[發明專利]一種圓弧螺旋齒輪泵半接觸式端面間隙補償裝置及方法

有效

• 申請號: 202111317331.4
• 申請日: 2021-11-09
• 公開（公告）號: CN114033671B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 馮永保;魏曉玲;李良;何禎鑫;李淑智;韓小霞;劉珂
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學
• 主分類號: F04C2/16
• 分類號: F04C2/16;F04C15/00;F04C14/28;F16N13/20
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本發明涉及外嚙合齒輪泵領域，提出了一種圓弧螺旋齒輪泵半接觸式端面間隙補償裝置及方法，主要通過閉環可調的電磁力，控制圓弧螺旋齒輪泵的浮動軸套與后泵蓋端面的軸向補償力，實現圓弧螺旋齒輪泵的浮動軸套與后泵蓋端面最佳軸向補償力的主動閉環控制，利用在比例電磁鐵塊推桿與齒輪軸的接觸端面進行微造型形成油腔實現半接觸，實現對圓弧螺旋齒輪泵的端面流體間隙進行精準控制，從而減小了浮動軸套的磨損，使得浮動軸套與齒輪軸端面的間隙最佳，進而實現了圓弧螺旋齒輪泵的零泄漏。

技術領域

本發明涉及外嚙合齒輪泵領域，特別是涉及一種圓弧螺旋齒輪泵半接觸式端面間隙補償裝置及方法。

背景技術

低流量、低脈動的圓弧螺旋齒輪泵作為機油泵在車輛的發動機潤滑系統中得到廣泛應用，其要求圓弧螺旋齒輪泵在工作過程中實現零泄漏。但是圓弧螺旋齒輪泵采用的是圓弧螺旋齒輪，在工作時，因存在螺旋角，高壓油作用在圓弧螺旋齒輪上，會產生較大軸向力，從而使圓弧螺旋齒輪與浮動軸套接觸，經過齒輪軸不斷旋轉，浮動軸套受到的磨損加劇，使得圓弧螺旋齒輪與浮動軸套間的間隙逐漸增大，從而使圓弧螺旋齒輪泵的泄漏加劇。

為了實現圓弧螺旋齒輪泵的零泄漏，目前的研究主要是通過接觸式機械組合密封和非接觸式端面間隙控制的方式實現“零泄漏”。

中國專利CN109026677A公開的《一種修型斜齒輪和該斜齒輪的靜壓軸承、壓力端蓋、齒輪泵》，利用了接觸式機械組合密封，其動壓效應初始能夠實現零泄漏量，但是隨著泵工作時間的加長，圓弧螺旋齒輪端面和浮動軸套端面會存在磨損，使圓弧螺旋齒輪端面和浮動軸套端面的流體間隙增大，該種方法不能保證圓弧螺旋齒輪端面與浮動軸套端面的流體間隙在一定的厚度范圍內，即不能實現齒輪泵零泄漏量。

CN106763791A公開的《一種非接觸式機械密封的密封間隙控制系統及控制方法》，利用了永磁鐵和電磁鐵進行的磁力非接觸式密封，但是該方法在較小空間內不能形成均勻磁場，導致密封力有限，無法對齒輪與浮動軸套端面的流體間隙進行精準控制，從而實現泵的零泄漏。

綜上所述，現有的接觸式機械密封不能很好的解決圓弧螺旋齒輪泵在運行過程中流體間隙厚度的穩定性問題，而非接觸式密封在較小空間內不能形成均勻磁場，導致密封力有限，無法精準控制齒輪端面與浮動軸套端面的間隙補償。可見，現有技術中提出的這些密封都不能有效的解決圓弧螺旋齒輪泵的零泄漏問題，密封性能未能達到理想狀態。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種圓弧螺旋齒輪泵半接觸式端面間隙補償裝置及方法，使用比例電磁鐵塊，且在比例電磁鐵塊推桿與齒輪軸的接觸端面進行微造型形成油腔實現半接觸，從而對圓弧螺旋齒輪泵的端面流體間隙進行精準控制，減小了浮動軸套的磨損，實現了圓弧螺旋齒輪泵的零泄漏。

本發明提供的一種圓弧螺旋齒輪泵半接觸式端面間隙補償裝置，其特征在于：所述圓弧螺旋齒輪泵在其后泵蓋主動齒輪軸和從動齒輪軸對應處分別開有T型槽，圓弧螺旋齒輪泵在其后泵蓋主動浮動軸套和從動浮動軸套對應處分別開有貫通螺紋孔，所述補償裝置由主動齒輪補償機構1、從動齒輪補償機構2、數據采集模塊3、控制計算機4、主動位移傳感器模塊5和從動位移傳感器模塊6組成；

所述補償裝置主動齒輪補償機構1和從動齒輪補償機構2分別放置于圓弧螺旋齒輪泵后泵蓋主動齒輪軸和從動齒輪軸相應T型槽內，分別與后泵蓋主動齒輪軸和從動齒輪軸相應T型槽前端的凹形槽通過高壓密封圈12密封；

所述主動位移傳感器模塊5和從動位移傳感器模塊6一端通過螺紋分別固定于圓弧螺旋齒輪泵后泵蓋主動浮動軸套和從動浮動軸套對應貫通螺紋孔內，另一端通過堵塞11密封；

所述數據采集模塊3一端通過數據線分別與主動齒輪補償機構1、從動齒輪補償機構2、主動位移傳感器模塊5和從動位移傳感器模塊6相連，另一端通過數據線與控制計算機4相連。