專利名稱：一種新型高壓大排量齒輪泵浮動(dòng)側(cè)板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于外嚙合齒輪泵的一個(gè)部件，具體涉及一種浮動(dòng)側(cè)板。
背景技術(shù)：
齒輪泵因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕、自吸能力強(qiáng)、對(duì)油液污染不敏感等優(yōu)點(diǎn)，所以在液壓技術(shù)領(lǐng)域特別是工程機(jī)械行業(yè)具有廣泛應(yīng)用。其作為液壓系統(tǒng)動(dòng)力元件，被廣泛應(yīng)用于叉車(chē)、起重機(jī)、裝載機(jī)、推土機(jī)等工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)中。目前，國(guó)內(nèi)外主機(jī)廠(如裝載機(jī)、起重機(jī)、推土機(jī)、挖掘機(jī)等)對(duì)齒輪泵的排量、壓力等級(jí)以及使用壽命要求越來(lái)越高。齒輪泵側(cè)板的嚴(yán)重磨損(燒側(cè)板問(wèn)題)是影響其壽命的關(guān)鍵因素之一。中部密封式齒輪泵在軸向密封上采用的是“8”字形側(cè)板的液壓浮動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，SP全液壓浮動(dòng)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。這種全液壓浮動(dòng)補(bǔ)償由于能夠?qū)X輪軸的撓性變形、材料的熱脹冷縮、零件的加工誤差、零件的磨損等進(jìn)行補(bǔ)償，能使齒輪泵的軸向密封保持最佳狀態(tài)，較之固定間隙的齒輪泵和依靠材料變形來(lái)補(bǔ)償?shù)囊环N撓性補(bǔ)償齒輪泵具有先進(jìn)性，是齒輪泵技術(shù)發(fā)展的方向之一。雖然以全液壓浮動(dòng)側(cè)板作為軸向密封的齒輪泵已定型生產(chǎn)多年，但是現(xiàn)有高壓大排量全液壓浮動(dòng)側(cè)板齒輪泵普遍存在徑向壓力難以平衡，側(cè)板局部壓力突變過(guò)大，磨損及損壞嚴(yán)重等問(wèn)題，這些情況嚴(yán)重制約了齒輪泵的性能。綜上所述，全液壓浮動(dòng)補(bǔ)償側(cè)板的平衡問(wèn)題，即“燒側(cè)板”問(wèn)題，是齒輪泵行業(yè)的技術(shù)難關(guān)之一。因此須采用合理的浮動(dòng)側(cè)板結(jié)構(gòu)，解決高壓大排量齒輪泵燒側(cè)板問(wèn)題，提高齒輪泵使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)以上齒輪泵行業(yè)普遍存在的全液壓浮動(dòng)側(cè)板平衡問(wèn)題，提出一種適用于高壓大排量齒輪泵的新型浮動(dòng)側(cè)板結(jié)構(gòu)，有效地降低了齒輪泵軸承的徑向力和降低齒輪泵過(guò)渡區(qū)向高壓區(qū)過(guò)渡時(shí)的壓力突變，使側(cè)板兩端面的液壓油推力穩(wěn)定，具有減輕側(cè)板磨損提高齒輪泵使用壽命的良好效果。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是:—種用于高壓大排量齒輪泵的浮動(dòng)側(cè)板，包括側(cè)板本體、設(shè)于所述側(cè)板本體反推面上的卸荷槽、過(guò)油孔、主動(dòng)齒輪軸孔和從動(dòng)齒輪軸孔以及設(shè)于所述浮動(dòng)側(cè)板補(bǔ)償面的補(bǔ)償力凹槽，所述浮動(dòng)側(cè)板的反推面上還設(shè)有耳型高壓油槽，所述耳型高壓油槽包括以水平橫軸為中心對(duì)稱設(shè)置的兩組弧形槽，兩組弧形槽連接處的中心拐點(diǎn)與所述過(guò)油孔同心設(shè)置，并與所述過(guò)油孔連通，弧形槽兩端端部均位于的吸油腔一側(cè)，將高壓區(qū)擴(kuò)大到側(cè)板的低壓區(qū)一側(cè)，降低軸承所受徑向力。所述主動(dòng)齒輪弧形槽對(duì)應(yīng)的圓心角角度α范圍為210° 230°，所述從動(dòng)齒輪弧形槽對(duì)應(yīng)的圓心角角度α’范圍為210° 230°。所述經(jīng)過(guò)中心拐點(diǎn)與主齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角β的角度為27.0° ;所述經(jīng)過(guò)中心拐點(diǎn)與從齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角β’的角度為27.0°。