CN2835652Y - 液压齿轮泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压齿轮泵，其泵体采用ZL111铸造铝合金压铸成型，齿轮采用双模数双压力角非对称齿形齿轮；在齿轮与泵体之间嵌装固定侧板和浮动侧板；固定侧板上嵌装W密封条和密封支承条，在浮动侧板上制作卸荷槽；齿顶密封采用泵体扫镗工艺，本实用新型齿轮泵结构简单，体积小，重量轻，噪音低，综合技术指标达到国标一等品等级，有很好的推广使用价值。

Description

液压齿轮泵

                           技术领域

本实用新型涉及一种液压齿轮泵，尤其涉及建筑工程机械、起重机械、石油矿山机械及重型自卸车等设备上使用的高压齿轮泵。

                           背景技术

目前液压齿轮泵被广泛应用于各类机械的动力设备，品种繁多。但普遍使用的齿轮为单模数，单压力角渐开线对称齿轮。根据齿轮设计的计算方程式计算，齿数多，齿轮直径大，导致泵体体积大，重量重。另外，泵体材料大都采用ZL101A铸造铝合金，其抗拉强度和硬度较低，齿轮泵寿命低。目前使用的齿轮泵普遍存在的问题齿轮在运转中产生困油现象的变化导致齿轮轴及轴承承受很大的冲击截荷，增加了功率损失，油液发热，引起震动和噪音，对环境造成污染。另一个问题是齿轮与泵体之间的间隙较大，造成油液的泄漏量大，油泵的容积率低，效率低。

                           发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积小、重量轻、震动小、噪音低，各项技术指标较高，整体性能好的液压齿轮泵。

为了解决上述技术问题，本实用新型液压齿轮泵的技术方案是：、一种液压齿轮泵，包括主动齿轮、从动齿轮、滚针轴承、安装在齿轮两侧面的侧板，泵体和前盖通过定位销和螺栓螺母连接固定的泵体。其特征在于：齿轮采用双模数双压力角渐开线非对称齿形，在齿轮两侧同轴上依次套装两片浮动侧板和固定侧板，在固定侧板贴近浮动侧板的端面上的密封沟槽内嵌装W形橡胶密封条和密封支承条；在浮动侧板上有两道卸荷槽；卸荷槽的一端与困油容积相通，另一端分别和压油腔和吸油腔相通；在油泵体内腔低压区一侧2-3个齿长度内泵体内孔壁扫削0.05-0.10mm。

所述双模数双压力角渐开线非对称齿形的计算齿轮外圆直径和全齿高两个参数的模数1为6mm，计算齿轮分度圆及齿轮其它参数的模数2为4.583mm，工作压面压力角α1为23°，非工作面压力角α2为14°30′。

本实用新型的齿轮可以做成单联泵，也可以做成双联泵。

本实用新型的优点是：泵体采用ZL111铸造铝合金压力铸造成形经热处理后，抗拉强度达到σb≥315MPa，延伸率δ5≥2％，硬度HB≥100，大大提高泵的使用寿命。采用双模数双压力角齿轮，及双侧板结构，增加卸荷槽及齿顶密封泵体扫镗工艺，使齿轮泵体积减小，冲击截荷减少，多项技术指标达到或超过国家标准一等品增数，大大提高了齿轮泵的寿命。

                           附图说明

下面参照附图描述本实用新型的具体实施方式。

图1是单联齿轮泵结构示意图；

图2是图1的左视图；

图3是齿形示意图；

图4是扩大后的困油容积示意图；

图5固定侧板密封示意图；

图6卸荷槽结构示意图。

图中：1、前盖，2、定位销，3、主动齿轮，4、浮动侧板，5、固定侧板，6、泵体，7、螺母，8、螺栓，9、垫圈，10、从动齿轮，11、滚针轴承，12、W密封条，13、密封支承条，14、困油容积，15、卸荷槽。

                             具体实施方式

一、本实用新型泵体的制作：

泵体采用ZL111铸造铝合金压力铸造成形，经淬火回火后抗拉强度σb≥315MPa，延伸率σ5≥2％，硬度HB≥100。

前盖采用ZL111铸造铝合金低压铸造(也可用金属模铸造)成形，经淬火回火后抗拉强度σb≥315MPa、延伸率δ5≥2％，硬度HB≥100。

二、齿轮采用双模数双压力角渐开线非对称齿形

a、采用双模数，m1＝6mm，m2＝4.583mm，即用m1计算齿轮外圆直径和全齿高，用m2计算分度圆和齿轮其它参数，这样使齿顶圆减小，齿型变瘦，齿数增多，虽然使齿轮泵的流量脉动频率增大，但脉动的幅度ΔQ却大大降低，ΔQ越小，噪声越低，ΔQ1＜ΔQ2，因而齿顶圆不变，排量不变的情况下获得了低噪音的良好效果。

b、采用双压力角，既工作面压力角α1＝23°，非工作面压力角α2＝14°30′这样齿轮在加工过程中非工作面产生根切，即非工作面齿根部位被挖去一块，这样虽使齿轮泵困油容积增大，然而使困油容积变化率ΔV降低了，由于非对称齿形困油容积变化率ΔV1＜对称齿形困油容积变化率ΔV2，因而使由于困油造成的液压冲击缓解，从而降低了齿轮泵的噪音，减轻了轴承所承受的冲击载荷，有利于提高了齿轮泵的寿命。

