一种径向静压平衡浮动式齿轮泵的制作方法

1.本发明涉及齿轮泵，具体涉及一种径向静压平衡浮动式齿轮泵。


背景技术：

2.齿轮泵作为一种典型的液压泵，具有排量大、功率高、节奏紧凑、流量脉动小、噪声低等优势，在航天、航空、船舶、工程机械等领域有着广泛的应用。齿轮泵中通常设置有浮动轴套结构，通过浮动轴套的轴向位移来减少浮动轴套与齿轮端面之间的间隙。但是在高温环境(100℃以上)、高入口压力、转速动态变化范围大、振动量级大等恶劣工况下，齿轮泵的壳体会在高压油液的作用下发生变形，从而导致浮动轴套与壳体之间存在卡涩，无法起到调节轴向间隙的作用，导致齿轮泵端面泄漏增大，容积效率显著降低。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种径向静压平衡浮动式齿轮泵，解决在高压高温工况下，浮动轴套移动卡涩、齿轮端面处油液泄漏增大的问题，具有耐高温、工作寿命长、容积效率高的特点。
4.为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种径向静压平衡浮动式齿轮泵，包括上板、中板、下板以及位于中板腔体内的主动齿轮轴、从动齿轮轴和浮动轴套，所述中板两侧分别与上板和下板固定连接，上板设有接口和堵盖，主动齿轮轴和从动齿轮轴上的齿轮相互啮合，主动齿轮轴和从动齿轮轴安装在两端的浮动轴套内，浮动轴套的一端面与中板端面平齐，所述主动齿轮轴的一端穿过浮动轴套和上板上的轴孔与外部电机连接；所述浮动轴套为8字形，包括两个对称的圆弧体，所述圆弧体中部圆弧半径比两侧圆弧半径小；所述圆弧体两侧分别设有与中部圆弧半径相同的第一沟槽(靠近高压侧)和第二沟槽(靠近低压侧)，第一沟槽长度与圆弧体两侧的圆弧长度相同，其两端区域连通；第二沟槽长度小于圆弧体两侧的圆弧长度，其一端与圆弧体的中部连通。
5.进一步的，所述第一沟槽和第二沟槽的深度为圆弧体两侧圆弧直径的3～5％，宽度为浮动轴套厚度的8～15％。
6.进一步的，所述圆弧体两侧圆弧直径为39mm，厚度为26mm。
7.进一步的，所述第一沟槽和第二沟槽深度为2mm，宽度为3mm。
8.进一步的，所述圆弧体上的第一沟槽和第二沟槽为2个。
9.进一步的，所述中板与上板、下板通过螺钉固定连接，并通过圆柱销进行周向定位。
10.进一步的，所述中板与上板和下板的接触端面设置有密封槽，密封槽内安装有异形密封垫与异形挡圈。
11.进一步的，所述上板的轴孔处设有组合密封垫。
12.进一步的，所述上板的接口处设有o型圈。
13.进一步的，所述浮动轴套采用锡青铜材料制成，其外表面镀银。
14.本发明与现有技术相比，其效果为：(1)本发明的浮动轴套对现有浮动轴套进行了局部去除处理，可以减小浮动轴套的外侧表面积，减小浮动轴套与中板之间的局部接触，浮动轴套的外围局部去除使得高压油可以进入低压区，高压油液作用于浮动轴套低压侧，达到平衡齿轮轴径向力，提高浮动轴套的浮动特性的作用，提升齿轮泵在高温高压工况下的工作性能与工作寿命；(2)本发明的浮动轴套的外围局部去除还可以将高压油液作用于中板上，减小中板的受压变形；(3)本发明采用异形挡圈、异形密封垫、o型圈以及组合密封垫进行密封，防止油液泄漏；(4)本发明可以提高浮动轴套的浮动特性，减少齿轮泵工作时齿轮端面的油液泄漏，提升齿轮泵的工作效率。
附图说明
15.图1是本发明径向静压平衡浮动性齿轮泵的外形示意图。
16.图2是本发明径向静压平衡浮动性齿轮泵的剖面图。
17.图3(a)和图3(b)分别是浮动轴套的高、低压侧两个视角的轴测图。
18.图4(a)是现有浮动轴套示意图，图4(b)是进行减边处理后浮动轴套与齿轮泵高低压侧位置示意图。
