專利名稱：一種高壓齒輪水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓水泵，特別涉及一種高壓齒輪水泵。
背景技術(shù)：
常見的高壓水泵是離心式水泵，為使出口壓力達(dá)到高壓程度，必須采用 多級(jí)串聯(lián)，因此這種高壓水泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、笨重、耗材多、價(jià)格高。 而通常的容積式泵(齒輪泵、葉片泵、注塞泵等)都以油液為介質(zhì)，因?yàn)橛?液比較容易形成潤滑油膜和有防腐蝕特性，可以保證容積式泵的正常工作。 因此， 一般的高壓齒輪泵也是以油為介質(zhì)的油泵。高壓齒輪泵用在純水傳動(dòng) 中需要解決泵的容水性(耐蝕、耐磨、能生成自潤滑膜等)及泄漏嚴(yán)重的問題(水的粘度是油粘度的1/30~1/50)。現(xiàn)有技術(shù)中，有研究人員提出通過在 高壓齒輪泵的泵體內(nèi)設(shè)置前、后壓力補(bǔ)償板，以及在壓力補(bǔ)償板與傳動(dòng)軸上 兩個(gè)相互嚙合的齒輪相接觸的端面上設(shè)陶瓷層等技術(shù)方案，初步解決了一般 高壓齒輪泵只能適用于油液介質(zhì)的局限性。但是這種高壓齒輪水泵由于泵的 排液口壓力大，吸液口壓力小而產(chǎn)生的徑向不平衡力，使傳動(dòng)軸的軸頸對(duì)軸 承孔的磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致泵的動(dòng)態(tài)特性不夠理想，而且此種高壓齒輪泵的容積 效率不高，對(duì)泄露的控制也不夠理想。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種磨損小、傳動(dòng)質(zhì)量高、 噪音低、容積效率高、泄漏少的高壓齒輪水泵。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的采用的技術(shù)方案: 一種高壓齒輪水泵，包括前端蓋、 后端蓋和泵體，前、后端蓋和泵體組成一個(gè)封閉的空間，在泵體內(nèi)設(shè)置有驅(qū) 動(dòng)主軸和從動(dòng)軸，在兩個(gè)軸上分別帶有一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪， 在主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的兩側(cè)分別安裝有浮動(dòng)的前側(cè)板和后側(cè)板，在前、后 側(cè)板與一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪接觸的端面上和前、后側(cè)板的兩個(gè)內(nèi)孔壁上均設(shè)有陶瓷層；在所述前側(cè)板的兩個(gè)內(nèi)孔中朝向所述高壓齒輪水 泵的吸液口一側(cè)的壁上共設(shè)有1 4個(gè)凹槽，在所述前側(cè)板上開有連通所述凹 槽與所述高壓齒輪水泵排液口的輸水通道；在所述后側(cè)板的兩個(gè)內(nèi)孔中朝向 所述高壓齒輪水泵的吸液口一側(cè)的壁上共設(shè)有1~4個(gè)凹槽，在所述后側(cè)板上 開有連通所述凹槽與所述高壓齒輪水泵排液口的輸水通道。為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在所述前側(cè)板的兩個(gè)內(nèi)孔中每個(gè)內(nèi)孔朝向所述 高壓齒輪水泵的吸液口一側(cè)的壁上均設(shè)有兩個(gè)矩形凹槽；在所述后側(cè)板的兩 個(gè)內(nèi)孔中每個(gè)內(nèi)孔朝向所述高壓齒輪水泵的吸液口一側(cè)的壁上均設(shè)有兩個(gè) 矩形凹槽。所述泵體、前端蓋和后端蓋的材料為防銹鋁，這樣就使得所述高壓齒輪 水泵可以應(yīng)用在潮濕或者容易導(dǎo)致生銹的特殊環(huán)境。所述一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的工作表面及驅(qū)動(dòng)主軸和從 動(dòng)軸的工作表面上均設(shè)有氮化層。所述氮化層為合金鋼氮化層。所述一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪非受力的一側(cè)的齒腹是經(jīng)過 修緣處理的齒腹。所述前側(cè)板與前端蓋之間設(shè)有弓形密封條；所述后側(cè)板與后端蓋之間設(shè) 有弓形密封條。在所述前側(cè)板與前端蓋接觸的端面，所述前側(cè)板朝向所述高壓齒輪水泵 的排液口 一側(cè)設(shè)有一條連通所述排液口與所述驅(qū)動(dòng)主軸的輸水通道和一條連 通所述排液口與所述從動(dòng)軸的輸水通道;在所述后側(cè)板與后端蓋接觸的端面， 所述后側(cè)板朝向所述高壓齒輪水泵的排液口 一側(cè)設(shè)有一條連通所述排液口與 所述驅(qū)動(dòng)主軸的輸水通道和一條連通所述排液口與所述從動(dòng)軸的輸水通道。