4.滑动轴承，5.O型密封圈，6.后侧板，7.螺栓，8.内齿圈，9.径向密封块，10.O型密封圈，11.前侧板，12.泵盖，13.主动齿轮，14.O型密封圈，15.滑动轴承，16.前端盖，17.唇形密封圈，18.传动轴，19.定位销，20.滚动轴承，21.定位销，22.径向密封块，23.滚动轴承

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

参照图1和图2，本实用新型的齿轮泵，包括带有吸油口j、斜孔g、进油孔e的泵盖12，带有排油口k、斜孔h、出油孔f的泵体1以及在泵体内腔中的内齿圈8、与内齿圈啮合且定位在传动轴18上的主动齿轮13，上述内腔由泵体和泵盖围成。

所述主动齿轮13与传动轴18设计成一体件，为轴齿轮结构，传动轴18通过滑动轴承4及15支承在上述泵体1和泵盖12上，以确保齿轮13可靠地转动。上述主动齿轮13与内齿圈8同心且宽度相等，以满足轴向密封的要求。

在主动齿轮13和内齿圈8的两侧设置有前侧板11、后侧板6，前侧板11、后侧板6用定位销19及21定位在所述泵体1上；在主动齿轮13的齿顶与内齿圈8的齿顶的圆弧面之间设置有径向密封块9、22，该密封块用定位销19及21定位在所述泵体1上；上述密封块9、22及前侧板11、后侧板6，将齿轮13和内齿圈8之间的空间分隔成两个对称的用于吸油的低压腔a、两个对称的用于排油的高压腔b，使得作用在齿轮13及传动轴18上的径向液压力平衡，从而减少了轴承4及15的负荷，提高了齿轮泵的寿命，且使一个泵内含有两个等效齿轮泵。

所述内齿圈8为可变形的薄壁齿轮，其外圆直径大于所述两个滚动轴承20与23之间的距离，迫使该内齿圈8的剖面由原先的圆形变成椭圆形，其短轴两端附近的齿与所述齿轮13的齿完全啮合，而长轴两端附近的齿则与该齿轮13完全脱开。该内齿圈8套装在上述两个滚动轴承20与23之间可自由转动，当传动轴18驱动上述齿轮13连续转动时，内齿圈8跟着转动，其形状始终为一椭圆齿轮，内齿圈8与齿轮13的啮合状态不断改变，达到啮出吸油、啮入排油的目的。由于齿与齿的啮合是面接触，加上同时啮合齿数较多，因而单位面积载荷小，传动平稳，承载能力较高。该内齿圈8的材料可采用具有较高机械强度和冲击韧性的铬钼系列合金钢、或其他具有类似性能的钢种，也可以采用高强度的柔性复合材料。

在本实施例中，该齿轮泵为轴向进油、轴向出油的方式，低压油的进油路线为从泵盖12上的吸油口j、斜孔g、进油孔e经过前侧板11上的两个轴向吸油孔c进入到两个对称布置的吸油腔a中；高压油的出油路线为从两个对称布置的排油腔b经过后侧板6上的两个轴向排油孔d和泵体1上的出油孔f、斜孔h、排油口k流出。采用这样的进油、出油方式，可以减小所述齿轮13与所述内齿圈8的齿顶面受到的液压力。

本实用新型的工作过程是：原动机的动力由传动轴18输入，主动齿轮13沿逆时针方向转动的同时，带动内齿圈8转动。在齿轮13与内齿圈8的轮齿脱开啮合处，齿间密封容积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力作用下，通过外部吸油管从泵盖12上的吸油口j、斜孔g、两个进油孔e经过前侧板11上的两个轴向吸油孔c进入到两个对称布置的吸油腔a中，将齿间槽充满；随着齿轮13继续旋转，把该油液带到两个对称布置的排油腔b，齿间槽中的油液被挤出，通过后侧板6上的两个轴向排油孔d和泵体1上的两个出油孔f、斜孔h、排油口k输出至外部排油管。