19.图5是本发明径向静压平衡浮动性齿轮泵中浮动轴套的高压侧视角平面图。
20.图6是本发明径向静压平衡浮动性齿轮泵中浮动轴套的低压侧视角平面图。
21.附图标记说明：1主动齿轮轴，2从动齿轮轴，3浮动轴套，4上板，5中板，6下板，7堵盖，8异形挡圈，9异形密封垫，10圆柱销，11螺钉，12 o型圈，13第一沟槽，14第二沟槽。
具体实施方式
22.下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本发明实施例提供一种径向静压平衡浮动式齿轮泵，作为重型车辆的整车液压制动与液压转向系统的液压油源，其结构参考图1、图2所示，包括上板4、中板5、下板6以及位于中板5腔体内的主动齿轮轴1、从动齿轮轴2以和浮动轴套3，齿轮泵的主动齿轮轴1与从动齿轮轴2上的齿轮相互啮合，主动齿轮轴1和从动齿轮轴2两端安装在浮动轴套3内，齿轮上下两侧与浮动轴套3贴合构成齿轮泵的内芯，齿轮两侧与浮动轴套3和中板5形成进油腔和出油腔，所述中板5与上板4、下板6通过螺钉11连接，并通过圆柱销10进行周向定位，上板4设有接口和堵盖7，上板4的接口处设有o型圈12，浮动轴套3位于中板5内，并且浮动轴套3的一端面与中板5端面平齐，与上板4和下板6连接，所述浮动轴套3为8字形，包括两个对称的圆弧体，所述圆弧体中部圆弧半径比两侧圆弧半径小；所述圆弧体两侧分别设有与中部圆弧半径相同的第一沟槽13和第二沟槽14，第一沟槽13长度与圆弧体两侧的圆弧长度相同，其两端区域连通；第二沟槽14长度小于圆弧体两侧的圆弧长度，其一端与圆弧体的中部连通；浮动轴套3上加工出贯通的第一沟槽13的一侧应该与齿轮泵进油高压区连通如图4，中板5与上板4和下板6的接触面设置有密封槽，用于安装异形密封垫9与异形挡圈8以起到端面密封的作用，主动齿轮轴1的一端穿过浮动轴套3并通过上板4上的轴孔伸出，和电机连
接，轴孔处通过组合密封垫进行密封。
24.结合图3、图4、图5、图6，所述浮动轴套3基于现有的浮动轴套进行铣削加工，采用锡青铜材料制成，其外表面镀银，对于浮动轴套进行外围局部去除处理，浮动轴套3的沟槽深度为2mm，对于一套齿轮泵各处材料去除部分去除深度相同，浮动轴套3外径为39mm，宽度为3mm，厚度为26mm。在浮动轴套靠近齿轮泵高压排油区和低压吸油区的两侧分别加工出沟槽，高压区沟槽完全贯通，低压区沟槽不能贯通，使得齿轮泵高压排油区的高压油液可以通过沟槽作用在浮动轴套靠近低压吸油区的一侧。本实施例改进的浮动轴套3可以从三个方面提高浮动轴套的浮动特性，通过浮动轴套的轴向移动补偿齿轮两侧轴向间隙，进而减小齿轮泵工作时的油液泄漏。首先，局部去除处理可以减小浮动轴套的外侧表面积，减小浮动轴套与中板之间的局部接触；其次，浮动轴套的外围局部去除使得高压油可以进入低压区，高压油液作用于浮动轴套低压侧，达到平衡齿轮轴径向力，提高浮动轴套的浮，减小中板的受压变形。以上三个方面的改进都可以提高浮动轴套的浮动特性，减少齿轮泵工作时齿轮端面的油液泄漏，提升齿轮泵的工作效率，进而提升齿轮泵在高温高压工况下的工作性能与工作寿命。
25.齿轮泵工作时，电机带动主动齿轮轴1转动，主动齿轮轴1上的齿轮顺时针旋转，带动从动齿轮轴2上的齿轮，使位于吸油腔的轮齿逐渐退出啮合，空间增大，形成局部真空，油液在外界压力作用下进入吸油腔；位于出油腔的轮齿逐渐进入啮合，将齿间的油液挤压出来，从出油口排出，当齿轮不断地转动时，齿轮泵就不断地吸油和排油。当齿轮泵工作时，齿轮端面受到磨损，和上板与下板端面之间出现间隙，浮动轴套在油压的作用下发生轴向浮动，推动齿轮端面移动，补偿因为磨损出现的间隙，防止齿轮泵出现漏油。