所述陶瓷層為新型復(fù)合陶瓷層，它是由Al203嵌入了納米超硬超細(xì) (<20nm)陶瓷粉末而形成。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和效果是-1、在前、后側(cè)板的內(nèi)孔中朝向高壓齒輪水泵的吸液口一側(cè)的壁上設(shè)置 矩形凹槽，連通高壓齒輪水泵的排液口處的高壓液體，因此，凹槽里的高壓 液體對(duì)驅(qū)動(dòng)主軸和從動(dòng)軸起到了徑向支撐和潤滑的作用，從而減輕了高壓齒 輪水泵的吸液口與排液口因壓力差而引起的徑向不平衡力，相當(dāng)于靜壓軸承的作用，它減輕了軸承的磨損，同時(shí)也降低了噪音，改善了高壓齒輪泵工作 時(shí)的動(dòng)態(tài)特性。2、 在一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的工作表面及驅(qū)動(dòng)主軸和從 動(dòng)軸的工作表面上均設(shè)有氮化層，該氮化層為合金鋼氮化層，其表面硬度高， 耐磨性好，耐腐蝕性強(qiáng)，具有良好的容水性；在前、后側(cè)板與一對(duì)相互嚙合 的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪接觸的端面上和前、后側(cè)板的內(nèi)孔壁上設(shè)置的陶瓷層， 在純水介質(zhì)中能生成水潤滑膜，并有較高的硬度和良好的耐磨損、耐腐蝕性 能。該陶瓷層與合金鋼氮化層相配偶是比較理想的純水介質(zhì)適用材料，如此 使得本發(fā)明的高壓齒輪水泵具有良好的容積效率并能有效地減少泄漏。3、 當(dāng)一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪工作時(shí)，在載荷作用下，輪 齒產(chǎn)生彎曲變形，影響了漸開線齒廓正確嚙合特性并引起傳動(dòng)噪音，本發(fā)明 通過在齒輪非受力的一側(cè)在齒腹部位進(jìn)行修緣處理，使其輪齒在彎曲變形狀 態(tài)下基本上接近漸開線齒廓的嚙合條件，以使其處于受力變形狀態(tài)下能達(dá)到 密合接觸，減少兩輪齒嚙合時(shí)的齒側(cè)間隙量，減少泄漏，提高容積效率。4、 當(dāng)高壓齒輪水泵工作時(shí)，前側(cè)板和后側(cè)板與主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的兩 側(cè)面，在高壓液流的作用下，實(shí)現(xiàn)緊密貼合，這樣就提高了本高壓齒輪水泵 的容積效率，減少了泄漏量。5、 所述陶瓷層與現(xiàn)有專利技術(shù)比較，在生成Al203陶瓷層的工藝過程中， 嵌入了納米超硬超細(xì)(<20nm)陶瓷粉末，形成新的復(fù)合陶瓷層，與一般 Al203陶瓷層比較有較高的硬度和耐磨性，同時(shí)加入的稀土元素在促進(jìn)陶瓷 層生成過程中起活性化效應(yīng)。


圖1是本發(fā)明高壓齒輪水泵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖面圖；圖3是圖1的高壓齒輪水泵的前側(cè)板的左視圖；圖4是圖1的高壓齒輪水泵的前側(cè)板的局部剖視圖；圖5是圖1的高壓齒輪水泵的前側(cè)板的左視圖(帶有弓形密封條)；圖6是圖1的高壓齒輪水泵的一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪相互 嚙合的示意圖；圖7是圖6中輪齒d的非受力的一側(cè)在齒腹部位進(jìn)行修緣的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施 方式不限于此。;發(fā)明的高壓齒輪水泵的具體結(jié)構(gòu)如圖1~圖2所示高壓齒輪水泵包括前端蓋2、泵體4和后端蓋7，泵體4、前端蓋2及后端蓋7均采用防銹鋁 材料制作。前端蓋2、泵體4和后端蓋7組成一個(gè)封閉的空間，泵體4與前 端蓋2和后端蓋7之間設(shè)有0型密封圈3、 26;泵體4內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)主軸1， 在該軸上帶有主動(dòng)齒輪5，該軸與前端蓋2接觸處有J形骨架式復(fù)合密封圈 15;在泵體4中還設(shè)有從動(dòng)軸14及其上的從動(dòng)齒輪27;在主動(dòng)齒岵5和從 動(dòng)齒輪27的兩側(cè)分別安裝有浮動(dòng)的前側(cè)板13和后側(cè)板6，前側(cè)板13和后 側(cè)板6的結(jié)構(gòu)相同；如圖5所示，前端蓋2與前側(cè)板13之間設(shè)有弓形密封 條28，后端蓋7與后側(cè)板6之間設(shè)有與前述相同結(jié)構(gòu)的弓形密封條；J形骨 架式復(fù)合密封圈15和0型密封圈3、 26可防止泵體內(nèi)的液體外泄。