专利名称:径向浮动式齿轮泵、齿轮马达的制作方法
本发明涉及一种径向浮动补偿式外啮合齿轮泵、齿轮马达它用在液压传动系统中。
外啮合齿轮泵从结构形式看，种类很多，但一般均是非径向补偿的。径向补偿式外啮合齿轮泵在二十多年前曾有某公司研制过，采用了压力平衡的方式来实现径向补偿，仅仅是研制，未能变成商品。其后也有人提出过一些设想，但仍然是属于压力平衡的方式，未能见到成功的例子。
齿轮泵实现径向补偿可以提高泵的性能，但是在外啮合齿轮上，在结构上难以保证径向补偿的稳定、可靠，这就使得在外啮合齿轮泵上实现径向补偿，成了齿轮泵方面的一个技术难关，又是一个发展的目标。
本发明的目的就是针对在齿轮泵中仅仅采用压力平衡的方式实现径向补偿所存在的问题，提出一种不全部依靠压力平衡，而是对密封块加以适当的限位，且具有微量补偿作用的径向浮动式新结构。
按照泵体的结构特点，齿轮泵基本上有两种型式，一种是分片式，一种是轴套式。无论哪一种型式，都可以采用本发明的结构型式，实现径向补偿。下面分别叙述这两种类型的补偿方式。
一、在图1、图2、图3上给出了分片式齿轮泵的结构图。在内腔为园形的壳体(8)中，有一对互相啮合的齿轮，主动齿轮(1)被动齿轮(5)。在高压区，也就是在油泵出口B一边齿轮1、5的顶园和壳体8的内壁之间插装了一个径向密封块(11)，在径向密封块(11)的中间开有压力油通道，与油泵的出口B相通。在径向密封块(11)的背面，开有园形的背压室用密封圈14和挡圈13密封。油泵工作时，齿轮按图1所示的方向旋转，油液径齿凹被带入径向密封块11的二段园弧与齿轮付1、5间的密封区，并过渡到高压区在齿轮的挤压下，经11的中间通道，从油泵的出口B排出。由图1可以看出，油泵的高压区被缩小在P区一个很小的空间里。壳体8的内腔与进口A相通，故壳体处在低压下。
轴承2共四只，被分别装在前盖9和后盖7上，壳体8、前盖9、后盖7用螺栓10联在一起，如附图2所示。主动齿轮轴和被动齿轮轴在轴承中能自由转动。轴承2上装着垫板3，垫板3上又装有轴套4。侧板6装在轴套4上，其形状是8字形，外园弧与径向密封块11上的二段园弧相配。侧板中部有通道C与高压区相通，引高压油到侧板3的背面，靠油压把侧板3紧靠在齿轮的端面，保持端面的密封。从图3上可以看出，径向密封块11沿轴向的宽度与齿轮付1、5的宽度加二块侧板6的厚度相等如图3所示。因此径向密封块11上的背压室，在油压作用下，产生径向补偿力，除能克服因高压区的油压而引起的径向分离力外，还能保持径向密封块11紧靠在前、后侧板6的8字形的外园弧上，起限位作用和有载时的径向密封。在空载时弹簧12保持径向密封。
二、在图4、图5、图6上给出了轴套式齿轮泵的结构图。壳体24中部内腔是园弧形，内装一对齿轮付27、28。在油泵出口B的一边，齿轮27、28的顶园和壳体24的内壁间安装了径向密封块29，在29的中央有通道与壳体24出口B相通。在径向密封块29的背面，开有园形的背压室，并用密封圈31、挡圈32密封。油泵工作时，齿轮按图4所示方向旋转，油液径齿凹被带入径向密封块29的二段园弧与齿轮27、28间的密封区，再过渡到高压区，在齿轮的挤压下经29的中央通道，从油泵出口B排出。油泵的高压区缩小到P区的一个很小的空间里，如图4所示。壳体24的内腔与进口A相通，故壳体处在低压下。
图7、图8上明显地看到壳体24的内腔在二端是呈8字形，在中部则为园弧形并带有进出口。从图5上看出，在壳体24的内腔两端共装了四只轴套25、轴套内装有轴承26，齿轮轴在轴承内能自由转动。前盖21、后盖23用螺栓30固定在壳体24的两端。侧板22装在轴承26的凸出处，其形状是8字形，外园弧与径向密封块29上的二段园弧相配。侧板22的中部有通道C与高压区相通，引高压油到侧板22的背面，推动侧板22紧靠齿轮的端面，保持端面密封。
图6上看出，径向密封块29沿轴向的宽度要大于齿轮加两侧侧板厚度之和。径向密封块29上的背压室，在油压作用下，产生径向补偿力，除克服因高压区的油压而引起的径向分离力外，还能保持径向密封块29紧靠在前、后侧板22的8字形的外园弧上，起限位作用，也保持油泵有载时的径向密封。弹簧33在空载时保持径向密封。