所述耳型高壓油槽的端部分別設(shè)有阻尼槽結(jié)構(gòu)，所述阻尼槽結(jié)構(gòu)位于過(guò)渡區(qū)中，所述高壓油槽與所述阻尼槽結(jié)構(gòu)連通。所述阻尼槽結(jié)構(gòu)為V型阻尼槽結(jié)構(gòu)。所述主動(dòng)齒輪處V型阻尼槽結(jié)構(gòu)槽底寬度L為1.0mm 2.5_，所述從動(dòng)齒輪處V型阻尼槽結(jié)構(gòu)槽底寬度L’為1.0mm 2.0mm，所述主齒輪軸孔圓心分別與所述V型阻尼槽兩端點(diǎn)形成的兩直線之間的夾角角度Y范圍為15.0° 25.0°，從齒輪軸孔圓心分別與所述V型阻尼槽兩端點(diǎn)形成的兩直線之間的夾角角度(范圍為15.0° 20.0°。所述補(bǔ)償力凹槽為耳形凹槽。由于采用上述方案，本發(fā)明專利的有益效果是:1.齒輪泵出油腔高壓油通過(guò)在側(cè)板密封面的耳型高壓油槽將壓出腔擴(kuò)大到吸油腔側(cè)，在齒輪泵工作過(guò)程中高低壓區(qū)之間保證2個(gè)齒起密封，有效降低了齒輪軸所受徑向力，提聞了軸承的使用壽命。2.在高低壓區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)增加漸變形V型阻尼槽結(jié)構(gòu)，以改善過(guò)渡區(qū)與高壓區(qū)之間的壓力梯度，使得過(guò)渡區(qū)向高壓過(guò)渡區(qū)的壓力突變梯度變緩。這樣可以使得齒輪端面對(duì)側(cè)板的反推力穩(wěn)定，減輕側(cè)板振動(dòng)，避免側(cè)板產(chǎn)生傾覆力矩，從而減少側(cè)板磨損和氣蝕。


圖1為本發(fā)明所示實(shí)施例中浮動(dòng)側(cè)板反推面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示實(shí)施例中高壓油槽的剖視圖；圖3為圖1所示實(shí)施例中浮動(dòng)側(cè)板補(bǔ)償面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示實(shí)施例中補(bǔ)償力凹槽的剖視圖；圖5為齒輪泵裝配示意圖；圖6為本發(fā)明所示實(shí)施例中V型槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6所示中V型槽結(jié)構(gòu)示意圖的A-A向剖視圖；圖8為圖6所示中V型槽結(jié)構(gòu)示意圖的B-B向剖視圖；圖9為現(xiàn)有齒輪泵過(guò)渡區(qū)流量示意圖；圖10為使用本發(fā)明專利齒輪泵過(guò)渡區(qū)流量示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1和圖2所示，一種用于高壓大排量齒輪泵的浮動(dòng)側(cè)板，包括側(cè)板本體、設(shè)于側(cè)板本體反推面上的卸荷槽3、過(guò)油孔5、主動(dòng)齒輪軸孔和從動(dòng)齒輪軸孔以及設(shè)于浮動(dòng)側(cè)板補(bǔ)償面的補(bǔ)償力凹槽6，浮動(dòng)側(cè)板的反推面上還設(shè)有耳型高壓油槽1，耳型高壓油槽包括以橫軸為中心對(duì)稱設(shè)置的兩組弧形槽，兩組弧形槽連接處的中心拐點(diǎn)與過(guò)油孔5同心設(shè)置，并與過(guò)油孔連通，弧形槽兩端端部均位于的吸油腔一側(cè)，將高壓區(qū)擴(kuò)大到側(cè)板的低壓區(qū)一偵牝降低軸承所受徑向力。本實(shí)施例中，主動(dòng)齒輪弧形槽對(duì)應(yīng)的圓心角角度α范圍為210° 230°，從動(dòng)齒輪弧形槽對(duì)應(yīng)的圓心角角度α’范圍也為210° 230°。經(jīng)過(guò)中心拐點(diǎn)與主齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角β的角度為27.0° ;經(jīng)過(guò)中心拐點(diǎn)與從齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角β’的角度為27.0°。浮動(dòng)側(cè)板反推面上未開(kāi)高壓油槽I時(shí)，齒輪泵出油口高壓腔到吸油口低壓腔之間壓力基本成線性規(guī)律遞減。在側(cè)板反推面上開(kāi)耳型高壓油1，齒輪泵工作時(shí)，出油腔高壓油通過(guò)耳型高壓油槽I將出油腔高壓油擴(kuò)大到高壓油槽I末端的吸油腔一側(cè)，擴(kuò)大齒輪泵高壓區(qū)。工作過(guò)程中只有兩個(gè)齒起密封作用，減少軸承以及齒輪軸所受的徑向力。如圖5所示，出油腔的高壓油由過(guò)油孔5引入到側(cè)板補(bǔ)償面一側(cè)，油液進(jìn)入到該壓力補(bǔ)償面后由耳型密封圈7、耳型擋片8和側(cè)板補(bǔ)償力凹槽6形成的封閉油腔產(chǎn)生液壓力即補(bǔ)償力，將側(cè)板壓緊在齒輪端面。側(cè)板所受補(bǔ)償力主要由高壓油產(chǎn)生的液壓力和耳形擋片8與密封圈7的預(yù)緊力兩部分組成，所受反推力是由齒輪端面間隙中的液壓油產(chǎn)生的作用力組成。側(cè)板在反推力與補(bǔ)償力合力的作用下，使得側(cè)板被壓緊在齒輪端面，確保齒輪泵的軸向密封始終保持最佳狀態(tài)。如圖7和圖8所示，高壓油槽I的兩端端部還分別設(shè)有阻尼槽結(jié)構(gòu)2，阻尼槽結(jié)構(gòu)2位于高低壓區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)中，高壓油槽I與阻尼槽結(jié)構(gòu)2連通。本實(shí)施例中，阻尼槽結(jié)構(gòu)2為漸變形V型阻尼槽結(jié)構(gòu)，主動(dòng)齒輪處V型阻尼槽結(jié)構(gòu)槽底寬度L為1.0mm 2.5mm,從動(dòng)齒輪處V型阻尼槽結(jié)構(gòu)槽底寬度L’為1.0mm 2.0mm,主齒輪軸孔圓心分別與V型阻尼槽兩端點(diǎn)形成的兩直線夾角Y角度范圍為15.0° 25.0°，從齒輪軸孔圓心分別與V型阻尼槽兩端點(diǎn)形成的兩直線夾角(角度范圍為15.0° 25.0°。在高低壓區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)中設(shè)置阻尼槽結(jié)構(gòu)2降低了過(guò)渡區(qū)的壓力突變，使齒輪端面對(duì)側(cè)板的反推力穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)側(cè)板補(bǔ)償力與反推力平衡，對(duì)側(cè)板起到減振作用，減少側(cè)板磨損。齒輪泵由于為兩齒密封結(jié)構(gòu)，因此只有一個(gè)齒槽處于低壓到高壓的過(guò)渡區(qū)。過(guò)渡區(qū)壓力的變化主要由通過(guò)齒頂間隙和齒輪端面間隙的流進(jìn)與流出齒槽的流量差決定，而過(guò)渡區(qū)與高壓區(qū)之間壓力突變過(guò)大將導(dǎo)致齒輪端面對(duì)側(cè)板反推力不穩(wěn)定，浮動(dòng)側(cè)板兩端面所受壓力不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致側(cè)板產(chǎn)生傾覆力矩，致使側(cè)板磨損嚴(yán)重。如圖9所示，原有浮動(dòng)側(cè)板結(jié)構(gòu)不包括V型阻尼槽結(jié)構(gòu)，流入和流出過(guò)渡區(qū)的流量主要齒輪徑向間隙泄漏流量Qp Q2軸向間隙泄漏流量Q3、Q4、Q5兩部分組成，進(jìn)入過(guò)渡區(qū)的流量過(guò)少，過(guò)渡區(qū)壓力升高緩慢，過(guò)渡區(qū)到高壓區(qū)的突變過(guò)大，齒輪端面對(duì)側(cè)板的反推力波動(dòng)較大。本發(fā)明高壓大排量齒輪泵浮動(dòng)側(cè)板在高低壓區(qū)之間的過(guò)渡區(qū)4增加漸變形V型阻尼槽結(jié)構(gòu)2，使高壓腔通過(guò)V型阻尼槽結(jié)構(gòu)2與過(guò)渡區(qū)4連接，使得過(guò)渡區(qū)壓力突變減弱，改善過(guò)渡區(qū)與高壓區(qū)之間的壓力梯度。本實(shí)施例中，如圖10所示，流入和流出過(guò)渡區(qū)的流量主要由齒輪徑向間隙泄漏流量Qp Q2軸向間隙泄漏流量Q3、Q4、Q5和V型阻尼槽結(jié)構(gòu)2的補(bǔ)充流量Q6組成，提高了側(cè)板過(guò)渡區(qū)的壓力，有效降低過(guò)渡區(qū)到高壓區(qū)的壓力突變，使得齒輪端面對(duì)側(cè)板的反推力穩(wěn)定，使齒輪端面對(duì)側(cè)板的反推力與補(bǔ)償力的作用線重合，減輕側(cè)板振動(dòng)，避免側(cè)板產(chǎn)生傾覆力矩，從而減少側(cè)板磨損和氣蝕，提高齒輪泵的使用壽命。