一种齿轮分流马达的旋转密封机构、齿轮分流马达的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种齿轮分流马达的旋转密封机构，包括连接体和主动齿轮，连接体与主动齿轮轴颈外圆的连接面上设有环形内槽，环形内槽的内部设有旋转密封圈，滑动环与主动齿轮的轴颈滑动连接；所述滑动环与主动齿轮轴颈的连接面上设有环形沟槽；此外，本发明还公开了使用该旋转密封机构的齿轮分流马达。本发明在齿轮分流马达两油腔间的连接体孔内加旋转密封机构，有效防止了马达各腔间油液的相互泄漏，降低了齿轮分流马达在偏载时对分流精度的影响，进而提高了分流精度。
【专利说明】一种齿轮分流马达的旋转密封机构、齿轮分流马达
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压流量分配机械装置，具体涉及到齿轮分流器。
【背景技术】
[0002]齿轮分流器是用于分流或集流的可逆式液压元件。齿轮分流器采用了浮动侧板，分区压力平衡，二次密封等结构。齿轮分流器与节流式分流集流阀相比，具有流量损失小、效率高、泄漏少、集成化性能好等优点，因此广泛适用在挖掘机、伸缩臂起重机、提升机、钻孔机和轧钢机等行走机械和工业设备等液压系统中。
[0003]在液压行业内，现有的齿轮分流马达大多数是通过连接轴联接各腔齿轮，保证元件同步运行，分配给各出油口相同流量。齿轮分流马达一般包括，包括端盖、中泵体、整体轴套、主动齿轮和连接轴，主动齿轮与从动齿轮啮合，安装在油腔内，且相邻的主动齿轮之间连接有连接轴和连接体。连接体的两端与中泵体固定连接，主动齿轮的轴颈嵌入整体轴套内，两者之间设有轴承，中泵体内安装主动齿轮、从动齿轮和整体轴套。
[0004]齿轮分流马达在运行过程中，当外部执行元件有偏载时，齿轮分流马达各油腔就会产生压差。由于连接轴联接一般是用花键或平键的刚性联接，是间隙配合；各腔片间有轴向间隙。轴承配合间也有间隙，国内外齿轮分流马达内轴承多采用滚针轴承或滑动轴承，滚针轴承间隙很大，滑动轴承也有一定的间隙，使得各腔间存在泄漏，高压腔油液就会泄漏倒低压腔，影响分流精度。当压差达到25%以上，齿轮分流马达的分流精度就不受控制了。现今齿轮分流马达多通过以下几种方式来隔断各腔间的泄漏，来改善因有偏载(压差)时对分流精度的影响。
[0005]方式一:直接用齿轮轴颈外圆与连接体(铸件或铝件)轴承孔间隙配合。这种结构简单，但加工难度大，要很高的形位精度，装配精度也很高。马达加载时不可避免出现偏斜，磨损大，间隙会越来越大，泄漏就越大。
[0006]方式二:用锡青铜密封环来密封轴承端面及齿轮轴颈外圆。此种给构较复杂，成本也高。它也是刚性密封，加工的误差，也会有一定的间隙，有泄漏。随着使用过程中的磨损，间隙也会越来越大。对于小排量的齿轮分流马达，严重影响分流精度。噪音和振动很大。有时还会产生卡死现象。
[0007]方式三:用滚针轴承时，需用钢件挡板或金属密封环来分隔两腔等等结构，也存在以上密封问题。
[0008]为了解决现有技术中的上述不足，本发明提出了一种新的解决方案。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种能够提高齿轮分流精度的旋转密封机构，以及使用该旋转密封机构的分流马达。
[0010]为达上述目的，本发明所采用的技术方案是:提供一种齿轮分流马达的旋转密封机构，包括连接体和主动齿轮，主动齿轮两端轴颈的外圆与连接体的孔内壁间隙配合，所述连接体与主动齿轮轴颈外圆的连接面上设有环形内槽，环形内槽的内部设有固定连接的密封圈和滑动环，滑动环与主动齿轮的轴颈滑动连接；所述滑动环与主动齿轮轴颈的连接面上设有环形沟槽。
[0011]优选的，滑动环与主动齿轮轴颈的连接面上设有2个环形沟槽。
[0012]优选的，密封圈由弹性材质制成，滑动环由低摩擦耐磨的材料制成。
[0013]优选的，密封圈的材质为丁晴橡胶70，滑动环的材质为聚四氟乙烯/碳化合物D32。
[0014]优选的，主动齿轮的轴颈公差带为h8，连接体的孔公差带为CU。
[0015]此外，本发明还公开了使用旋转密封机构的齿轮分流马达。
