專利名稱：一種自密封齒輪泵的制作方法
一種自密封齒輪泵技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于機械工程領(lǐng)域，國際專利分類為R)4D非變?nèi)菔奖?，涉及一種將機械能轉(zhuǎn)換為液體壓力能的能量轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)式容積泵，特別是指一種自密封齒輪泵。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)式容積泵具有效率高的優(yōu)點，但都存在長期運行磨損后其效率明顯降低，造成上述缺陷的主要原因在于高壓腔和低壓腔之間的端面活動隔離沒能起到有效密封的作用。工程中很難找到一種材料能滿足特定工況的所有條件同時具有良好的性價比，因此以往人們經(jīng)常采用各種表面涂層的辦法來解決這個問題；也就是充分利用兩種或更多種材料的結(jié)合性能來實現(xiàn)，或通過某種表面強化處理實現(xiàn)用價格較低的基體材料來代替較高價位材料而降低成本。材料太硬容易斷裂，過軟則無法加工出高精度表面，端面配合公差尺寸過小容易熱脹卡死住，端面配合公差尺寸過大則不能有效密封，且長期運行磨損后密封效果更差，不得不停下生產(chǎn)線更換泵設(shè)備，造成很大的直接或間接損失。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自密封齒輪泵，采用了預(yù)合成的Fe/Al金屬間化合物與 A1203形成復(fù)合材料作為端面摩擦材料。在有效控制徑向間隙的同時，還具備端面磨損補償隔離技術(shù)，以實現(xiàn)高壓腔和低壓腔之間始終處于高效隔離間隙控制狀態(tài)，彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，填補旋轉(zhuǎn)式容積泵在有效控制徑向間隙及端面磨損補償間隙控制的技術(shù)空白。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種自密封齒輪泵，內(nèi)螺紋吸入口和內(nèi)螺紋排出口位于泵體兩外側(cè)；所述的泵體的兩端面與雙半圓孔相互垂直，兩端面上分別蓋有前外端蓋和后外端蓋，并都有端蓋螺釘緊固；所述的前外端蓋的前蓋主動軸孔與后外端蓋的后蓋主動軸孔處于同一軸線上；所述的前外端蓋的前蓋從動軸孔與后外端蓋的后蓋從動軸孔處于同一軸線上；主合金齒輪與主動軸固定配合位于所述的前外端蓋與所述的后外端蓋之間；從合金齒輪與從動軸固定配合位于所述的前外端蓋與所述的后外端蓋之間；所述的主合金齒輪與所述的從合金齒輪相互嚙合，作為改進所述的泵體上有一條內(nèi)壓通路，內(nèi)壓通路的一端連通著補償盤背面空腔，內(nèi)壓通路的另一端連通著所述的內(nèi)螺紋排出口 ；所述的主合金齒輪和所述的從合金齒輪與所述的前外端蓋之間有復(fù)合材料補償盤；所述的復(fù)合材料補償盤有補償盤主動軸孔與前蓋主動軸孔以及后蓋主動軸孔處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料補償盤有補償盤從動軸孔與前蓋從動軸孔以及后蓋從動軸孔處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料補償盤的補償盤雙半圓外輪廓與雙半圓孔滑動配合；所述的補償盤主動軸孔與所述的補償盤從動軸孔之間有50至60毫米的間距；所述的主合金齒輪和所述的從合金齒輪與所述的后外端蓋之間有復(fù)合材料摩擦盤；所述的復(fù)合材料摩擦盤有摩擦盤主動軸孔與前蓋主動軸孔以及后蓋主動軸孔處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料摩擦盤有摩擦盤從動軸孔與前蓋從動軸孔以及后蓋從動軸孔處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料摩擦盤的摩擦盤雙半圓外輪廓與雙半圓孔滑動配合；所述的摩擦盤主動軸孔與所述的摩擦CN 