如圖5 所示，在前側(cè)板13與前端蓋2接觸的端面，在前側(cè)板13朝向高壓齒輪水泵 的排液口 16的一側(cè)區(qū)域21上設(shè)有一條連通排液口 16與驅(qū)動(dòng)主軸1的高壓 液體通道22和一條連通排液口 16與從動(dòng)軸14的高壓液體通道22;同樣的， 在后側(cè)板6與后端蓋7接觸的端面，在后側(cè)板6上的相應(yīng)位置也設(shè)有兩條與 排液口 16相連通的高壓液體通道22。當(dāng)高壓齒輪水泵工作時(shí)，前側(cè)板13 和后側(cè)板6與主動(dòng)齒輪5和從動(dòng)齒輪27接觸的兩個(gè)端面，在高壓液流的作 用下，實(shí)現(xiàn)緊密貼合。如圖1所示，在前側(cè)板13、后側(cè)板6與主動(dòng)齒輪5 和從動(dòng)齒輪27接觸的端面上有一層復(fù)合陶瓷層11和10;前側(cè)板13和后側(cè) 板6的外表面上分別有一層復(fù)合陶瓷層12及8，前側(cè)板13和后側(cè)板6的兩 個(gè)內(nèi)孔壁上均有一層復(fù)合陶瓷層9。 一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪5和從動(dòng)齒輪 27的工作表面及驅(qū)動(dòng)主軸1和從動(dòng)軸14的工作表面上均有一層合金鋼氮化 層。如圖3 圖4所示，在前側(cè)板13的兩個(gè)內(nèi)孔中每個(gè)內(nèi)孔朝向高壓齒輪水 泵的吸液口 17—側(cè)的壁上均設(shè)有兩個(gè)矩形凹槽20;同樣的，在后側(cè)板6的 兩個(gè)內(nèi)孔中每個(gè)內(nèi)孔朝向高壓齒輪水泵的吸液口 17 —側(cè)的壁上均設(shè)有兩個(gè)矩形凹槽20。當(dāng)高壓齒輪水泵工作時(shí)，高壓液流從排液口 16經(jīng)過通道18、 19流入矩形凹槽20。高壓水流入該矩形凹槽20內(nèi)對(duì)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸和從動(dòng)軸起 支撐作用，以減少因出口壓力大而引起的不平衡徑向力，相當(dāng)于液體靜壓軸 承的作用，它減輕了軸承的磨損，提高齒輪傳動(dòng)的質(zhì)量，降低噪音。本發(fā)明的高壓齒輪水泵是這樣工作的在電源的帶動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)主軸1回 轉(zhuǎn)，同時(shí)通過一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪5與從動(dòng)齒輪27帶動(dòng)從動(dòng)軸14 一起 回轉(zhuǎn)。在回轉(zhuǎn)過程中，圖6中的兩對(duì)輪齒a、 b與c、 d所包容的密封區(qū)23 及24的密封容積發(fā)生了變化按圖示的旋轉(zhuǎn)方向，區(qū)域23由大變小，而區(qū) 域24則由小變大，前者促成液流的壓力升高，后者促成液流的壓力降低。 壓力升高的液流口為泵的排液口 16 (見圖2)，而壓力降低的液流口為吸液 口 17 (見圖2)。如圖7所示，為了提高本發(fā)明高壓齒輪水泵的工作齒輪的嚙合質(zhì)量，減 少傳動(dòng)噪音，改善動(dòng)態(tài)特性，對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪5和從動(dòng)齒輪27的輪 齒，在受載產(chǎn)生了彎曲變形的狀態(tài)下，可通過對(duì)上述輪齒非受力的一側(cè)齒腹 部位25進(jìn)行修緣處理，避免兩相互嚙合的輪齒工作時(shí)產(chǎn)生沖擊。同時(shí)，由 于對(duì)輪齒進(jìn)行了修緣，可以將兩相嚙合的輪齒的齒側(cè)間隙在考慮熱變形的影 響下進(jìn)行優(yōu)化，選擇出最佳間隙值，從而減少了齒側(cè)的泄漏量，進(jìn)一步提高 齒輪泵的容積效率和出口的工作壓力。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí) 施例的限制，任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、 組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高壓齒輪水泵，包括前端蓋、后端蓋和泵體，前、后端蓋和泵體組成一個(gè)封閉的空間，在泵體內(nèi)設(shè)置有驅(qū)動(dòng)主軸和從動(dòng)軸，在兩個(gè)軸上分別帶有一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪，在主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的兩側(cè)分別安裝有浮動(dòng)的前側(cè)板和后側(cè)板，在前、后側(cè)板與一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪接觸的端面上和前、后側(cè)板的兩個(gè)內(nèi)孔壁上均設(shè)有陶瓷層；其特征是，在所述前側(cè)板的兩個(gè)內(nèi)孔中朝向所述高壓齒輪水泵的吸液口一側(cè)的壁上共設(shè)有1～4個(gè)凹槽，在所述前側(cè)板上開有連通所述凹槽與所述高壓齒輪水泵排液口的輸水通道；在所述后側(cè)板的兩個(gè)內(nèi)孔中朝向所述高壓齒輪水泵的吸液口一側(cè)的壁上共設(shè)有1～4個(gè)凹槽，在所述后側(cè)板上開有連通所述凹槽與所述高壓齒輪水泵排液口的輸水通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓齒輪水泵，其特征是，在所述前側(cè)板的兩個(gè)內(nèi) 