专利名称：一种新型高压大排量齿轮泵浮动侧板的制作方法
技术领域：
本发明属于外啮合齿轮泵的一个部件，具体涉及一种浮动侧板。
背景技术：
齿轮泵因其具有结构简单，体积小，重量轻、自吸能力强、对油液污染不敏感等优点，所以在液压技术领域特别是工程机械行业具有广泛应用。其作为液压系统动力元件，被广泛应用于叉车、起重机、装载机、推土机等工程机械的液压系统中。目前，国内外主机厂(如装载机、起重机、推土机、挖掘机等)对齿轮泵的排量、压力等级以及使用寿命要求越来越高。齿轮泵侧板的严重磨损(烧侧板问题)是影响其寿命的关键因素之一。中部密封式齿轮泵在轴向密封上采用的是“8”字形侧板的液压浮动补偿结构，SP全液压浮动补偿结构。这种全液压浮动补偿由于能够对齿轮轴的挠性变形、材料的热胀冷缩、零件的加工误差、零件的磨损等进行补偿，能使齿轮泵的轴向密封保持最佳状态，较之固定间隙的齿轮泵和依靠材料变形来补偿的一种挠性补偿齿轮泵具有先进性，是齿轮泵技术发展的方向之一。虽然以全液压浮动侧板作为轴向密封的齿轮泵已定型生产多年，但是现有高压大排量全液压浮动侧板齿轮泵普遍存在径向压力难以平衡，侧板局部压力突变过大，磨损及损坏严重等问题，这些情况严重制约了齿轮泵的性能。综上所述，全液压浮动补偿侧板的平衡问题，即“烧侧板”问题，是齿轮泵行业的技术难关之一。因此须采用合理的浮动侧板结构，解决高压大排量齿轮泵烧侧板问题，提高齿轮泵使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于针对以上齿轮泵行业普遍存在的全液压浮动侧板平衡问题，提出一种适用于高压大排量齿轮泵的新型浮动侧板结构，有效地降低了齿轮泵轴承的径向力和降低齿轮泵过渡区向高压区过渡时的压力突变，使侧板两端面的液压油推力稳定，具有减轻侧板磨损提高齿轮泵使用寿命的良好效果。为达到上述目的，本发明的解决方案是:—种用于高压大排量齿轮泵的浮动侧板，包括侧板本体、设于所述侧板本体反推面上的卸荷槽、过油孔、主动齿轮轴孔和从动齿轮轴孔以及设于所述浮动侧板补偿面的补偿力凹槽，所述浮动侧板的反推面上还设有耳型高压油槽，所述耳型高压油槽包括以水平横轴为中心对称设置的两组弧形槽，两组弧形槽连接处的中心拐点与所述过油孔同心设置，并与所述过油孔连通，弧形槽两端端部均位于的吸油腔一侧，将高压区扩大到侧板的低压区一侧，降低轴承所受径向力。所述主动齿轮弧形槽对应的圆心角角度α范围为210° 230°，所述从动齿轮弧形槽对应的圆心角角度α’范围为210° 230°。所述经过中心拐点与主齿轮轴孔圆心的直线与竖直纵轴之间的夹角β的角度为27.0° ;所述经过中心拐点与从齿轮轴孔圆心的直线与竖直纵轴之间的夹角β’的角度为27.0°。所述耳型高压油槽的端部分别设有阻尼槽结构，所述阻尼槽结构位于过渡区中，所述高压油槽与所述阻尼槽结构连通。所述阻尼槽结构为V型阻尼槽结构。所述主动齿轮处V型阻尼槽结构槽底宽度L为1.0mm 2.5_，所述从动齿轮处V型阻尼槽结构槽底宽度L’为1.0mm 2.0mm，所述主齿轮轴孔圆心分别与所述V型阻尼槽两端点形成的两直线之间的夹角角度Y范围为15.0° 25.0°，从齿轮轴孔圆心分别与所述V型阻尼槽两端点形成的两直线之间的夹角角度(范围为15.0° 20.0°。所述补偿力凹槽为耳形凹槽。由于采用上述方案，本发明专利的有益效果是:1.齿轮泵出油腔高压油通过在侧板密封面的耳型高压油槽将压出腔扩大到吸油腔侧，在齿轮泵工作过程中高低压区之间保证2个齿起密封，有效降低了齿轮轴所受径向力，提闻了轴承的使用寿命。2.在高低压区之间的过渡区增加渐变形V型阻尼槽结构，以改善过渡区与高压区之间的压力梯度，使得过渡区向高压过渡区的压力突变梯度变缓。这样可以使得齿轮端面对侧板的反推力稳定，减轻侧板振动，避免侧板产生倾覆力矩，从而减少侧板磨损和气蚀。
图1为本发明所示实施例中浮动侧板反推面结构示意图；图2为图1所示实施例中高压油槽的剖视图；图3为图1所示实施例中浮动侧板补偿面结构示意图；图4为图3所示实施例中补偿力凹槽的剖视图；图5为齿轮泵装配示意图；图6为本发明所示实施例中V型槽结构示意图；图7为图6所示中V型槽结构示意图的A-A向剖视图；图8为图6所示中V型槽结构示意图的B-B向剖视图；图9为现有齿轮泵过渡区流量示意图；图10为使用本发明专利齿轮泵过渡区流量示意图。
具体实施例方式以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。如图1和图2所示，一种用于高压大排量齿轮泵的浮动侧板，包括侧板本体、设于侧板本体反推面上的卸荷槽3、过油孔5、主动齿轮轴孔和从动齿轮轴孔以及设于浮动侧板补偿面的补偿力凹槽6，浮动侧板的反推面上还设有耳型高压油槽1，耳型高压油槽包括以横轴为中心对称设置的两组弧形槽，两组弧形槽连接处的中心拐点与过油孔5同心设置，并与过油孔连通，弧形槽两端端部均位于的吸油腔一侧，将高压区扩大到侧板的低压区一侦牝降低轴承所受径向力。本实施例中，主动齿轮弧形槽对应的圆心角角度α范围为210° 230°，从动齿轮弧形槽对应的圆心角角度α’范围也为210° 230°。经过中心拐点与主齿轮轴孔圆心的直线与竖直纵轴之间的夹角β的角度为27.0° ;经过中心拐点与从齿轮轴孔圆心的直线与竖直纵轴之间的夹角β’的角度为27.0°。浮动侧板反推面上未开高压油槽I时，齿轮泵出油口高压腔到吸油口低压腔之间压力基本成线性规律递减。在侧板反推面上开耳型高压油1，齿轮泵工作时，出油腔高压油通过耳型高压油槽I将出油腔高压油扩大到高压油槽I末端的吸油腔一侧，扩大齿轮泵高压区。工作过程中只有两个齿起密封作用，减少轴承以及齿轮轴所受的径向力。如图5所示，出油腔的高压油由过油孔5引入到侧板补偿面一侧，油液进入到该压力补偿面后由耳型密封圈7、耳型挡片8和侧板补偿力凹槽6形成的封闭油腔产生液压力即补偿力，将侧板压紧在齿轮端面。侧板所受补偿力主要由高压油产生的液压力和耳形挡片8与密封圈7的预紧力两部分组成，所受反推力是由齿轮端面间隙中的液压油产生的作用力组成。侧板在反推力与补偿力合力的作用下，使得侧板被压紧在齿轮端面，确保齿轮泵的轴向密封始终保持最佳状态。如图7和图8所示，高压油槽I的两端端部还分别设有阻尼槽结构2，阻尼槽结构2位于高低压区之间的过渡区中，高压油槽I与阻尼槽结构2连通。本实施例中，阻尼槽结构2为渐变形V型阻尼槽结构，主动齿轮处V型阻尼槽结构槽底宽度L为1.0mm 2.5mm,从动齿轮处V型阻尼槽结构槽底宽度L’为1.0mm 2.0mm,主齿轮轴孔圆心分别与V型阻尼槽两端点形成的两直线夹角Y角度范围为15.0° 25.0°，从齿轮轴孔圆心分别与V型阻尼槽两端点形成的两直线夹角(角度范围为15.0° 25.0°。在高低压区之间的过渡区中设置阻尼槽结构2降低了过渡区的压力突变，使齿轮端面对侧板的反推力稳定，实现侧板补偿力与反推力平衡，对侧板起到减振作用，减少侧板磨损。齿轮泵由于为两齿密封结构，因此只有一个齿槽处于低压到高压的过渡区。过渡区压力的变化主要由通过齿顶间隙和齿轮端面间隙的流进与流出齿槽的流量差决定，而过渡区与高压区之间压力突变过大将导致齿轮端面对侧板反推力不稳定，浮动侧板两端面所受压力不平衡，进而导致侧板产生倾覆力矩，致使侧板磨损严重。如图9所示，原有浮动侧板结构不包括V型阻尼槽结构，流入和流出过渡区的流量主要齿轮径向间隙泄漏流量Qp Q2轴向间隙泄漏流量Q3、Q4、Q5两部分组成，进入过渡区的流量过少，过渡区压力升高缓慢，过渡区到高压区的突变过大，齿轮端面对侧板的反推力波动较大。本发明高压大排量齿轮泵浮动侧板在高低压区之间的过渡区4增加渐变形V型阻尼槽结构2，使高压腔通过V型阻尼槽结构2与过渡区4连接，使得过渡区压力突变减弱，改善过渡区与高压区之间的压力梯度。本实施例中，如图10所示，流入和流出过渡区的流量主要由齿轮径向间隙泄漏流量Qp Q2轴向间隙泄漏流量Q3、Q4、Q5和V型阻尼槽结构2的补充流量Q6组成，提高了侧板过渡区的压力，有效降低过渡区到高压区的压力突变，使得齿轮端面对侧板的反推力稳定，使齿轮端面对侧板的反推力与补偿力的作用线重合，减轻侧板振动，避免侧板产生倾覆力矩，从而减少侧板磨损和气蚀，提高齿轮泵的使用寿命。上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于高压大排量齿轮泵的浮动侧板，包括侧板本体、设于所述侧板本体反推面上的卸荷槽、过油孔、主动齿轮轴孔和从动齿轮轴孔以及设于所述浮动侧板补偿面的补偿力凹槽，其特征在于:所述浮动侧板的反推面上还设有耳型高压油槽，所述耳型高压油槽包括以水平横轴为中心对称设置的两组弧形槽，两组弧形槽连接处的中心拐点与所述过油孔同心设置，并与所述过油孔连通，弧形槽两端端部均位于的吸油腔一侧，将高压区扩大到侧板的低压区一侧，降低轴承所受径向力。
2.根据权利要求1所述的浮动侧板，其特征在于:所述主动齿轮弧形槽对应的圆心角角度α范围为210° 230°，所述从动齿轮弧形槽对应的圆心角角度α’范围为210° 230。。
3.根据权利要求1所述的浮动侧板，其特征在于:所述经过中心拐点与主齿轮轴孔圆心的直线与竖直纵轴之间的夹角β的角度为27.0° ;所述经过中心拐点与从齿轮轴孔圆心的直线与竖直纵轴之间的夹角β’的角度为27.0°。
4.根据权利要求1所述的浮动侧板，其特征在于:所述耳型高压油槽的两端端部分别设有阻尼槽结构，所述阻尼槽结构位于过渡区中，所述高压油槽与所述阻尼槽结构连通。
5.根据权利要求1所述的浮动侧板，其特征在于:所述阻尼槽结构为V型阻尼槽结构。
6.根据权利要求1所述的浮动侧板，其特征在于:所述主动齿轮处V型阻尼槽结构槽底宽度L为1.0mm 2.5mm，所述从动齿轮处V型阻尼槽结构槽底宽度L’为1.0mm 2.0mm,所述主齿轮轴孔圆心分别与所述V型阻尼槽两端点形成的两直线之间的夹角角度Y范围为15.0° 25.0°，从齿轮轴孔圆心分别与所述V型阻尼槽两端点形成的两直线之间的夹角角度Y’范围为15.0° 20.0°。
7.根据权利要求1所述的浮动侧板，其特征在于:所述补偿力凹槽为耳形凹槽。
全文摘要
本发明公开了一种用于高压大排量齿轮泵的新型浮动侧板结构，包括侧板本体、设于侧板本体反推面上的卸荷槽、过油孔、主动齿轮轴孔和从动齿轮轴孔以及设于浮动侧板补偿面的补偿力凹槽，浮动侧板的反推面上还设有耳型高压油槽，耳型高压油槽包括以水平横轴为中心对称设置的两组弧形槽，两组弧形槽连接处的中心拐点与过油孔同心设置，并与过油孔连通，弧形槽两端端部均位于的吸油腔一侧，浮动侧板采用在侧板反推面上开耳型高压油槽的方式将高压区扩大到侧板的低压区一侧，降低轴承所受径向力，并通过在高压油槽端部开V型阻尼槽结构，提高侧板过渡区的压力，改善过渡区压力梯度，提高齿轮泵的使用寿命。
文档编号F04C15/00GK103206375SQ201310118530
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月8日 优先权日2013年4月8日
发明者王安麟, 刘巍, 张小路, 单学文 申请人:同济大学