融合转子式油泵及马达的制作方法

本发明属机械制造领域。

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背景技术：
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目前的各种容积泵大致的性能及优缺点如下：

无法在理论上做到绝对匀速排量输出；绝对匀速力矩输出.

叶片泵：叶片泵的结构较齿轮泵复杂,但其工作压力较高,且流量脉动小,工作平稳,噪声较小,寿命较长.所以它被广泛应用于机械制造中的专用机床,自动线等中低液压系统中,但其结构复杂,吸油特性不太好,对油液的污染也比较敏感；,结构经改进的高压叶片泵最大的工作压力可达16.0～21.0Mpa。叶片泵由转子,定子,叶片和端盖等组成.定子具有圆柱形内表面,定子和转子间有偏心距.叶片装在转子槽中,并可在槽内滑动,当转子回转时,由于离心力的作用,使叶片紧靠在定子内壁,这样在定子,转子,叶片和两侧配油盘间就形成若干个密封的工作空间,当转子回转时,叶片逐渐伸缩,叶片间的工作空间逐渐改变,叶片泵在转子每转一周,每个工作空间完成一次吸油和压油,因此称为单作用叶片泵.转子不停地旋转,泵就不断地吸油和排油。

特点：工作压力较高,脉动小,噪声较小,寿命较长。

缺点：转速较低，流量中等。

普通齿轮泵：齿轮泵的概念是很简单的，即它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转，这个壳体的内部类似“8”字形，两个齿轮装在里面，齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这一空间，随着齿的旋转沿壳体运动，最后在两齿啮合时排出。

特点：工作压力较中等,脉动较大,寿命较长，转速较高。

缺点：脉动较大，流量较小。

内啮合齿轮泵(转子泵)：内啮合齿轮泵有许多优点,结构紧凑,体积小,零件少,转速可高达10000r/mim,运动平稳,噪声低,容积效率较高等.缺点是流量脉动大,转子的制造工艺复杂等,目前已采用粉末冶金压制成型.随着工业技术的发展,摆线齿轮泵的应用将会愈来愈广泛内啮合齿轮泵可正,反转,可作液压马达用.

特点：工作转速较低,脉动小,噪声较小，转速较高。

缺点：流量中等，,寿命一般。

活塞泵：活塞泵适用于高压、小流量的场合，特别是流量小于100米3/小时，排出压力大于9.8兆帕时，更显示出它较高的效率和良好的运行性能。它吸入性能好，能抽吸各种不同介质、不同粘度的液体。因此，在石油化学工业、机械制造工业、造纸、食品加工、医药生产等方面应用很广。低中速活塞泵速度低，可用人力操作和畜力拖动，适用于农村给水和小型灌溉。活塞泵的流量Q＝0.71～6000米3/小时，排出压力P2≤39.2兆帕，大多数情况下P2≤24.5兆帕。

特点：工作压力很高,脉动较小,寿命较长。

缺点：流量大，转速中等，体积大,噪声较大。

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技术实现要素：
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融合转子式油泵及马达；该结构的主体是由:融合转子(1)、结构腔体(2)、推力弹簧片(3)或轴向限位构造及齿片(4)或弹体滑动组件或定轴非圆滑轮组件等组成；融合转子(1)作为回转部件被装配到结构腔体(2)之中,并与结构腔体(2)的内表面是紧密配合或者是间隙配合关系,紧密配合时需要推力弹簧片(3),推力弹簧片(3)的功能是保持其与结构腔体(2)的内表面是紧密配合；间隙配合时需要轴向限位构造,轴向限位构造使用的是:卡簧、挡片或滚动轴承；融合转子(1)的特征构造是至少有2条槽道,槽道(6)的首尾走向在圆周的方向上,轴向位置岔开一定的距离；且槽道(6)的首尾有着截面融合递减的重合角度区(的分布角度范围:最大的情况约略大于半个圆周,此时2个各占半个圆周,在角度上充满整个圆周,形成2个重叠的角度区域)；齿片(4)或弹体滑动组件或定轴非圆滑轮组件安装在物料的输入口及输出口上,齿片(4)或弹体滑动组件或定轴非圆滑轮组件的齿尖部触合在融合转子(1)表面上槽道的凹槽内；齿片的齿部的弹力变形方向与齿片的齿部所触及的融合转子(1)表面的法线方向相同或相反；这样齿片的与槽道吻合的齿尖部将随着融合转子(1)的旋转而在槽道中接触滑动,随着槽道的终止而跳出槽道,滑到融合转子无槽的侧面部位,周而复始；当作为液压泵体工作时,安装在物料输入口的齿片(4)或弹体滑动组件或定轴非圆滑轮组件将起到挤出物料的作用；由于齿尖部滑到槽道中时,当在转动方向满足使得齿尖部更加靠紧靠壁(5)时,齿尖部具有密封槽道的作用并将槽道中的物料推出槽道,产生泵体排料,排空物料的槽道将与的结构腔体内壁形成真空空间,该部真空的槽道空间转动到物料输入口后又被充满物料；当作为液压马达工作时,需要设有泄压阀门(泄压构造:在运行低压区的齿片(4)或弹体滑动组件附近或定轴非圆滑轮组件的结构腔体(2)的内表面加工有具有单向截至作用的泄压孔,单向阀门保证液体不会回流到该低压区),否则液压马达将不会启动；(高压液体)物料的压力将使得齿尖部承受压力使得齿尖部更加靠紧靠壁(5)时；物料压力作用在槽道端部表面,产生转动力矩.