孔中每個(gè)內(nèi)孔朝向所述高壓齒輪水泵的吸液口一側(cè)的壁上均設(shè)有兩個(gè)矩形凹 槽；在所述后側(cè)板的兩個(gè)內(nèi)孔中每個(gè)內(nèi)孔朝向所述高壓齒輪水泵的吸液口一側(cè) 的壁上均設(shè)有兩個(gè)矩形凹槽。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓齒輪水泵，其特征是，所述泵體、前端蓋和后 端蓋的材料為防銹鋁。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓齒輪水泵，其特征是，所述一對(duì)相互嚙合的主 動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的工作表面及驅(qū)動(dòng)主軸和從動(dòng)軸的工作表面上均設(shè)有氮化 層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述高壓齒輪水泵，其特征是，所述一對(duì)相互嚙合的主 動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的工作表面及驅(qū)動(dòng)主軸和從動(dòng)軸的工作表面上均設(shè)有氮化 層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述高壓齒輪水泵，其特征是，所述氮化層為合金 鋼氮化層。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 4或5所述高壓齒輪水泵，其特征是，所述一對(duì)相 互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪非受力的一側(cè)的齒腹是經(jīng)過修緣處理的齒腹。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高壓齒輪水泵，其特征是，所述前側(cè)板與前端 蓋之間設(shè)有弓形密封條；所述后側(cè)板與后端蓋之間設(shè)有弓形密封條。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高壓齒輪水泵，其特征是，在所述前側(cè)板與前端蓋接觸的端面，所述前側(cè)板朝向所述高壓齒輪水泵的排液口一側(cè)設(shè)有一條連 通所述排液口與所述驅(qū)動(dòng)主軸的輸水通道和一條連通所述排液口與所述從動(dòng)軸 的輸水通道；在所述后側(cè)板與后端蓋接觸的端面，所述后側(cè)板朝向所述高壓齒 輪水泵的排液口 一側(cè)設(shè)有一條連通所述排液口與所述驅(qū)動(dòng)主軸的輸水通道和一 條連通所述排液口與所述從動(dòng)軸的輸水通道。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓齒輪水泵，其特征是，所述陶瓷層為復(fù)合陶尻伝。
全文摘要
本發(fā)明公開一種高壓齒輪水泵，包括組成一個(gè)封閉的空間的前端蓋、后端蓋和泵體。泵體內(nèi)設(shè)有帶著一對(duì)相互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)的主軸和從動(dòng)軸，在兩工作齒輪的兩側(cè)分別安裝有浮動(dòng)的前、后側(cè)板，前、后側(cè)板與工作齒輪接觸的端面上和前、后側(cè)板的兩個(gè)內(nèi)孔壁上均設(shè)有陶瓷層；在前側(cè)板的兩個(gè)內(nèi)孔中朝向所述高壓齒輪水泵的吸液口一側(cè)的壁上共設(shè)有1～4個(gè)凹槽，在前側(cè)板上開有連通凹槽與高壓齒輪水泵排液口的輸水通道；在后側(cè)板的兩個(gè)內(nèi)孔中朝向高壓齒輪水泵的吸液口一側(cè)的壁上共設(shè)有1～4個(gè)凹槽，在后側(cè)板上開有連通凹槽與高壓齒輪水泵排液口的輸水通道。該高壓齒輪水泵磨損小、容積效率高。
文檔編號(hào)F04C2/00GK101334024SQ20081002936
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者平 白 申請(qǐng)人:廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院