CN87102829A - 浮动轴式齿轮泵，齿轮马达 - Google Patents

Abstract

浮动轴式齿轮泵·齿轮马达是一种新型的径向、轴向浮动式外啮合高压齿轮泵·齿轮马达，采用一种借助于油压能沿径向浮动的轴套带动齿轮轴靠紧在高压侧，同时借助于油压轴套又能沿轴向靠紧在齿轮端面上，从而在未额外增加径向浮动装置的情况下实现了外啮合齿轮泵·齿轮马达的径向浮动。因此，本发明不但具有齿轮泵·齿轮马达径向浮动的主要作用(即缩小高压区减少径向力提高性能，泵最高压力可达321hgf/cm²)，而且结构上简单可靠，导致成本低。

Description

本发明是一种靠轴套带动齿轮轴来实现径向浮动的外啮合高压齿轮泵·齿轮马达，它用在液压传动系统中。

齿轮泵的发展迅速，从结构上看，传统结构的齿轮泵（泛指非径向浮动的齿轮泵）为了提高性能可能采用的方法如扩大高压区采用承载能力大的Du轴承等方法均已被多数泵所采用，可以认为传统结构的齿轮泵已经没有多少潜力可挖再想提高其性能是困难的。因而，近几年来不少国家的生产齿轮泵厂家、公司都在研究、开发新型结构的齿轮泵，见得较多的是搞径向浮动式的新结构，在各国的专利中出现了各式各样的径向浮动式结构方案。但在所有的方案中在结构上无一例外地都是通过一个浮动密封块来实现径向浮动的，更明确地说：齿轮泵的齿轮、齿轮轴、轴承在径向是相对固定不动的，所指经向浮动是指浮动密封块能沿径向移动靠向齿轮，依靠浮动密封块上与主、被动齿轮外园相吻合的二段园弧面来获得经向密封。象这样依靠浮动密封块来实现齿轮泵的径向浮动，在结构上显然就比较复杂，且增大了径向尺寸。那么，能否找到一个更好的方法去掉密封块，既实现径向浮动提高油泵的性能，结构上又不复杂，这就是本发明所要解决的问题，也是本发明的目的。

为了明确本发明的实质，首先需要了解一下齿轮泵径向浮动的作用。径向浮动的作用不单是为了解决一个高压下径向密封的问题，更主要的是通过实现径向浮动将径向密封由低压区（非径向浮动齿轮泵的径向密封位置是在低压区）改变到高压区，将高压区缩小在一个很小的范围内，从而达到大幅度地减少齿轮泵固有径向力的目的，借此提高齿轮泵的性能，这就是齿轮泵实现径向浮动的主要作用。

本发明的实质在于：不是依靠浮动密封块来实现径向浮动，而是去掉浮动密封块，与依靠浮动密封块来完成径向浮动的方法相反，是依靠支承齿轮、齿轮轴、轴承的可沿径向移动的浮动轴套带动齿轮轴来完成径向浮动。这与依靠浮动密封块取得径向浮动的方式比较，同样具有在高压区密封缩小高压区减少径向力的效果，起到了径向浮动的主要作用，而在结构上却大大地减化了，缩小了体积、易于制造。下面详细叙述本发明的结构。

图1、图2、图3、图4是本发明的结构图。如图1所示壳体是由三部分组成的，即由前盖1、中间壳体2、后盖3所组成，并如图2所示由四只螺栓4紧定。中间壳体2的内腔是由二个园形的内孔13组成的8字形状，在其中装有四只轴套5，轴套5内孔中都压装有轴承6，分别支承着主动齿轮轴7和被动齿轮轴8，主动齿轮9和主动齿轮轴7是一个整体，被动齿轮10和被动齿轮轴8是一个整体。齿轮泵工作时，来自外部的动力带动主动齿轮轴7，使得由主动齿轮9和被动齿轮10组成的相互啮合的齿轮付按图2所示方向回转时，油液从中间壳体2上的进油口11被吸入，经齿凹被带到左边的压油腔，经齿轮付的挤压成为高压油，从中间壳体2上的出油口12排出，这与传统的非径向浮动的齿轮泵是一样的。

不同之处也是本发明的特征在于：轴套5的外园直径要小于中间壳体园形内孔13的直径，差值在0.02m～0.05m（m-齿轮模数），使得轴套5既能在轴向浮动，又能经轴承6带动齿轮轴7、8也既带动齿轮9、10沿径向浮动，为了清楚地表示出径向浮动的方式，给出了轴套5的立体图（图5）。