当融合转子(1)的转动方向使得,当在转动方向不再满足齿尖部靠紧靠壁(5)时,齿片(4)或弹体滑动组件等将失去密封作用；物料或是由泄流阀流出或是周向冲开(由于带有弹性)齿尖部流出.

与其它技术的区别的技术特征：固定在在结构腔体的齿片(4)或弹体滑动组件的齿尖部或定轴非圆滑轮滑到融合转子槽道中,槽道的重合角度区的融合递减指的是:槽道的截面积在重合角度区线性递减直至到零,槽的深度也就逐渐递减到零；轴向限位构造使用的是:卡簧、挡片或滚动轴承；槽融合转子道的数量为偶数个,至少需要4个槽道；物料输入口及输出口上可以是1对也可以是2、对3对或多对.

轴向限位构造:这是一个常规技术,目的是防止转子的轴向位移.

融合转子(1)的外表面工作面的形状可以是:锥面的也可以是柱面的.所述的结构腔体(2)的内表面是紧密配合或者是间隙配合关系，是指：结构腔体、融合转子的内表面是锥面配合时，间隙可以进行轴向相对位移来调节，使用来自推力弹簧可以抵偿磨损或者使用轴向限位构造，获得长期紧密表面配合状态；或结构腔体、融合转子的内表面是柱面配合时，只能轴向限位构造。

截面融合递减指的是:槽道的截面积在重合角度区线性递减直至到零，也就是槽道的深度在重合角度区逐渐线性递减为零；此时接触点成对同时工作，一个面积线形增加，一个面积线形减少，正加刚好补偿减少；这涉及到排量或力矩的输出均匀性；在计算上,无论排量或力矩,都是正比于任何一个时间陷入槽道表面以下的齿片的面积之和；由于在过渡期间(2个槽片同时陷入槽道中的期间)陷入槽道表面以下的齿片的面积,一个是线性递减,另一个是线性递增；他们的面积之和保持不变；因而在理论上获得了绝对的线性输出；这在容积类编容技术中是绝无仅有的！

槽道截面的形状：可以是梯形、矩形、弧形的，最佳是下窄上宽的形状，当与当与齿片(4)或弹体滑动组件或定轴非圆滑轮组件的下窄上宽形状的接触点滑动配合时，具有自己补偿作用，磨损不影响配合间隙，对密封的影响很小。

该泵与叶片泵略有相似之处；但有着本质的区别:叶片泵的运动部件磨损后将必然产生泄露,而本技术则没有,由于结合面的无端面构造,使得齿片的磨损不会产生间隙,磨损等效于磨合.

另外本技术易于做到极微的排量；极佳的密封特性.