102927000 A書明說2/5頁盤從動軸孔之間有50至60毫米的間距；且所述的復(fù)合材料補償盤和所述的復(fù)合材料摩擦盤均為Fe/Al金屬間化合物與A1203陶瓷形成復(fù)合材料，各組成部分均采用重量百分比 (wt%)為；A1203 85 87%，F(xiàn)e/Al金屬間化合物13 15% ;所述的Fe/Al金屬間化合物自身組分重量百分比(wt%)為A1 (鋁)15· I 15. 9, Ce (鈰)0 O. 5、Mo (鑰)0 1.5、 Cr (鉻)0 3.0、Ni(鎳):0 2.0、W (鎢):0 2.0、Co (鈷):0 1.0、TiC(碳化鈦) O I. 5、WC (碳化鎢)0 I. 5，其余為Fe (鐵)；所述的主合金齒輪和所述的從合金齒輪均為Nb (鈮)微合金化高強度粉末冶金材料，主要由以下質(zhì)量配比的原料成份組成NbC14O.10% O. 12%、石墨粉O. 4 O. 5%、硬脂酸鋅O. 9 I. 1%，其余為鐵粉。
作為進一步改進所述的主動軸與前蓋主動軸孔以及后蓋主動軸孔之間為滑動配入口 ο
作為進一步改進所述的從動軸與前蓋從動軸孔以及后蓋從動軸孔之間為滑動配 口 ο
作為進一步改進所述的補償盤主動軸孔與主動軸間隙配合；所述的補償盤從動軸孔與從動軸間隙配合。
作為進一步改進所述的摩擦盤主動軸孔與主動軸間隙配合；所述的摩擦盤從動軸孔與從動軸間隙配合。
本發(fā)明的有益效果是采用了預(yù)合成的Fe/Al金屬間化合物與A1203形成復(fù)合材料。Fe/Al金屬間化合物通過高能球磨機械合金化預(yù)合成，也可以通過機械合金化結(jié)合氣氛保護下的熱處理工藝獲得，能滿足特定工況的所有條件同時亦具有良好的性價比。本發(fā)明所制復(fù)合材料補償盤和復(fù)合材料摩擦盤的主要性能可以達到抗彎強度在700 900MPa 之間，表面硬度在HRA 90 92之間。經(jīng)精加工后，復(fù)合材料補償盤的正平面以及復(fù)合材料摩擦盤的內(nèi)側(cè)平面經(jīng)精密磨削后表面粗糙度在O. 0002至O. 0004毫米之間，實現(xiàn)超級鏡面， 確保長期穩(wěn)定運行無磨損故障。
內(nèi)壓通路的一端連通著補償盤背面空腔，內(nèi)壓通路的另一端連通著內(nèi)螺紋排出口，借助于內(nèi)壓通道在補償盤背面空腔所產(chǎn)生的軸向力，使得復(fù)合材料補償盤的正平面緊貼著主合金齒輪和從合金齒輪的一側(cè)端平面，迫使主合金齒輪和從合金齒輪的另一側(cè)端平面緊貼著復(fù)合材料摩擦盤的內(nèi)側(cè)平面，構(gòu)成軸向端面磨損補償間隙控制技術(shù)。Fe/Al金屬間化合物與A1203形成復(fù)合材料能滿足特定工況的所有條件，確保齒輪泵始終處于高效密封狀況運行。本發(fā)明構(gòu)思新穎，結(jié)構(gòu)獨特，可批量生產(chǎn)制造，市場應(yīng)用潛力巨大。


圖I是本發(fā)明整體通過兩主軸線的剖面圖。
圖2是圖I中的復(fù)合材料補償盤40的背面?zhèn)攘Ⅲw圖。
圖3是圖I中的復(fù)合材料摩擦盤50的立體圖。
圖4是圖I中的P-P剖視圖。
圖5是圖I中Q-Q截面的剖視圖。
圖6是圖5中R-R階梯剖視圖。
具體實施方式
4