综上所述，在外啮合齿轮泵上采用径向密封块(11或29)，依靠油压使其紧靠在侧板上(6或22)，利用侧板起限位作用。油泵在开始旋转时，齿轮付1和5(或27和28)的齿顶和密封块(11或29)相配合的二段园弧上进行扫削，直到径向密封块(11或29)靠紧到侧板(6或22)上。有了限位，扫削过程停止，这时在径向取得最佳的密封。径向密封块11和轴套4随油压的大小产生挠性的变形，这种变形能够起到微量的径向补偿作用。装在轴套式齿轮泵中的径向密封块29的挠性变形也起到这种作用。
径向密封块由于受力不平衡而发生异常磨损问题，在有了侧板的限位之后也得到了解决。也就是说，径向补偿力大于径向分离力时，其差值将由侧板承受，从而保持了径向密封块的平衡。
上面均按照泵的工况叙述的，如果从出口B处输入压力油，在输出轴上即可获得扭矩，从而使齿轮泵的工况变成了马达的工况。若按中心对称地加装二个径向密封块，就成为可正、反向旋转的齿轮马达。
齿轮泵被认为液压传动的心脏，齿轮泵的寿命至关重要。一般地讲，齿轮泵的使用寿命主要取决于轴承，而轴承的寿命由轴承所承受的负荷决定，轴承负荷的大小又由齿轮轴上的径向力决定。本径向浮动式齿轮泵，由于扩大了低压区，将高压区仅缩小在一个很小的区间内，这样由液压作用引起的齿轮轴上的径向力将大幅度下降，齿轮泵的寿命可以大幅度提高。又因径向和轴向都实现了液压浮动补偿，轴向和径向的密封得到保证，因此可以提高泵的压力，也提高了泵的效率。这就构成了本径向补偿式齿轮泵具有高压力、高效率、寿命长的特点。作为齿轮马达同样具有上述特点。
在本发明说明书中共采用如下几幅附图图1分片式径向浮动补偿齿轮泵的结构图。
图2上述泵的纵向剖视。
图3上述泵的局部剖视。
图4轴套式径向浮动补偿式齿轮泵的结构图。
图5上述泵的纵向剖视。
图6上述泵的局部剖视。
图7上述泵的壳体纵向剖视。
图8上述泵的壳体横向剖视。
本发明已开始在生产中应用，其主要性能规格见下表
表中压力值给出的是范围，是随排量大小不同而不同的，型号是泵的型号，马达型号则是CMZ2、CMZ4。
权利要求
1.一种外啮合齿轮泵，其特征是在P高压区内，在壳体8和齿轮付1、5之间加装一个径向密封块11，在齿轮付的二个端面都装有侧板6和轴套4。借助于油压，浮动式的径向密封块11紧压在齿轮付1、5和两侧板上，通过径向密封块11和轴套4的微量挠性变形，构成一个径向浮动补偿的装置。
2.按照权利要求
1所述，径向密封块11有两段园弧段，它们和齿轮付的外形一致。
3.按照权利要求
1、2所述，径向密封块11由铝合金制成。
4.按照权利要求
1所述，侧板6具有和齿轮付1、5一样的8字外形，并和径向密封块11上的两段园弧段相吻合。
5.按照权利要求
1所述的径向浮动补偿式齿轮泵，从出口B处通入高压油，则变成一个径向浮动补偿式齿轮马达。
6.按照权利要求
1、5所述，按中心对称安装两个径向密封块11，可构成正、反方向旋转的齿轮马达。
7.一种外啮合齿轮泵，其特征是在P高压区内，在壳体24和齿轮付27、28之间加装一个径向密封块29、在齿轮付二个端面都装有侧板22。借助油压，浮动式的径向密封块29紧压在齿轮付27、28和两侧板上，通过径向密封块29的微量的挠性变形，构成一个径向浮动补偿的装置。
8.按照权利要求
7所述，径向密封块29有两段园弧段，它们和齿轮付27、28的外形一致。
9.按照权利要求
7、8所述，径向密封块29由铝合金制成。
10.按照权利要求
7所述，侧板22具有齿轮付27、28的8字外形，并和径向密封块29的两段园弧段吻合。
11.按照权利要求
7所述的径向浮动补偿式齿轮泵，从出口B处通入高压油，则构成一个径向浮动补偿式齿轮马达。
12.按照权利要求
7、11所述，按中心对称安装两个径向密封块29，构成正、反向旋转的齿轮马达。
专利摘要
径向浮动式齿轮泵是一种外啮合齿轮泵的新结构。在外啮合的齿轮泵上插装一个径向密封块，依靠油压，径向密封块紧压在侧板6和齿轮副的外圆上，依靠侧板的限位作用，径向密封块和轴套产生微量挠性变形补偿装置，至使泵获得最佳的径向密封。
文档编号F04C2/00GK85100742SQ85100742
公开日1987年1月17日 申请日期1985年4月1日
发明者程安强 申请人:济南液压泵厂, 机械工业部天津工程机械研究所, 山东益都液压件厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan