專利名稱：一種耐磨損的齒輪泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及齒輪泵技術(shù)領(lǐng)域，是用機(jī)械密封把軸承腔與齒輪腔完全隔離并單獨(dú)潤(rùn)滑軸承；在齒輪側(cè)端面嵌入硬質(zhì)合金環(huán)并采用超硬材料做側(cè)板的齒輪泵。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的各種齒輪泵只適合泵送清潔的有一定潤(rùn)滑性的泵送介質(zhì)，對(duì)中壓(2至4Mpa)輸送含有大量磨粒(機(jī)械雜質(zhì))的重油、渣油和煤焦油會(huì)很快磨損報(bào)廢。根據(jù)我們對(duì)筑路機(jī)行業(yè)，瀝青拌合站高壓燃燒器(需要2.5至3.5Mpa壓力)使用用戶的調(diào)查，普通齒輪泵泵送煤焦油一般工作8至40小時(shí)就完全報(bào)廢(既泵的工作壓力在2Mpa時(shí)，泵的流量效率已不足40％)，其它類型的中、高壓泵，比如螺桿泵情況也是一樣。
造成上述的根本原因是1、普通齒輪泵的軸承通常是靠泵送介質(zhì)來潤(rùn)滑，普通齒輪泵的軸承通常采用銅合金為材料的滑動(dòng)軸承；拿煤焦油舉例煤焦油不像石油產(chǎn)品具有潤(rùn)滑性，含硫、苯，尤其是含有大量灰份(機(jī)械雜質(zhì))，這樣的泵送介質(zhì)對(duì)軸承完全沒有潤(rùn)滑作用，它像研磨劑一樣很快將軸承磨損，隨著磨損引起軸承間隙的不斷加大，使齒頂圓刮蹭并嚴(yán)重磨損泵體齒輪腔內(nèi)孔，使內(nèi)泄漏大量增加(約占造成泵效率損失的50％)。即使已有齒輪泵采用帶防塵蓋的滾動(dòng)軸承，因無法徹底隔絕煤焦油(或其它毫無潤(rùn)滑作用的化工燃料)和微小顆粒的進(jìn)入，對(duì)防止軸承磨損沒有作用；也有在齒輪腔與軸承腔之間加裝橡膠圈的齒輪泵，因無法解決其橡膠圈迅速磨損(根據(jù)用煤焦油試驗(yàn)，至氟膠圈磨損漏油不會(huì)超過4小時(shí))，對(duì)防止軸承磨損也沒有實(shí)際意義。
2、與齒輪側(cè)端面相對(duì)摩擦的側(cè)板，普通齒輪泵也是采用銅合金為材料，在強(qiáng)磨粒研磨和沖刷下會(huì)很快磨損(約占造成泵效率損失的35％)。曾有齒輪泵采用淬火鋼做側(cè)板，但因淬火鋼與齒輪同為合金碳鋼，在相對(duì)摩擦中極易受熱變形，不得不加大側(cè)板與齒輪側(cè)端面的間隙，結(jié)果是側(cè)板與齒輪側(cè)端面的磨損沒有多少改進(jìn)，反而使泵的流量效率大幅度降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根本解決上述引起泵失效的兩個(gè)主要原因，提供一種使用機(jī)械密封隔離軸承腔，硬化齒輪側(cè)端面和側(cè)板的耐磨損的齒輪泵。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計(jì)方案，它主要包括有前泵蓋該前泵蓋內(nèi)有兩個(gè)軸承腔和容納對(duì)應(yīng)機(jī)械密封和側(cè)板的空間；泵體該泵體內(nèi)有容納主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的齒輪腔；后泵蓋該后泵蓋內(nèi)有兩個(gè)軸承腔和容納對(duì)應(yīng)機(jī)械密封和側(cè)板的空間；主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪，齒輪的兩側(cè)各有1個(gè)側(cè)板，主、從動(dòng)齒輪由4個(gè)滾針軸承支撐。
本發(fā)明的特征在于在齒輪腔與4個(gè)軸承腔之間分別設(shè)有4個(gè)將齒輪腔與軸承腔隔離密封的機(jī)械密封；在主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪兩側(cè)的4個(gè)端面內(nèi)各嵌有硬質(zhì)合金環(huán)，該硬質(zhì)合金環(huán)與超硬材料制成的側(cè)板產(chǎn)生相對(duì)摩擦。
本齒輪泵設(shè)計(jì)方案的兩個(gè)主要的特點(diǎn)是1、由于使用機(jī)械密封和成功地設(shè)計(jì)出軸向尺寸極為緊湊的機(jī)械密封，從而把軸承腔與齒輪腔完全隔離開，并使用一次性潤(rùn)滑脂對(duì)軸承單獨(dú)潤(rùn)滑。
