[发明专利]双线型非对称齿形中压齿轮泵

说明书

技术领域

本发明所述的双线型非对称齿形中压齿轮泵，涉及一种针对化工与石油行业中粘稠度较大的原材料抽取而使用的大排量中压齿轮泵。

背景技术

现有的渐开线齿轮泵在设计与制造上都达到了成熟的阶段并且由于其轮齿抗弯强度高，工艺性好，对中心距不敏感，加工测量都方便，所以应用较广泛。但是由于此齿形固有的理论缺陷，限制了其在大排量与高压化上的创新发展。根据前人的理论研究成果显示，渐开线齿轮泵的瞬时排量随主动齿轮的转角按抛物线规律变化，这种性质导致当渐开线齿轮泵的排量增大时，其流量脉动增大会导致噪音增大。而圆弧齿轮泵的瞬时排量与齿轮角速度成正比，且稳定，无脉动。而且圆弧齿轮泵的排量只与齿轮自身的齿廓参数有关，与齿轮的运动状况无关，由此得出圆弧齿轮泵的流量恒定，压力也恒定，此性质减小了齿轮泵的噪声。而且由于圆弧齿轮接触强度、耐疲劳强度、耐点蚀强度都强于渐开线齿轮，提高了齿轮泵的使用寿命。但现有圆弧齿轮泵由于牙齿短，所以排量较小，不能满足市场对于大排量齿轮泵的需求。同时由于未能很好的解决在工作压力增大时泵的泄露问题，所以多在低压环境下工作。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的双线型非对称齿形中压齿轮泵，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的双线型非对称齿形中压齿轮泵。用以及解决现有技术中存在的：渐开线齿轮泵当排量增大时，其流量脉动增大会导致噪音增大；圆弧齿轮泵由于牙齿短，所以排量较小，不能满足市场对于大排量齿轮泵的需求，同时由于未能很好的解决在工作压力增大时泵的泄露问题，所以多在低压环境下工作不能实现中压齿轮泵的要求等问题。

本齿轮泵为了增大排量适应市场对大排量齿轮泵的需求，增加了高齿设计，即增大了齿顶高系数。但是相应产生的副作用就是齿轮的抗弯强度降低。为了解决这个问题，我们提出了双线型非对称齿轮，即设计工作侧为大压力角双圆弧齿形，非工作侧为小压力角渐开线齿形的新啮合制齿形。由于齿轮泵是单向运行的设备，所以工作侧使用双圆弧齿形不但保留了圆弧齿轮泵流量、压力脉动低的特点，而且根据双圆弧齿形的啮合特性可知，其耐疲劳强度和接触强度相对渐开线齿形都更高，有利于提高齿轮泵的使用寿命。所以这种齿形设计不但保留了双圆弧齿轮泵的优点，而且在高齿的设计上通过非工作侧改用小压力角的渐开线齿形提高了齿轮的抗弯强度，同时这样的设计也避免了齿顶过早变尖的问题。

此齿轮泵为了提高工作压力，增加了压力浮动侧板的设计。现有的圆弧齿轮泵在很多方面都展示出了其特有的优点，但是工作压力低是一个有待解决的问题。本设计打算在泵的结构上进行改进，其一就是设计压力浮动侧板提供侧面间隙补偿，保证齿轮泵的密封不泄露。另外在法兰与端面处要选择相应的密封形式，法兰处使用四氟垫片，而端盖处采用挖槽O型圈密封，在输入轴处选用集装式密封，此密封能够很好的解决轴端泄露问题，提高泵的工作压力。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

本发明所述的双线型非对称齿形中压齿轮泵，包括主动轴、前端盖、泵体、浮动压力侧板、后端盖及从动轴；前端盖与后端盖分别装于泵体的前后两端，主动轴通过两个浮动压力侧板装于泵体上，并穿过前端盖上的轴孔伸出泵外；其特征在于在两个浮动压力侧板之间的主动轴上装有双线型非对称齿轮Ⅰ及双线型非对称齿轮Ⅱ；在浮动压力侧板上还装有从动轴，在从动轴上装有双线型非对称齿轮Ⅲ及双线型非对称齿轮Ⅳ。

本发明所述的双线型非对称齿轮Ⅰ的法向截面的工作侧为双圆弧齿形设计；非工作侧为渐开线齿形设计。

本发明所述的双线型非对称齿轮Ⅰ的齿顶高系数大于标准齿顶高系数0.1-0.3。

本发明所述的双线型非对称齿轮Ⅰ、双线型非对称齿轮Ⅱ、双线型非对称齿轮Ⅲ及双线型非对称齿轮Ⅳ结构相同；双线型非对称齿轮Ⅰ与双线型非对称齿轮Ⅱ及双线型非对称齿轮Ⅲ与双线型非对称齿轮Ⅳ为左右对称安装；双线型非对称齿轮Ⅰ与双线型非对称齿轮Ⅳ及双线型非对称齿轮Ⅱ与双线型非对称齿轮Ⅲ为上下对称安装。