若在本实用新型的高压腔中输入压力油，则传动轴输出额定的转速和扭矩，即可成为液压齿轮马达的功能。

Claims (9)

1.一种具有新颖内齿圈的齿轮泵，它主要包括泵体(1)、泵盖(12)、传动轴(18)、滑动轴承(4、15)、主动齿轮(13)、内齿圈(8)、滚动轴承(20、23)、径向密封块(9、22)、前侧板(11)、后侧板(6)、前端盖(16)、后端盖(3)，其特征在于：所述内齿圈(8)为可变形的薄壁齿轮，它与所述齿轮(13)同心且宽度相等，该内齿圈(8)受滚动轴承(20、23)约束呈椭圆形，其短轴两端附近的轮齿与位于其内腔的齿轮(13)相互啮合，使径向密封块(9、22)、前侧板(11)、后侧板(6)所围成的高液压区，相对于齿轮(13)对称分布，作用在齿轮(13)及内齿圈(8)上的径向液压力分别相互抵消，传动轴(18)及滑动轴承(4、15)的负荷可等于零。

2.根据权利要求1所述的具有新颖内齿圈的齿轮泵，其特征在于：所述径向密封块(9、22)设置在上述齿轮(13)与内齿圈(8)的齿顶的圆弧面之间，沿齿宽方向在所述齿轮(13)及内齿圈(8)的两侧，分别设置有前侧板(11)、后侧板(6)；上述径向密封块(9、22)及前侧板(11)、后侧板(6)，将所述齿轮(13)与内齿圈(8)之间的空间分隔成两个对称的用于吸油的低压腔(a)、两个对称的用于排油的高压腔(b)，形成两个等效齿轮泵。

3.根据权利要求1所述的具有新颖内齿圈的齿轮泵，其特征在于：所述前侧板(11)上对称设置有两个轴向吸油孔(c)，所述后侧板(6)上对称设置有两个轴向排油孔(d)；上述两个吸油孔(c)对应于所述齿轮(13)与内齿圈(8)的轮齿脱开啮合处，上述两个排油孔(d)对应于所述齿轮(13)与内齿圈(8)的轮齿进入啮合处。

4.根据权利要求1所述的具有新颖内齿圈的齿轮泵，其特征在于：在所述泵盖(12)上设置有与所述前侧板(11)上的两个吸油孔(c)对应的两个进油孔(e)，该两个进油孔(e)相互连通；外部吸油管通过所述泵盖(12)上的吸油口(j)、斜孔(g)与上述两个进油孔(e)连通。

5.根据权利要求1所述的具有新颖内齿圈的齿轮泵，其特征在于：在所述泵体(1)上设置有与所述后侧板(6)上的两个排油孔(d)对应的两个出油孔(f)，该两个出油孔(f)相互连通；外部排油管通过所述泵体(1)上的排油口(k)、斜孔(h)与上述两个出油孔(f)连通。

6.根据权利要求1所述的具有新颖内齿圈的齿轮泵，其特征在于：所述滚动轴承(20、23)分别安装在固定于所述泵体(1)及泵盖(12)的轴上。

7.根据权利要求1所述的具有新颖内齿圈的齿轮泵，其特征在于：所述内齿圈(8)的外圆直径大于所述两个滚动轴承(20、23)之间的距离，制造内齿圈(8)的材料采用具有较高机械强度和冲击韧性的合金钢，也可以采用高强度的柔性复合材料。

8.根据权利要求2所述的具有新颖内齿圈的齿轮泵，其特征在于：所述径向密封块(9、22)及前侧板(11)、后侧板(6)分别用定位销(19、21)定位在泵体(1)上。

9.根据权利要求1至7任一权利要求所述的具有新颖内齿圈的齿轮泵，其特征还包括，用于连接所述泵体(1)、泵盖(12)的螺栓(7)，固定所述前端盖(16)、后端盖(3)的螺钉(2)，起密封作用的O型密封圈(5、10、14)及唇形密封圈(17)。

Images