一种双级内啮合齿轮泵的制作方法

技术领域

本发明涉及一种高压液压系统的泵液装置，尤其涉及一种具有两级增压的双级内啮合齿轮泵。

技术背景

液压传动作为现代液压技术的一个重要方面，其应用领域十分广泛。在液压传动系统中，液压泵将动力机械输出的机械能，转化为流动液体的压力能，驱动系统中的液压执行装置，完成各项输出动作。液压泵是液压系统的动力源，若没有液压泵的能量转化环节，则执行元件将无法工作。目前在各种液压泵中，由于内啮合齿轮泵具有工作平稳、噪声低、困油量小、结构紧凑体积小等诸多优点，而被广泛应用于机床、航空、船舶以及各种工程机械中。

压力等级提高是齿轮泵的发展标志，早期外啮合齿轮泵的工作压力在10MPa以下，只适用于低压系统，而高压化是目前液压系统的发展趋势，也是齿轮泵必须解决的问题。通过近三十年的发展，齿轮泵在加工工艺、材料强度以及可靠性等技术方面逐步增强。我国在高压齿轮泵的关键技术上与国外仍有一定的差距，高端的高压大排量泵目前还依赖于国际进口，严重制约了国内高压齿轮泵的技术创新和液压泵企业的发展。

通过近三十年的发展，齿轮泵在加工工艺、材料强度以及可靠性等技术方面逐步增强，尤其是间隙补偿技术的出现，使内啮合齿轮泵的压力等级提高至25MPa以上，达到中压行业的应用要求。但是，由于自身结构和工作机理的限制，目前的齿轮泵仍无法满足高压液压系统35MPa的工作要求。

技术实现要素：

本发明就是针对现有技术的不足，提供了一种结构紧凑、重量轻、具有二次增压功能的双级内啮合齿轮泵。

为了实现上述目的，本发明所设计的双级内啮合齿轮泵，其特殊之处在于：包括由密封构件封闭起来的外转子、中间转子和内转子，还包括高压封块和低压封块，所述外转子、中间转子和内转子由外向内依次啮合，所述内转子与动力输入设备连接，所述高压封块与密封构件将内转子与中间转子之间分隔为封闭的二级低压区和二级高压区，所述低压封块与密封构件将中间转子与外转子之间分隔为封闭的一级低压区和一级高压区，其中一级低压区进液口连通，所述二级高压区与出液口连通，且所述二级低压区与一级高压区相互连通。

进一步地，所述密封构件包括泵壳、前密封板和后密封板，所述泵壳设置在外转子圆周外侧，所述前密封板和后密封板分别设置在泵壳两侧，所述前密封板外还设置有前端盖，所述后密封板外设置有后端盖。形成一个具有稳定密封功能的增压作业空间。

更进一步地，所述内转子上设置有转轴，所述转轴通过两端的轴承安装在前密封板和后密封板上，且所述转轴的输入端从前端盖穿出与动力输入设备连接。为齿轮泵的增压作业提供动力。

再进一步地，所述前密封板上分别设置有一级进液口、一级出液口和二级进液口，所述一级出液口和二级进液口通过前密封板上的流道连通，其中所述一级进液口与一级低压区连通，一级出液口与一级高压区连通，二级进液口与二级低压区连通，所述前端盖上设置有与一级进液口对应的泵入口，所述后密封板上设置有与二级高压区连通的二级出液口，所述后盖板上设置有与二级出液口对应的泵出口。再进一步地，所述低压封块由低压封块销固定在前后侧得前密封板和后密封板上，所述高压封块由高压封块销固定在前后侧得前密封板和后密封板上。再进一步地，所述外转与泵壳之间设置有缓震滚子，所述缓震滚子与外转子相切安装。在减小外转子运行阻力的同时，还能缓冲轮齿啮合时的振动和冲击。

再进一步地，所述缓震滚子沿外转子周向均布，数量为4-16个。再进一步地，所述缓振滚子的中轴为金属，外层包裹聚氨酯、尼龙、氟橡胶或氟塑料。可提高缓震转子的使用寿命和可靠性。再进一步地，所述中间转子两侧端面上设置有环形凸棱，所述前密封板和后密封板上均有与环形凸棱配合的环形槽结构，实现低压工作腔与高压工作腔的封隔。防止高压腔的液体向低压腔泄露，同时实现中间转子的固定。

本发明的优点在于：

1、与普通齿轮泵相比，双级内啮合齿轮泵具有二次增压的功能， 可以达到更高的泵液压力和工作效率，满足高压液压系统的工作要求。

2、与多级齿轮泵串联或并联相比，双级内啮合齿轮泵的体积更小、重量更轻、结构更加紧凑，并且不涉及传输过程中的液体泄露问题。

3、通过二次增压的方式，逐步提高齿轮泵的泵液压力，可有效降低各级高压区与低压区之间的压力差，改善间隙泄露问题。

4、安装有弹性耐磨材料制作的缓震滚子，对转子的机械振动和轮齿啮合的冲击具有缓冲作用，可有效降低齿轮泵的噪声，提高运转稳定性。

附图说明

图1为一种双级内啮合齿轮泵内部结构的端面示意图。

图2为本发明的分解示意图。

图3为本发明内部结构的一般视图。

图4为前密封板结构示意图。

图5为图4的后视图。

图6位后密封板结构示意图。

图7为图6后视图。

图中：M.密封构件，1.前端盖，2.前密封板，3.泵壳，4.后密封板，5.后端盖，6.缓震滚子，7.外转子，8.中间转子，9.内转子，10.高压封块，11.低压封块，12、13.封块销，14转轴、15.轴承，16.泵入口，17.一级进液口，18.一级出液口，19.二级进液口，20.二级出液口，21.泵出口，22.一级高压区，23.一级低压区，24.二级低压区，25.二级高压区，26.环形槽，27.凸棱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：