[0016]一种齿轮分流马达，包括端盖、中泵体、整体轴套、主动齿轮和连接轴，主动齿轮与从动齿轮啮合，安装在油腔内，且相邻的主动齿轮之间连接有连接轴和连接体，主动齿轮的轴颈伸入连接体的孔内；连接体的两端与中泵体固定连接；所述主动齿轮的轴颈嵌入整体轴套内，两者之间设有轴承；中泵体内安装主动齿轮、从动齿轮和整体轴套，其特征在于:所述连接体的孔内壁和主动齿轮两端轴颈外圆的连接面上设有环形内槽，环形内槽的内部设有固定连接的密封圈和滑动环，滑动环与主动齿轮的轴颈连接；所述滑动环与主动齿轮轴颈的连接面上设有环形沟槽。
[0017]优选的，主动齿轮的顶圆部和中泵体的孔配合间隙为0.05mm?0.07mm。
[0018]优选的，主动齿轮的轴颈与轴承之间的配合间隙为0.05mm?0.06mm。
[0019]优选的，中泵体与整体轴套的外圆配合间隙为0.03mm?0.04mm。
[0020]综上所述，本发明具有以下优点:
[0021]1、本发明在齿轮分流马达两油腔间的连接体孔内加旋转密封机构，有效防止了马达各腔间油液的相互泄漏，降低了齿轮分流马达在偏载时对分流精度的影响，进而提高了分流精度。
[0022]2、旋转密封机构的密封圈采用弹性材料，滑动环采用低摩擦耐压材质，使运动过程中的振动降低，运动更平稳，噪音减小；采用此结构，使各处元件配合间隙、形位误差加大，便于加工和装配。
[0023]3、旋转密封机构更换方便、成本较低；同时可以通过提高齿轮和轴颈的加工精度，降低齿轮副与中泵体的径向间隙，调整齿轮马达间轴向间隙和径向间隙，获得到了更好的分流精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为齿轮分流马达的正面首I]视图；
[0025]图2为图1中A处的放大图。
[0026]其中，1、主动齿轮；2、轴颈；3、中泵体；4、整体轴套；5、连接轴；6、连接体；7、密封圈；8、滑动环；9、环形沟槽。
【具体实施方式】
[0027]如图1所示，本发明提供了一种齿轮分流马达的旋转密封机构，包括连接体6和主动齿轮1，主动齿轮I两端轴颈2的外圆与连接体6的孔内壁间隙配合。连接体6与主动齿轮I轴颈2外圆的连接面上设有环形内槽，环形内槽的内部设有固定连接的密封圈7和滑动环8，滑动环8与主动齿轮I的轴颈2滑动连接；滑动环8与主动齿轮I轴颈2的连接面上设有环形沟槽。
[0028]旋转密封机构是一种可受两侧压力或受变压力作用的双向作用的旋转密封圈。滑动环8的环形沟槽9能够适应高压和低速的工况，密封面上的一个或两个环形沟槽9提高了密封表面的比压，提高了密封效果。环形沟槽9形成的润滑油腔，降低了摩擦力，因此具有良好的运转性，具有极小的起动和运动摩擦力，这一特性很好的解决了小排量齿轮分流马达启动难的问题。
[0029]旋转密封机构的密封圈7是实心的具有弹性的圆环，其横截面可以为圆形或者椭圆形或者O形，其材质优选为丁晴橡胶70。滑动环8由低摩擦耐磨的材料制成，其材质优选为聚四氟乙烯/碳化合物D32。主动齿轮I的轴颈2公差带为h8，连接体6的孔公差带为C11，相比现有的尺寸，本方案中尺寸增加，且采用塑性密封，相配合的孔间间隙加大，更有利于加工和装配。
[0030]在加工主动齿轮I时，需要提高齿轮的加工精度，并对轴颈2进行了粗、精磨削，滚压，抛光等工序的处理，这样讲更利于滑动环8在轴颈2上的旋转运动，提高密封效果，增强耐磨性，延长马达的使用寿命，提高了可靠性。同时，在齿轮的轴颈2端面倒引进角，便于轴颈2与旋转密封圈的装配，保证旋转密封机构不被切坏。
[0031]根据上述的旋转密封机构，本发明结合现有的齿轮分流马达，将旋转密封机构应用于齿轮分流马达中。因此，本发明还公开了一种齿轮分流马达，其包括端盖、中泵体3、整体轴套4、主动齿轮I和连接轴5，主动齿轮I与从动齿轮啮合，安装在油腔内，且相邻的主动齿轮I之间连接有连接轴5和连接体6，主动齿轮I的轴颈2插入连接体6的孔内。连接体6的两端与中泵体3固定连接；主动齿轮I的轴颈2嵌入整体轴套4内，两者之间设有轴承。中泵体3安装在壳体和整体轴套4之间，与主动齿轮I连接。连接体6的内壁和主动齿轮I两端轴颈2外圆的连接面上设有环形内槽，环形内槽的内部设有固定连接的密封圈7和滑动环8，滑动环8与主动齿轮I的轴颈2连接。滑动环8与主动齿轮I轴颈2的连接面上设有环形沟槽9。
[0032]在装配过程中，主动齿轮I与中泵体3、轴颈2与轴承、中泵体3和整体轴套4之间采用间隙配合，本发明调整了主动齿轮I与中泵体3间的径向间隙和轴向间隙，使其具有更好的分流精度。
[0033]同时，本发明还可以调整整体轴套4与中泵体3间的径向间隙。整体轴套4内用复合材料的DU轴承，其尺寸紧凑，噪声小，能适应较大的冲击载荷。整体轴套4具有嵌入DU轴承的铝合金材质“8”字浮动侧板，侧板上的改进能够提高容积效率，减小压力脉动而低噪声工作，液流平稳。