*实现关键密封的组件特征：

齿片：是一个依靠形状实现弹性位移的一体化弹性结构体。

弹体滑动组件：是依赖于滑轨或滑道构件约束并同时使用弹簧，来实现触点与融合转子(1)的位移下动态接触。

定轴非圆滑轮组件：是不仅仅使用滑轨或滑道或弹簧驱动定滑轮，也可以仅仅使用非圆滑轮的定轴或动轴的转动，来实现触点与融合转子(1)的位移下动态接触。

[附图说明]

图1齿片融合柱面转子式油泵原理示意图。

图2齿片融合锥面转子式油泵原理示意图。

附图标注：

(1)融合转子

(2)结构腔体

(3)推力弹簧片

(4)齿片

(5)靠壁

(6)固定螺丝

(7)物料输入口

(8)物料输出口

(9)真空吸入的物料

(10)排出的物料

(11)转轴

(12)2个同圆周槽道

(13)另2个同圆周槽道

(14)单向泄压阀

(15)泄压孔道

(20)槽道重合部分

(21)物料输入口形状

(22)物料输出口形状

(41)齿片

[实施案例]

以下结合附图就较佳实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示：

图中的左面图是融合转子(1)移动出来的详细图示；共有4个槽道:2个同圆周槽道(12)及另2个同圆周槽道(13)；每个槽道的长度略大于1/8圆周弧度；即:45度；彼此这样就存在一个,槽道重合部分(20),重合角度约10-20度.

图中的右面图是沿着融合转子(1)的转轴(11)的方向观看的整个油泵的透视图,4个槽道分布透视观看槽道重合部分(20)清晰可见:2个同圆周槽道(12)与另2个同圆周槽道(13)都各自相对分布(180度)；每一个槽道的中心点都夹有90度的角度,这样才能确保整个圆周能被槽道填满,且有4个一样的重合区域.

齿片(41)与图2的齿片被固定螺丝(6)紧固在结构腔体(2)上,部件基本相同(详细见图2说明),靠壁(5)与齿片(41)的背部紧密接触；确保能密封槽道！

(7),(8)分别为:物料输入口及物料输出口；(9)是真空吸入的物料；图中表达为:真空吸入的物料瞬间；(10)表达为:排出的物料瞬间.实际情况下，物料是充满整个进出口的空间的，图中为了方便表达进出料的作用原理，未画出来。

当作为液压马达使用时：单向泄压阀(13)将发挥作用：在马达起动的短时间内，槽道不能瞬间达到完全真空，回出现槽道困油现象，无法产生完全力矩，启动将无法进行。泄压孔道(14)可以通往低压油区域或排出机外。

(21)为圆形物料输入口形状；(22)为方形物料输出口形状，从该孔望进去；仅仅可以见到所有槽道，由于每段槽道仅有1/8圆周弧度左右，在融合转子(1)任何位置状态下，对于油压输入来说都是密封的。(22)的方形物料输出口形状，有利于固定安装齿片(41)，

由于与的接触滑动区域的密封，需要有1块平面的靠壁，固定安装齿片(41)也很方便。

按图中箭头的转动方向，由于表面拖带的作用，图中上方的齿片(41)的与融合转子(1)保持表面接触，一个接触在槽道的底部，形成右边的那段槽道的真空状态(由3个面所围城的闭合空间：槽面、齿片(41)的尖端接触部位表面及结构腔体(2)上的内表面)；另一个已经滑离槽道接触在的侧面积上了，尖端被推移了一段距离。

如图2所示：

与图1在原理上完全一致，区别在于融合转子(1)是锥面形状的。

其密封不同于图1情况，融合转子(1)在推力弹簧片(3)的上推力下，与结构腔体(2)的内表面紧密配合，密封极好。

右下角是齿片(4)的放大的斜视角图，容易表明其形状及工作模式；在固定螺丝(6)的紧固后，严密靠在靠壁(5)上，且正好对准2组槽道所在的圆周上；齿片(4)的环状弯曲，使之容易产生沿着融合转子(1)锥面的法线的方向位移；随着融合转子(1)的转动，齿片(4)的与融合转子(1)的接触端紧贴表面滑动，当滑动出槽道后。

正下方的图是拆卸下的结构腔体(2)零件图，(7),(8)分别为:物料输入口及物料输出口；图中的上面图是沿着融合转子(1)的与转轴(11)垂直的方向观看的整个油泵的截面图；与图1一样；2个同圆周槽道(12)与另2个同圆周槽道(13)都各自相对分布(180度)上。

(21)，(22)分别为圆形物料输入口形状及物料输出口形状，从该孔望进去；仅仅可以见到所有槽道，由于每段槽道仅有1/8圆周弧度左右，在融合转子(1)任何位置状态下，对于油压输入来说都是密封的。

槽道的截面变化特点，已在[发明内容]中进行了详细阐述。