在軸承上采用靜壓平衡原理實(shí)現(xiàn)液壓泵(馬達(dá))徑向平衡。過(guò)去國(guó)內(nèi)外的很多探索者進(jìn)行了大量工作,都因負(fù)荷大軸承尺寸小而未達(dá)目的,結(jié)果僅實(shí)現(xiàn)了某種程度的部分平衡,仍然屬高壓潤(rùn)滑只達(dá)到完全液體摩擦:隨著壓力的提高,油膜厚度依然很薄,不但失去了液壓泵(馬達(dá))耐污染的能力,而且也限制了向高速高壓長(zhǎng)壽命方向發(fā)展。
本發(fā)明的目的就在于精確控制穩(wěn)定徑向合力,取消常規(guī)靜壓軸承節(jié)流裝置,簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),在有限的軸承內(nèi)設(shè)計(jì)出最大的承壓面積,得到?jīng)]有節(jié)流損失的最大壓力,獲得軸承的最大承載能力,成功地實(shí)現(xiàn)液壓泵的徑向平衡。這里僅以齒輪泵為代表進(jìn)行說(shuō)明。
齒輪泵結(jié)構(gòu)如圖1圖2圖3圖4由主動(dòng)齒輪1、從動(dòng)齒輪2主動(dòng)軸套3、從動(dòng)軸套4、主動(dòng)襯套9、從動(dòng)襯套10W型密封11、W型檔圈12、螺釘13、墊圈14、“O”型密封圈15、銷16、中泵體17、后蓋18、檔圈19、支承環(huán)20、油封21、前蓋22等構(gòu)成。
每個(gè)軸套與齒輪接觸的端面上有精確的低壓配流槽KH和高壓配流槽MEИ或MZ(最簡(jiǎn)單方式是倒角代)、目的是使高低壓區(qū)相對(duì)恒定而得到徑向受力穩(wěn)定,為取消節(jié)流裝置獲得最大承載壓力(配流槽的設(shè)計(jì)方法與大剛度徑向精確高度平衡類似)。
在有限的軸承上達(dá)到最大承壓面的措施是采用兩個(gè)腔的靜壓軸承開(kāi)設(shè)兩個(gè)徑向回流槽,其一腔為高壓腔,兩個(gè)回流槽和另一腔一起構(gòu)成低壓腔;高壓腔與回流槽之間為圓形密封面角度為25~30度,壓力腔角度大于140°度時(shí)則承壓面的弦長(zhǎng)大于0.95倍內(nèi)孔直徑,壓力腔的寬度和軸承長(zhǎng)度根據(jù)主從齒輪受的不同大小徑向力而定,齒輪嚙合在節(jié)點(diǎn)時(shí)齒輪徑向靜壓合力180°方向?yàn)檩S承承壓面的合力方向,其值為嚙合在節(jié)點(diǎn)時(shí)齒輪靜壓合力的一半,其他時(shí)刻齒輪靜壓合力與軸承承載面合力成一夾角產(chǎn)生一個(gè)較小附加力,即脈動(dòng)力,則由軸承壓力腔之外的動(dòng)壓軸承自動(dòng)補(bǔ)償和平衡。
圖1中虛線6和5為主從軸承、偏心加工區(qū)或凹下區(qū)(對(duì)薄型卷制襯套而言),雙點(diǎn)劃線7和8為承壓面區(qū)域。圖2中23為低壓回流槽;圖3和4為高壓凹下區(qū)和回流槽加工在薄壁襯套上再壓入軸套中構(gòu)成的異型動(dòng)靜壓軸承,圖4為圖3的B-B剖面圖,槽25與斜孔24構(gòu)成的壓力通道可鑄造而成,26高壓凹下區(qū)和回流槽27及28可在襯套卷制之前加工好,倒角42加工至MEN范圍,用于恒定高壓區(qū),倒角43加工至KH范圍以控制低壓區(qū)域,P/2為齒輪液壓合力的一半。
圖5、6為沒(méi)有嵌襯套而直接加工在軸承合金即軸承套上的異型動(dòng)靜壓軸承,圖6為圖5的C-C剖面圖,29和30為高壓流道,33為偏心加工壓力腔,31和32為徑向回流槽,其他同上,以上兩種均為擴(kuò)大高壓區(qū)結(jié)構(gòu)用軸承。
圖7和8為一般結(jié)構(gòu),即非擴(kuò)大高壓區(qū)結(jié)構(gòu)齒輪泵(馬達(dá))這時(shí)合力方向不同,壓力口40的高壓流則由MEN經(jīng)槽38、孔41至壓力腔,36及37為徑向回流槽,與低壓口39相通。因軸承尺寸小剛度大變形小,容積損失僅為1%以下(但機(jī)械效率提高1%以上),這種原理的異型動(dòng)靜壓軸承,不但適用于齒輪式而且還適用于單作用葉片式、柱塞式、擺線轉(zhuǎn)子式等其他所有的液壓泵(馬達(dá))上,徹底解決了過(guò)去受軸承承載能力限制而阻礙其發(fā)展的關(guān)鍵。
1、一種齒輪式、轉(zhuǎn)子式、葉片式、柱塞式等液壓泵(馬達(dá))其特點(diǎn)是:轉(zhuǎn)子上徑向靜壓合力精確穩(wěn)定控制,無(wú)靜壓軸承節(jié)流裝置。側(cè)板端面上有高低壓恒區(qū)槽(倒角),即用于維持一定量的高低壓區(qū)域;軸套上有通道將高壓流引到軸承內(nèi)孔承載區(qū)。承載區(qū)有一規(guī)定的矩形腔或偏心加工面;在非承載區(qū)有兩個(gè)通低壓的平行于軸心線的回流槽,它們構(gòu)成的承壓面的弦長(zhǎng)為0.95倍直徑以上;承壓面的合力方向與液壓泵轉(zhuǎn)子上的靜壓合力方向成180°,軸承承壓面的合力為轉(zhuǎn)子靜壓合力的一半,轉(zhuǎn)子上靜壓合力方向變化而產(chǎn)生的不平衡力(脈動(dòng)力)由矩形腔之外的動(dòng)壓軸承自動(dòng)補(bǔ)償平衡。
2、如要求1所述,異型動(dòng)靜壓軸承的液壓泵(馬達(dá))為內(nèi)嚙合齒輪式。
3、如要求1所述,動(dòng)靜壓軸承為軸套中無(wú)襯套的軸承合金采用偏心加工承壓腔,直接加工回流槽。
4、如要求1所述,承壓腔和回流槽加工在DU等材料的襯套上,然后再壓入軸套中。
5、如要求1所述,采用異型動(dòng)靜壓軸承的擺線轉(zhuǎn)子式、單作用葉片式、柱塞式等其它任何液壓泵(馬達(dá))。