普通機(jī)械密封的軸向尺寸過長(zhǎng)，因齒輪泵本身的特性，若在齒輪兩側(cè)，兩軸承之間加入兩套普通機(jī)械密封，會(huì)使兩個(gè)軸承(支點(diǎn))之間距離拉的過長(zhǎng)，造成泵在工作時(shí)高壓腔壓力迫使齒輪軸產(chǎn)生的繞度過大，從而使齒頂圓刮蹭泵體內(nèi)孔，甚至摩擦造成齒頂圓產(chǎn)生大量機(jī)械瘤卡死齒輪，不能轉(zhuǎn)動(dòng)。另外普通機(jī)械密封動(dòng)環(huán)的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，也不足以克服煤焦油冷卻后產(chǎn)生的膠質(zhì)對(duì)動(dòng)、靜環(huán)摩擦副造成的粘接力。
本機(jī)械密封設(shè)計(jì)的最獨(dú)創(chuàng)之處在于兩個(gè)動(dòng)環(huán)銷結(jié)構(gòu)相對(duì)于兩個(gè)動(dòng)環(huán)驅(qū)動(dòng)耳結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)在同一徑截面內(nèi)相差90度的位置上(或說是利用同一軸向尺寸)，從而比傳統(tǒng)意義上的機(jī)械密封大大地縮短了軸向尺寸，控制齒輪軸繞度在可以接受的范圍之內(nèi)；同時(shí)設(shè)計(jì)了兩個(gè)大直徑的動(dòng)環(huán)銷驅(qū)動(dòng)動(dòng)環(huán)座，再通過動(dòng)環(huán)座驅(qū)動(dòng)動(dòng)環(huán)，解決了煤焦油粘接動(dòng)、靜環(huán)摩擦副，和因動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)的徑向振幅對(duì)動(dòng)環(huán)銷造成磨損的問題，可靠地隔離了軸承腔。
2、在齒輪側(cè)端面嵌入硬質(zhì)合金環(huán)并采用超硬材料做側(cè)板，這樣就成功地解決了齒輪側(cè)端面和側(cè)板磨損的問題。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于采用軸向尺寸極小的機(jī)械密封將軸承腔與齒輪腔完全隔離并使用一次性潤(rùn)滑脂對(duì)軸承單獨(dú)潤(rùn)滑；在齒輪側(cè)端面嵌入硬質(zhì)合金環(huán)并采用超硬材料做側(cè)板，從而大大提高了齒輪泵的耐磨損性，適合中壓(2至4Mpa)泵送各種含有大量機(jī)械雜質(zhì)的重油、渣油、煤焦油和化學(xué)合成燃料油。對(duì)泵送上述油品實(shí)際的檢測(cè)效果非常明顯，相對(duì)于現(xiàn)有的齒輪泵，壽命成幾倍至二十幾倍的提高，且油越臟這一差距就越大；但本發(fā)明對(duì)泵送潔凈的潤(rùn)滑油沒有任何優(yōu)勢(shì)。


圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意2為圖1的局部剖視結(jié)構(gòu)放大示意3為本發(fā)明的靜環(huán)結(jié)構(gòu)示意4為圖3靜環(huán)的左視剖視結(jié)構(gòu)示意5為本發(fā)明的動(dòng)環(huán)結(jié)構(gòu)示意6為圖5動(dòng)環(huán)的左視剖視結(jié)構(gòu)示意7為圖5動(dòng)環(huán)的俯視結(jié)構(gòu)示意8為本發(fā)明的動(dòng)環(huán)座結(jié)構(gòu)示意9為圖8動(dòng)環(huán)的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意10為本發(fā)明的前泵蓋、泵體、后泵蓋結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2、圖10、所示一種耐磨損的齒輪泵，它主要包括有前泵蓋1該前泵蓋1內(nèi)有兩個(gè)軸承腔19、23和容納對(duì)應(yīng)機(jī)械密封和側(cè)板的空間25；泵體3該泵體3內(nèi)有容納主動(dòng)齒輪4和從動(dòng)齒輪6的齒輪腔20；后泵蓋5該后泵蓋5內(nèi)有兩個(gè)軸承腔21、22和容納對(duì)應(yīng)機(jī)械密封和側(cè)板的空間24；主動(dòng)齒輪4和從動(dòng)齒輪6，齒輪的兩側(cè)各有1個(gè)側(cè)板2，主、從動(dòng)齒輪由4個(gè)滾針軸承16支撐。
在齒輪腔20與4個(gè)軸承腔19、23、21、22之間分別設(shè)有4個(gè)將齒輪腔20與軸承腔19、23、21、22隔離的機(jī)械密封(見圖10、圖1)；在主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪兩側(cè)的4個(gè)端面內(nèi)各嵌有硬質(zhì)合金環(huán)7，該硬質(zhì)合金環(huán)7與超硬材料制成的側(cè)板2產(chǎn)生相對(duì)摩擦(見圖1)。機(jī)械密封可有效地隔離輸送介質(zhì)中機(jī)械雜質(zhì)，避免了對(duì)軸承的磨損，而硬質(zhì)合金環(huán)7與超硬材料制成的側(cè)板2產(chǎn)生相對(duì)摩擦，大大提高了主、從動(dòng)齒輪兩側(cè)端面與側(cè)板的抗磨損性能，從而根本上解決了現(xiàn)有齒輪泵不能耐受強(qiáng)磨粒磨損的難題。
參見圖2至圖9所示機(jī)械密封包括有靜環(huán)13、動(dòng)環(huán)12、動(dòng)環(huán)座10、波形彈簧8；在靜環(huán)13的外沿處設(shè)有銷缺口131(見圖3)，用于與靜環(huán)銷15銷接(見圖1)，在動(dòng)環(huán)12的外端面上設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)耳121(見圖7)，在動(dòng)環(huán)座10的外圓周面上開有兩個(gè)對(duì)稱的凹槽101(見圖8)，所述的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)耳121進(jìn)入動(dòng)環(huán)座的兩個(gè)凹槽101內(nèi)(見圖8、圖2)，在動(dòng)環(huán)座10的內(nèi)側(cè)端面上設(shè)有“O”型圈凸壓環(huán)103(見圖9)，在動(dòng)環(huán)座10的外側(cè)端面的內(nèi)徑處設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱的銷槽102(見圖8、圖9)，用于與動(dòng)環(huán)銷17銷接(見圖2)。
由于動(dòng)環(huán)銷17與動(dòng)環(huán)座銷槽102結(jié)構(gòu)相對(duì)于動(dòng)環(huán)座凹槽101與動(dòng)環(huán)驅(qū)動(dòng)耳121結(jié)構(gòu)在同一徑截面內(nèi)相差90°的位置上(見圖8、圖2)，使機(jī)械密封軸向尺寸極為緊湊，使得齒輪軸工作繞度在可控制的范圍內(nèi)；又由于齒輪軸通過兩個(gè)相對(duì)大直徑的動(dòng)環(huán)銷17驅(qū)動(dòng)動(dòng)環(huán)座10，再通過動(dòng)環(huán)座10驅(qū)動(dòng)動(dòng)環(huán)12，克服了煤焦油粘接動(dòng)、靜環(huán)摩擦副18的問題(見圖2)，和解決了因動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)的徑向振幅對(duì)動(dòng)環(huán)銷17造成磨損的問題；機(jī)械封的波形彈簧8一端頂在齒輪軸肩上，另一端通過墊圈9、動(dòng)環(huán)座10、動(dòng)環(huán)“O”型圈11，給動(dòng)環(huán)的摩擦副18施加軸向力，靜環(huán)“O”型圈14一側(cè)頂在軸承16外圈的側(cè)端，另一側(cè)承受通過靜環(huán)傳來的軸向力(見圖2)，使運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械封摩擦副可靠地把臟油密封在軸承腔以外。