三、采用双侧板结构进行轴向压力平衡，以提高齿轮泵的性能。在液压齿轮泵中，齿轮的端面泄漏是造成齿轮泵容积损失的最主要因素之一，因此提高齿轮的端面密封效果，减少端面泄漏是提高齿轮泵性能的重要措施之一。本实用新型齿轮泵采用了浮动侧板和固定侧板结构进行轴向间隙补偿，对解决端面泄漏取得了良好的效果，其原理主要是：在齿轮的两端面各有一块浮动侧板4与其接触，在浮动侧板的背面有一块固定侧板5与其接触，固定侧板5上加工有W形密封槽，密封槽的尺寸是经过计算和反复试验确定的。槽内装有W形橡胶封条12，在低压侧紧靠W形橡胶密封条12装有密封支撑条13(材料紫铜)对橡胶密封条起保护作用(见图5)。固定侧板5通过其密封槽内的橡胶密封条12将浮动侧板4背面分成高低压区。齿轮泵在工作时，液压油在齿轮端面和相邻的浮动侧板4端面之间产生推开力，使齿轮3、10端面和浮动侧板4间的间隙增大造成泄漏增加，同时浮动侧板4背面的液压油对浮动侧板4产生压紧力，使浮动侧板4和齿轮端面之间的间隙减小，从而减少泄漏，其推开力和压紧力大小相等方向相板(压紧力略大)作用在浮动侧板4同一坐标位置上，使浮动侧板4与齿轮端面紧贴在一起，即使因长期工作浮动侧板4和齿轮端面产生磨损而间隙增大时，浮动侧板4仍能在压紧力的作用下始终与齿轮3、10端面贴紧，从而实现轴向间隙自动补偿，这样既不会因压紧力过大造成机械损失增加，也不会因浮动侧板产生倾翻，间隙增大而泄漏增加。

四、采用特殊形状卸荷槽。由于齿轮重叠系数ε＞1，因此齿轮在运转中产生困油现象，两对齿轮啮合形成困油现象，两对齿轮啮合形成困油容积14。这个困油容积14随着齿轮的运转一直进行着由小变大，由大变小的反复变化。当困油容积14变化到最小时，困油容积14内压力急剧增高，远远超出齿轮泵的输出压力，使轴和轴承11承受很大的冲击载荷，增加了功率损失，使油液发热，引起震动和噪音。当困油容积14由小变大时，形成真空，产生气蚀、震动和噪音。在浮动侧板4上制作了特殊形状的卸荷槽15，在困油容积14由大到小的变化的过程中始终和压油腔相通，既解决了困油问题也提高了容积效率，在困油容积14由小到大的变化中始终和吸油腔相通，使油液及时得到补充，从而避免了气蚀现象，降低了噪音。但任何时候高低压腔都不能窜通。

五、齿顶密封采用泵体扫镗工艺：由于装配工作需要，泵体内孔与齿轮的齿顶圆之间总存在着一定的间隙，由于压差的影响，间隙越大，泄漏量越大，因此缩小径向间隙是提高齿轮泵性能的重要措施。采用泵体扫镗工艺，即在齿轮泵装配后的试验运转过程中，其外圆将泵体6内腔低压侧扫削一部分，扫削长度2-3个齿，扫削深度0.05-0.10mm，这样齿轮泵在工作时，齿顶间隙最小，从而提高容积效率。扫镗量由有关尺寸控制。

Claims (2)

1、一种液压齿轮泵，包括主动齿轮、从动齿轮、滚针轴承、安装在齿轮两侧面的侧板，泵体(6)和前盖(1)通过定位销(2)和螺栓螺母(7)、(8)、(9)连接固定的泵体，其特征在于：齿轮(3)、(11)采用双模数双压力角渐开线非对称齿形，在齿轮(3)、(11)两侧同轴上依次套装两片浮动侧板(4)和固定侧板(5)，在固定侧板(5)贴近浮动侧板(4)的端面上的密封沟槽内嵌装W形橡胶密封条(12)和密封支承条(13)；在浮动侧板(4)上有两道卸荷槽(15)；卸荷槽的一端与困油容积(14)相通，另一端分别和压油腔和吸油腔相通；在油泵体内腔低压区一侧2-3个齿长度内泵体内孔壁扫削0.05-0.10mm。

2、根据权利要求1所述的液压齿轮泵，其特征是所述双模数双压力角渐开线非对称齿形的计算齿轮外圆直径和全齿高两个参数的模数1为6mm，计算齿轮分度圆及齿轮其它参数的模数2为4.583mm，工作压面压力角α1为23°，非工作面压力角α2为14°30′。

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