上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于高壓大排量齒輪泵的浮動(dòng)側(cè)板，包括側(cè)板本體、設(shè)于所述側(cè)板本體反推面上的卸荷槽、過(guò)油孔、主動(dòng)齒輪軸孔和從動(dòng)齒輪軸孔以及設(shè)于所述浮動(dòng)側(cè)板補(bǔ)償面的補(bǔ)償力凹槽，其特征在于:所述浮動(dòng)側(cè)板的反推面上還設(shè)有耳型高壓油槽，所述耳型高壓油槽包括以水平橫軸為中心對(duì)稱設(shè)置的兩組弧形槽，兩組弧形槽連接處的中心拐點(diǎn)與所述過(guò)油孔同心設(shè)置，并與所述過(guò)油孔連通，弧形槽兩端端部均位于的吸油腔一側(cè)，將高壓區(qū)擴(kuò)大到側(cè)板的低壓區(qū)一側(cè)，降低軸承所受徑向力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)側(cè)板，其特征在于:所述主動(dòng)齒輪弧形槽對(duì)應(yīng)的圓心角角度α范圍為210° 230°，所述從動(dòng)齒輪弧形槽對(duì)應(yīng)的圓心角角度α’范圍為210° 230。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)側(cè)板，其特征在于:所述經(jīng)過(guò)中心拐點(diǎn)與主齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角β的角度為27.0° ;所述經(jīng)過(guò)中心拐點(diǎn)與從齒輪軸孔圓心的直線與豎直縱軸之間的夾角β’的角度為27.0°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)側(cè)板，其特征在于:所述耳型高壓油槽的兩端端部分別設(shè)有阻尼槽結(jié)構(gòu)，所述阻尼槽結(jié)構(gòu)位于過(guò)渡區(qū)中，所述高壓油槽與所述阻尼槽結(jié)構(gòu)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)側(cè)板，其特征在于:所述阻尼槽結(jié)構(gòu)為V型阻尼槽結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)側(cè)板，其特征在于:所述主動(dòng)齒輪處V型阻尼槽結(jié)構(gòu)槽底寬度L為1.0mm 2.5mm，所述從動(dòng)齒輪處V型阻尼槽結(jié)構(gòu)槽底寬度L’為1.0mm 2.0mm,所述主齒輪軸孔圓心分別與所述V型阻尼槽兩端點(diǎn)形成的兩直線之間的夾角角度Y范圍為15.0° 25.0°，從齒輪軸孔圓心分別與所述V型阻尼槽兩端點(diǎn)形成的兩直線之間的夾角角度Y’范圍為15.0° 20.0°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)側(cè)板，其特征在于:所述補(bǔ)償力凹槽為耳形凹槽。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于高壓大排量齒輪泵的新型浮動(dòng)側(cè)板結(jié)構(gòu)，包括側(cè)板本體、設(shè)于側(cè)板本體反推面上的卸荷槽、過(guò)油孔、主動(dòng)齒輪軸孔和從動(dòng)齒輪軸孔以及設(shè)于浮動(dòng)側(cè)板補(bǔ)償面的補(bǔ)償力凹槽，浮動(dòng)側(cè)板的反推面上還設(shè)有耳型高壓油槽，耳型高壓油槽包括以水平橫軸為中心對(duì)稱設(shè)置的兩組弧形槽，兩組弧形槽連接處的中心拐點(diǎn)與過(guò)油孔同心設(shè)置，并與過(guò)油孔連通，弧形槽兩端端部均位于的吸油腔一側(cè)，浮動(dòng)側(cè)板采用在側(cè)板反推面上開(kāi)耳型高壓油槽的方式將高壓區(qū)擴(kuò)大到側(cè)板的低壓區(qū)一側(cè)，降低軸承所受徑向力，并通過(guò)在高壓油槽端部開(kāi)V型阻尼槽結(jié)構(gòu)，提高側(cè)板過(guò)渡區(qū)的壓力，改善過(guò)渡區(qū)壓力梯度，提高齒輪泵的使用壽命。
文檔編號(hào)F04C15/00GK103206375SQ201310118530
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者王安麟, 劉巍, 張小路, 單學(xué)文 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)