如图4、图5所示，在轴套5外园柱面上靠进口低压一侧的位置，开有从径向看形状为矩形的凹槽14（或称径向背压槽14），在轴套5的正面15（即靠齿轮端面的一面）高压区域内钻有小孔16并和内孔上的环形槽17相通（如图1、图4、图5所示），小孔18又使环形槽17和径向背压槽14相通，径向背压槽14与中间壳体2之间使用矩形密封圈19和尼龙挡片20密封。当泵工作时高压油经小孔16、环形槽17、小孔18流入径向背压槽14中，推动轴套5靠紧在中间壳体2的内腔高压一侧（左侧）的二段园弧面21、22上，并使轴套5相互接合面23贴紧。由于主动齿轮轴7和主动齿轮是一整体、被动齿轮轴8和被动齿轮10是一整体，主、被动齿轮轴7、8是由轴承6来支承，轴承6又是被压装在轴套5中，所以当轴套5在油压作用下靠向高压一侧的园弧面21、22时，主、被动齿轮9、10也同时被轴套5带动靠向高压一侧，并依靠主、被动齿轮9、10的齿顶在中间壳体2的内腔园弧面上的扫削（即齿轮泵的扫塘），获得了二段分别与主、被动齿轮9、10顶园相吻合的园弧段24、25借此保持油泵在高压区的径向密封。

如图1、图6所示，后盖2上开有异形凹槽27（或称轴向背压槽27），前盖1也在相应的位置上开有与异形凹槽27形状、大小相同的异形凹槽26（或称轴向背压槽26），异形凹槽27、27都是用与异形凹槽26、27形状相似的异形密封28和异形挡片29密封。当泵工作时，如图2、图3所示，开在中间体2上并与出口12相连通的小孔30将高压油引至中间体2的二端，经异形挡片29上的小孔31分别流入前盖1上的轴向背压槽26和后盖3上的轴向背压槽27中，产生轴向背压力，压向轴套5，分别使装在前部和后部的四只轴套5靠紧在主、被动齿轮9、10的两个端面上，保持轴向密封。

综上所述，借助于油压浮动式的轴套5带动主、被动齿轮轴7、8也即是齿轮9、10靠向高压区，同时，借助于油压浮动轴套5靠向齿轮付9、10的端面，像这样，依靠齿轮轴沿径向浮动和浮动轴套沿轴向浮动实现径向、轴向浮动补偿式的齿轮泵是本发明的基本特征。

上面均是按照泵的工况叙述的，如果从出口12通入高压油，主动齿轮轴7即可获得扭矩，从而由齿轮泵工况变成了齿轮马达工况。若将轴套改为双作用式的并在油道上作出安排就成为一种可双向回转的浮动轴式的齿轮马达。

图7、图8、图9、图10、图11是用来说明这种马达的结构用图。

为避免重复叙述，马达说明仅指出与泵不同之处。如图7所示，齿轮马达中间壳体32与泵的中间壳体2不同之处在于油口33和油口34大小，形状是一样的且对称布置，改用双作用轴套35，与泵一样双作用轴套35的外园直径也是小于马达中间壳体32上的内孔36的直径，其差值乃在0.02m～0.05m。又如图8、图9、图10所示，双作用轴套35具有二个对称分布的凹槽37、38（或称径向背压槽37、38），为了能够分别地向径向背压槽37、38引入高压油，双作用轴套35中的环形槽也是有二个，即前环形槽39、后环形槽40，并分别经小孔41、42与径向背压槽37、38相通，前环形槽39还经小孔43，通向双作用轴套35的正面，后环形槽40还经小孔44通向双作用轴套35的背面。图11是从正面看马达后盖45，其上也是开有二个凹槽46、47（或称轴向背压槽46、47），并分别用异形密封圈48和异形挡片49、50密封（前盖具有与后盖相同的径向背压槽46、47结构）。

图7是齿轮马达在反时针回转时的工况，在此工况左边的油口33是进油口，压力油从油口33流入，推动主、被动齿轮轴7、8按图示方向回转，则主动齿轮轴7获得扭矩，回油从右边的油口34中排出（则右边油口34处是低压区）。由于左边油口33处是高压区，压力油除推动主、被动齿轮轴7、8回转外，同时径小孔43、前环形槽39、小孔41流入径向背压槽37中，推动双作用轴套35靠向左侧，取得如前所述的径向密封。与泵相同马达中间壳体32上也钻有与高压区相通的小孔51，压力油经过小孔51和异形挡片49上的小孔52导入轴向背压槽46中，推动双作用轴套35靠紧在齿轮端面上，保持轴向密封。