主、從動(dòng)齒輪由4個(gè)滾針軸承16支撐(見圖2)，是使用一次性特種潤(rùn)滑脂對(duì)滾針軸承16進(jìn)行單獨(dú)潤(rùn)滑，保證了使用的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種耐磨損的齒輪泵，它主要包括有前泵蓋(1)該前泵蓋(1)內(nèi)有兩個(gè)軸承腔(19、23)和容納對(duì)應(yīng)機(jī)械密封和側(cè)板的空間(25)；泵體(3)該泵體(3)內(nèi)有容納主動(dòng)齒輪(4)和從動(dòng)齒輪(6)的齒輪腔(20)；后泵蓋(5)該后泵蓋(5)內(nèi)有兩個(gè)軸承腔(21、22)和容納對(duì)應(yīng)機(jī)械密封和側(cè)板的空間(24)；主動(dòng)齒輪(4)和從動(dòng)齒輪(6)，齒輪的兩側(cè)各有1個(gè)側(cè)板(2)，主、從動(dòng)齒輪由4個(gè)滾針軸承(16)支撐；其特征在于在齒輪腔(20)與4個(gè)軸承腔(19、23、21、22)之間分別設(shè)有4個(gè)將齒輪腔(20)與軸承腔(19、23、21、22)隔離密封的機(jī)械密封；在主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪兩側(cè)的4個(gè)端面內(nèi)各嵌有硬質(zhì)合金環(huán)(7)，該硬質(zhì)合金環(huán)(7)與超硬材料制成的側(cè)板(2)產(chǎn)生相對(duì)摩擦。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐磨損的齒輪泵，其特征在于機(jī)械密封的靜環(huán)(13)的外沿處設(shè)有銷缺口(131)，機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)(12)的外端面上設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)耳(121)，機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)座(10)的外圓周面上開有兩個(gè)對(duì)稱的凹槽(101)，在動(dòng)環(huán)座(10)的內(nèi)側(cè)端面上設(shè)有“O”型圈凸壓環(huán)(103)，在動(dòng)環(huán)座(10)的外側(cè)端面的內(nèi)徑處設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱的銷槽(102)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述耐磨損的齒輪泵，其特征在于機(jī)械密封的動(dòng)環(huán)座銷槽102相對(duì)于動(dòng)環(huán)座凹槽101是在同一徑截面內(nèi)相差90°的位置上；動(dòng)環(huán)銷17驅(qū)動(dòng)動(dòng)環(huán)座10，再通過動(dòng)環(huán)座10驅(qū)動(dòng)動(dòng)環(huán)12；機(jī)械密封的波形彈簧(8)一端頂在齒輪軸肩上，另一端通過墊圈(9)、動(dòng)環(huán)座(10)、動(dòng)環(huán)“O”型圈(11)，給動(dòng)環(huán)的摩擦副(18)施加軸向力，靜環(huán)“O”型圈(14)一側(cè)頂在軸承(16)外圈的側(cè)端，另一側(cè)承受通過靜環(huán)傳來的軸向力。
全文摘要
一種耐磨損的齒輪泵，它主要包括有前泵蓋、泵體、后泵蓋、主從動(dòng)齒輪；其特點(diǎn)是，在齒輪腔與4個(gè)軸承腔之間分別設(shè)有4個(gè)將齒輪腔與軸承腔隔離密封的機(jī)械密封；在主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪兩側(cè)的4個(gè)端面內(nèi)各嵌有硬質(zhì)合金環(huán)，該硬質(zhì)合金環(huán)與超硬材料制成的側(cè)板產(chǎn)生相對(duì)摩擦。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于采用機(jī)械密封將軸承完全隔離潤(rùn)滑，硬化齒輪側(cè)端面和側(cè)板，從而大大提高了齒輪泵的耐磨損性，適合中壓泵送各種含有大量機(jī)械雜質(zhì)的重油、渣油、煤焦油和化學(xué)合成燃料油。對(duì)泵送上述油品實(shí)際的檢測(cè)效果非常明顯，相對(duì)于現(xiàn)有齒輪泵，壽命成幾倍至二十幾倍的提高，且油越臟這一差距就越大。
文檔編號(hào)F04C2/00GK1948759SQ20051011256
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月11日
發(fā)明者徐曉旭, 王偉 申請(qǐng)人:徐曉旭, 東雄企業(yè)有限公司