[0034]因此优选主动齿轮I与中泵体I连接处的顶圆部和中泵体3的配合间隙为
0.05mm?0.07mm ;主动齿轮I的轴颈2与轴承之间的配合间隙为0.05mm?0.06mm ;中泵体3与整体轴套4的外圆配合间隙为0.03mm?0.04mm。中泵体3与齿轮副的轴向间隙为
0.04mm?0.05mm,齿轮副为主动齿轮1，从动齿轮和整体轴套4的组合。
[0035]本发明公开的齿轮分流马达的工作原理:
[0036]齿轮分流马达是通过连接轴5联接两腔的主动齿轮1，保证元件同步运行，并分配给各出油口相同流量。连接轴5的连接是用花键或平键的刚性联接，根据旋转运行和加工装配的要求，需要有一定的间隙。在连接体6的孔内加上密封圈7和滑动环8。由于密封圈7的张力，使耐磨性很好的滑动环8紧贴主动齿轮I的轴颈2，主动齿轮I的轴颈2在滑动环8内旋转运动。滑动环8将两油腔隔成了两个各自密闭的空间，即使两油腔的腔压不同，都起到有效的密封作用，防止了两腔间的相互泄漏。
[0037]在实际的加工过程中，对于需要间隙配合的连接面存在形位误差。由于密封圈7属于弹性密封，可以将加工中的间隙放大，密封圈7能自动适应齿轮的旋转中心，防止轴颈2与连接体6孔间的摩擦和磨损。同时，由于密封圈7是非金属材料密封，使得齿轮分流马达在工作时噪音也大大降低。
[0038]针对上述的齿轮分流马达，在国家标准检测条件下进行检测，测量其密封性能和分流精度。在下表中，额定条件指两个密封腔的压强为20MPa，主动齿轮转速为2000r/min，低转速条件是指两个密封腔的压强为20MPa，主动齿轮转速为350r/min。额定条件，两腔压差< 20%的检测条件是指，主动齿轮两油腔之间的压差不大于20%，额定条件，两腔压差(50%的检测条件是指，主动齿轮两油腔之间的压差在20%到50%之间。其中国产齿轮分流器为济南优科和国瑞液压的产品，进口齿轮分流马达为KINSS0N或者博比机械的产品。
[0039]表一:不同产品的分流精度对比:
【权利要求】
1.一种齿轮分流马达的旋转密封机构，包括连接体和主动齿轮，主动齿轮两端轴颈的外圆与连接体的孔内壁间隙配合，其特征在于:所述连接体与主动齿轮轴颈外圆的连接面上设有环形内槽，环形内槽的内部设有固定连接的密封圈和滑动环，滑动环与主动齿轮的轴颈滑动连接；所述滑动环与主动齿轮轴颈的连接面上设有环形沟槽。
2.如权利要求1所述的齿轮分流马达的旋转密封机构，其特征在于:所述滑动环与主动齿轮轴颈的连接面上设有两个环形沟槽。
3.如权利要求1所述的齿轮分流马达的旋转密封机构，其特征在于:所述密封圈由弹性材质制成，滑动环由低摩擦耐磨的材料制成。
4.如权利要求1所述的齿轮分流马达的旋转密封机构，其特征在于:所述密封圈的材质为丁晴橡胶70，滑动环的材质为聚四氟乙烯/碳化合物D32。
5.如权利要求1所述的齿轮分流马达的旋转密封机构，其特征在于:所述主动齿轮的轴颈公差带为h8，连接体的孔公差带为CU。
6.一种齿轮分流马达，包括端盖、中泵体、整体轴套、主动齿轮和连接轴，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，安装在油腔内，且相邻的主动齿轮之间连接有连接轴和连接体，主动齿轮的轴颈伸入连接体的孔内；连接体的两端与中泵体固定连接；所述主动齿轮的轴颈嵌入整体轴套内，两者之间设有轴承；中泵体内安装主动齿轮、从动齿轮和整体轴套，其特征在于:所述连接体的孔内壁和主动齿轮两端轴颈外圆的连接面上设有环形内槽，环形内槽的内部设有固定连接的密封圈和滑动环，滑动环与主动齿轮的轴颈连接；所述滑动环与主动齿轮轴颈的连接面上设有环形沟槽。
7.如权利要求6所述的分流马达，其特征在于:所述主动齿轮的顶圆部和中泵体的孔配合间隙为0.05mm?0.07mm。
8.如权利要求6所述的分流马达，其特征在于:所述主动齿轮的轴颈与轴承之间的配合间隙为0.05mm?0.06mm。
9.如权利要求6所述的分流马达，其特征在于:所述中泵体与整体轴套的外圆配合间隙为 0.03mm ?0.04mm。
【文档编号】F01C19/00GK103883357SQ201410106765
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】罗香文, 杨惠 申请人:泸州市长江液压件装备有限公司