当齿轮马达正转时，与反转时相反，油口34变成了进油口，右边油口34处变成了高压区，油口33变成了回油口，左边油口33处变成了低压区。压力油从油口34流入推动主、被动齿轮轴7、8按图7所示的相反方向回转，主动齿轮轴上获得与反转时方向相反的扭矩，同时压力油经钻在马达中间壳体32上与高压区相通的小孔53和异形挡片50的小孔54导入轴向背压槽47中，推动双作用轴套35靠紧在齿轮端面上，保持轴向密封。并且，压力油从轴向背压槽47中继续通过异形挡片50的小孔55和双作用轴套35上的小孔44、后环形槽40、小孔42导入径向背压槽38中，推动双作用轴套35靠向右侧的高压区（与图7所示双作用轴套35处在左侧的位置相反，双作用轴套35是处在右侧），获得如前述的径向密封。

这样，浮动轴式的齿轮马达获得了双向回转的功能。

齿轮泵、齿轮马达是机械工业中的重要基础液压元件，发展迅速、品种繁多、竞争激烈，因此说，作为一种齿轮泵、齿轮马达新品种，不但要求有先进的性能，而且要求制造成本低，才能具有竞争力。本发明打破了齿轮泵·齿轮马达中的齿轮轴、轴承在径向不允许移动的传统结构上的原则，以轴套→轴承→齿轮轴浮动的方式实现了径向液压浮动。这就在实现径向浮动的各种方式中，推出一种与众不同的在原理上、结构上最简单（未增加径向浮动装置）、新颖的齿轮泵·齿轮马达。因此，本发明不但能因实现径向浮动减少了径向力而获得高性能（泵最高压力能达321Kgf/Cm²），而且因结构简单将导致成本低增强了竞争能力。

在本发明说明书中共采用如下几幅附图：

图1：浮动轴式齿轮泵的纵向剖视图。

图2：上述泵的横向剖视图。

图3：图2的局部剖视。

图4：上述泵在轴套处横向剖视图。

图5：上述泵用轴套立体图。

图6：上述泵用后盖及密封圈、挡片图。

图7：浮动轴式齿轮马达在轴套处横向剖视图。

图8：上述马达用轴套后视图。

图9：图8的Ⅳ-Ⅳ剖视图。

图10：图8的Ⅴ-Ⅴ剖视图。

图11：上述马达用后盖及密封圈、挡片图。

Claims (5)

1、一种浮动轴式齿轮泵，包括前盖1、带进、出口的中间壳体2、后盖3，中间壳体2的内腔是由二个园形内孔13组成的8字形状，壳体2内腔中装有一对相互啮合的主、被动齿轮9、10，齿轮与轴是整体式的，主、被动齿轮轴7、8支承在轴承6上，本发明的特征在于轴承6是压装在轴套5中，轴套5的直径小于园形内孔13的直径，轴套5的外园上开有凹槽14(或称径向背压槽14)并有通道从高压区引入高压油，借助于油压轴套5带动主、被动齿轮轴7、8也即是齿轮9、10沿径向靠紧在中间壳体2的高压一侧二段园弧面24、25上，同时借助于油压轴套5又沿轴向靠紧在齿轮9、10的端面上，构成一种径向、轴向浮动式齿轮泵。

2、按照权利1所述的浮动轴式齿轮泵，其特征在于轴套5直径比中间壳体2的内孔13的直径小0.02m～0.05m（m-齿轮模数）。

3、按照权利1所述的浮动轴式齿轮泵，其特征在于轴套5内孔中开有环形槽14，构成高压油的通道。

4、一种浮动轴式齿轮马达，其特征在于双作用轴套35外园上开有对称布置的二个凹槽37、38（或称径向背压槽37、38），并按转向的不同，分别有通道从高压区引入高压油，借助于油压在反转或者正转时凹槽37、38中的油压可分别使双作用轴套35带动主、被动齿轮轴7、8靠向左侧的高压区或者右侧高压区，同时依靠前、后盖上的凹槽46、47（或称轴向背压槽46、47）可使双作用轴套35在马达反转或正转时均能靠向主、被动齿轮9、10的端面，构成一种可双向回转的径向、轴向浮动式齿轮马达。

5、按照权利4所述的浮动轴式齿轮马达，其特征在于双作用轴套35开有前环形槽39后环形槽40构成马达的反转工况或正转工况时的高压油通道。

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