图中所示的双级内啮合齿轮泵，包括由密封构件M封闭起来的外转子7、中间转子8和内转子9，还包括高压封块10和低压封块11，外转子7、中间转子8和内转子9由外向内依次啮合，内转子9与动力输入设备连接，所述高压封块10与密封构件M将内转子9与中间转子8之间分隔为封闭的二级低压区24和二级高压区25，所述低压封块11与密封构件M将中间转子8与外转子7之间分隔为封闭的一级低压区23和一级高压区22，其中一级低压区23与进液口连通，二级高压区25与出液口连通，且所述二级低压区24与一级高压区22相互连通。

其中，密封构件M包括泵壳3、前密封板2和后密封板4，所述泵壳3设置在外转子7圆周外侧，前密封板2和后密封板4分别设置在泵壳3两侧，所述前密封板2外还设置有前端盖1，后密封板4外设置有后端盖5，泵壳3和前密封板2、前端盖1、后密封板4、后端盖5共同形成一个具有稳定密封功能的增压作业空间。内转子9上设置有转轴14，转轴通过两端的轴承15安装在前密封板2和后密封板4上，且所述转轴14的输入端从前端盖1穿出与动力输入设备连接，为齿轮泵的增压作业提供动力。前密封板2上分别设置有一级进液口17、一级出液口18和二级进液口19，所述一级出液口18和二级进液口19通过前密封板2上的流道连通，其中，所述一级进液口17与一级低压区23连通，一级出液口18与一级高压区22连通，二级进液口19与二级低压区24连通，所述前端盖1上设置有与一级进液口17对应的泵入口16，所述后密封板4上设置有与二级高压区25连通的二级出液口20，所述后盖板5上设置有与二级出液口20对应的泵出口21。低压封块11由低压封块销13固定在两端的前密封板2和后密封板4上，所述高压封块10由高压封块销12固定在两端的前密封板2和后密封板4上。

外转子7与泵壳3之间设置有缓震滚子6，所述缓震滚子6与外转子7相切安装。缓震滚子6在减小外转子7运行阻力的同时，还能缓冲轮齿啮合时的振动和冲击。缓震滚子6沿外转子7周向均布，通常缓震滚子6的数量为4-16个。缓振滚子6的中轴为金属，外层包裹聚氨酯、尼龙、氟橡胶或氟塑料，可提高缓震转子的使用寿命和可靠性。

中间转子8两侧端面上设置有环形凸棱27，前密封板2和后密封板4上均有与环形凸棱配合的环形槽结构。实现低压工作腔与高压工作腔的封隔，防止高压腔的液体向低压腔泄露，同时实现中间转子的固定。

如附图1所示，外转子7与泵壳3的圆形内腔同心，径向间隙距离为0.5mm~1mm。8个缓震滚子6与外转子7的外圈相切，并具有一定的接触压力，同时与泵壳内表面具有间隙，间隙距离0.1~0.5mm。外转子7与中间转子8的外侧轮齿啮合，在其啮合位置的另一侧，中间转子8的内侧轮齿与内转子9啮合。为避免泵体内腔压力过大，第一级泵液机构的流量应小于第二级泵液机构，故中间转子8内侧轮齿模数大于外侧轮齿模数。

如附图2-3所示，外转子7、中间转子8和内转子9构成双级泵液机构，前密封板4、后密封板5紧密安装在泵壳3的两端，使双级内啮合齿轮泵的工作腔封闭。内转子9的转轴14两端安装有轴承15，固定在前密封板2、后密封板4外端面的轴承孔中。高压封块10和低压封块11分别通过高压封块销12、低压封块销13固定在前密封板2和后密封板4上。缓震滚子6的轴端安装在前密封板2、后密封板4上的轴孔中，轴端与轴孔表面为精加工，表面粗糙度Ra≤0.05。前端盖1和后端盖5与前密封板2、后密封板4紧密贴合，实现整个泵体的封闭，其中，前密封板2上的泵入口16与一级进液口17连通，后密封板4上的泵出口21与二级出液口20连通。内转子9转轴的动力输入端从前端盖1中间的轴孔伸出，并与动力输入装备连接。

如附图4-5所示，位于前密封板2和后密封板4内端的环形槽结构为精加工，表面粗糙度≤0.05，环形槽结构具体如图4前密封板中环形槽结构26。中间转子8端面的环形凸棱27与环形槽结构26为间隙配合，环形凸棱27也为精加工，表面粗糙度≤0.05，同时进行表面硬化处理。