CN104373345A - 一种优化轴向间隙的滑油泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种优化轴向间隙的滑油泵，包括泵体、泵盖和转子***，转子***位于泵体和泵盖形成的封闭腔体内，所述的泵体和泵盖之间还设置有锥形垫片，所述的锥形垫片的外部厚，内部薄，其材料的线膨胀系数较制造转子***的材料低。本发明具有自动补偿因滑油泵各部件材料膨胀系数不同而产生的间隙变化，可以在-40℃至160摄氏度范围内效率降低很小，并且有重量轻、起动轻松、制造容易等优点。

Description

一种优化轴向间隙的滑油泵
技术领域
本发明涉及一种滑油泵，尤其是一种优化轴向间隙的滑油泵，所述的滑油泵具有自动补偿因滑油泵各部件材料膨胀系数不同而产生的间隙变化。
背景技术
现有技术滑油泵，包括有各种齿轮泵、内摆线转子泵、旋板泵等。为保证使用要求，需要滑油泵要满足相应的技术指标。如在航空和汽车领域，为了实现降低重量的目的，其壳体与转子***通常采用不同膨胀系数的材料制造。通常壳体会采用密度较低但线膨胀系数较大的材料，转子采用线膨胀系数较小的钢材制造。在低温时，转子与壳体的轴向间隙变小甚至消失或变成负值，造成滑油泵低温起动困难；在高温时，转子与壳体的轴向间隙变大，而工作介质粘度变低，增大泵的内泄漏，造成泵效率降低。
图1和图2是一种现有技术滑油泵的剖视图。该滑油泵的转子***位于由泵体和泵盖形成的腔体内，通过转子***工作实现吸油和泵油。其中泵盖和泵体一般由密度低线膨胀系数大的镁合金(线膨胀系数27×10-6℃-1)或者铝合金(线膨胀系数20×10-6℃-1)制造，转子***一般为膨胀系数较低的齿轮钢(线膨胀系数11×10-6℃-1)制造。在航空和汽车***内，滑油泵的工作温度范围在-40℃～160℃，若采用齿轮钢的转子***的宽度为50mm，泵体采用镁合金，在20℃时进行装配时，轴向间隙d为0.04mm，在-40℃时，经过计算，其轴向间隙-0.008mm，这时，泵体将夹紧转动***导致其无法转动，因而无法实现起动功能。在160℃时，其轴向间隙将变化为0.152mm，按《航空油泵设计》所述，油泵容积效率将会降低约50％。
图3所示为专利号为CN100564877C所示的一种优化轴向间隙的齿轮泵，在壳体增加了具有比齿轮钢更低线膨胀系数的镍钢套7，从而实现在低温时滑油泵的轴向间隙d变大，高温时滑油泵轴向间隙d变小的效果，但是这种结构因使用体积较大的钢套而大大增加了滑油泵的重量，并且在泵体集成油滤、调压阀等结构时设计制造困难，无法满足航空、汽车等行业的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种滑油泵，所述的滑油泵具有自动补偿因滑油泵各部件材料膨胀系数不同而产生的间隙变化，可以在-40℃至160摄氏度范围内效率降低很小，并且有重量轻、起动轻松、制造容易等优点。
本发明的技术方案是，优化轴向间隙的滑油泵包括泵体、泵盖和转子***，转子***位于泵体和泵盖形成的封闭腔体内。所述的泵体和泵盖之间还设置有锥形垫片，所述的锥形垫片的外部厚，内部薄，其材料的线膨胀系数较制造转子***的材料低，如低膨胀合金4J32合金。
本技术方案可以应用到的滑油泵包括齿轮泵、内摆线转子泵、旋板泵。对于转动零件厚度较小的滑油泵，锥形垫片可以设置在紧固螺栓的位置。
本发明采用了较低线膨胀系数的锥形垫片，在环境温度升高时，由于泵体和锥形垫片的线膨胀系数不同，因此锥形垫片和泵体之间产生径向间隙，锥形垫片下移，补偿了泵体和泵盖之间增大的间隙；同理，当温度降低时，补偿泵体和泵盖之间缩小的间隙。若转动部件由线膨胀系数较低的齿轮钢(线膨胀系数12×10-6℃-1)制成，齿宽为50mm，泵体和泵盖由线膨胀系数较大的镁合金(线膨胀系数27×10-6℃-1)制成，带锥面的调整垫由线膨胀系数很低的低膨胀合金4J32(线膨胀系数1.9×10-6℃-1))制成，垫片厚5mm，锥面当量直径85mm，锥面角度为20°。泵在20℃装配时轴向间隙为0.04mm，经过计算，在160℃时轴向间隙为0.020619mm，在-40℃时间隙为0.049691mm。从上述结果可以看出，在温度升高至160℃，泵输送的液体介质粘度下降，要求轴向间隙缩小才能避免容积效率下降时，泵的轴向间隙由0.03mm缩小至0.020619mm，能够保证泵的容积效率基本不变，相较于改进前结构容积效率提升约50％；当温度降低至-40℃，输送的液体介质粘度增大，要求增大轴向间隙才能顺利起动并运转时，泵的轴向间隙增大到0.049691mm，能够保证泵顺利起动和低温工作；本发明与改进前结构相比较，仅增加了一个低温膨胀合金的锥形垫片，其重量增加量很小；锥面的垫片和壳体加工很容易，也适用于复杂的截面形状；调整锥面角度可以很容易的实现预期的间隙调整变化需求。因此，本发明具有自动补偿因滑油泵各部件材料膨胀系数不同而产生的间隙变化，可以在-40℃至160摄氏度范围内效率降低很小，并且有重量轻、起动轻松、制造容易等优点。
附图说明
图1为现有技术中的一种滑油泵结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为另一种现有技术的结构示意图；
图4为本发明的结构示意图；
图5为另一种实施例示意图；
图6为第三种实施例示意图。
具体实施方式
如图所示，优化轴向间隙的滑油泵包括泵体3、泵盖2和转子***1，转子***1位于泵体3和泵盖2形成的封闭腔体内，所述的泵体3和泵盖2之间还设置有锥形垫片4，所述的锥形垫片4的外部厚，内部薄，其材料的线膨胀系数较制造转子***的材料低，如低膨胀合金4J32合金。所述的锥形垫片4可以设置在紧固螺栓6的位置。

Claims (3)

1.一种优化轴向间隙的滑油泵，其特征在于：所述的滑油泵包括泵体(3)、泵盖(2)和转子***(1)，转子***(1)位于泵体(3)和泵盖(2)形成的封闭腔体内，所述的泵体(3)和泵盖(2)之间还设置有锥形垫片(4)，所述的锥形垫片(4)的外部厚，内部薄，其材料的线膨胀系数较制造转子***的材料低。
2.如权利要求1所述的一种优化轴向间隙的滑油泵，其特征在于：所述的锥形垫片(4)的材料为低膨胀合金4J32合金。
3.如权利要求1所述的一种优化轴向间隙的滑油泵，其特征在于：所述的锥形垫片(4)设置在紧固螺栓(6)的位置。
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