結(jié)合附圖和實施例，進一步對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作原理作詳細說明在圖I、圖4中，一種自密封齒輪泵，內(nèi)螺紋吸入口 86和內(nèi)螺紋排出口 84位于泵體80 兩外側(cè)；所述的泵體80的兩端面與雙半圓孔85相互垂直，兩端面上分別蓋有前外端蓋60 和后外端蓋90,并都有端蓋螺釘70緊固；所述的前外端蓋60的前蓋主動軸孔61與后外端蓋90的后蓋主動軸孔91處于同一軸線上；所述的前外端蓋60的前蓋從動軸孔62與后外端蓋90的后蓋從動軸孔92處于同一軸線上；主合金齒輪51與主動軸11固定配合位于所述的前外端蓋60與所述的后外端蓋90之間；從合金齒輪52與從動軸12固定配合位于所述的前外端蓋60與所述的后外端蓋90之間；所述的主合金齒輪51與所述的從合金齒輪 52相互嚙合，作為改進所述的泵體80上有一條內(nèi)壓通路30，內(nèi)壓通路30的一端連通著補償盤背面空腔43，內(nèi)壓通路30的另一端連通著所述的內(nèi)螺紋排出口 84 ;所述的主合金齒輪 51和所述的從合金齒輪52與所述的前外端蓋60之間有復(fù)合材料補償盤40 ;所述的復(fù)合材料補償盤40有補償盤主動軸孔411與前蓋主動軸孔61以及后蓋主動軸孔91處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料補償盤40有補償盤從動軸孔412與前蓋從動軸孔62以及后蓋從動軸孔92處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料補償盤40的補償盤雙半圓外輪廓48與雙半圓孔 85滑動配合；所述的補償盤主動軸孔411與所述的補償盤從動軸孔412之間有50至60毫米的間距；所述的主合金齒輪51和所述的從合金齒輪52與所述的后外端蓋90之間有復(fù)合材料摩擦盤50 ;所述的復(fù)合材料摩擦盤50有摩擦盤主動軸孔511與前蓋主動軸孔61以及后蓋主動軸孔91處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料摩擦盤50有摩擦盤從動軸孔512與前蓋從動軸孔62以及后蓋從動軸孔92處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料摩擦盤50的摩擦盤雙半圓外輪廓58與雙半圓孔85滑動配合；所述的摩擦盤主動軸孔511與所述的摩擦盤從動軸孔512之間有50至60毫米的間距；且所述的復(fù)合材料補償盤40和所述的復(fù)合材料摩擦盤50均為Fe/Al金屬間化合物與A1203陶瓷形成復(fù)合材料，各組成部分均采用重量百分比(wt%)為A1203 85 87%，F(xiàn)e/Al金屬間化合物13 15% ;所述的Fe/Al金屬間化合物自身組分重量百分比(wt%)為Al (鋁)15. I 15. 2、Ce (鈰)0 O. 5、Mo (鑰)0 I.5, Cr (鉻)0 3.0、Ni(鎳):0 2.0、W (鎢)0 2. O、Co (鈷)0 I. O,TiC (碳化鈦)0 I. 5、WC (碳化鎢)0 I. 5，其余為Fe (鐵)；所述的主合金齒輪51和所述的從合金齒輪52均為Nb (鈮)微合金化高強度粉末冶金材料，主要由以下質(zhì)量配比的原料成份組成NbC14 O. 10% O. 12%、石墨粉O. 4 O. 5%、硬脂酸鋅O. 9 I. 1%，其余為鐵粉。
作為進一步改進所述的主動軸11與前蓋主動軸孔61以及后蓋主動軸孔91之間為滑動配合。
作為進一步改進所述的從動軸12與前蓋從動軸孔62以及后蓋從動軸孔92之間為滑動配合。
作為進一步改進所述的補償盤主動軸孔411與主動軸11間隙配合；所述的補償盤從動軸孔412與從動軸12間隙配合。
作為進一步改進所述的摩擦盤主動軸孔511與主動軸11間隙配合；所述的摩擦盤從動軸孔512與從動軸12間隙配合。
在圖2、圖3中，本發(fā)明的突出特點是采用了預(yù)合成的Fe/Al金屬間化合物與 A1203形成復(fù)合材料作為摩擦面。Fe/Al金屬間化合物通過高能球磨機械合金化預(yù)合成。
本發(fā)明的復(fù)合材料可以采用冷壓等靜壓成型和無壓燒結(jié)工藝。由于本發(fā)明直接5采用預(yù)先合成的Fe/Al金屬間化合物與A1203陶瓷復(fù)合，從而可形成兩大系列的復(fù)合材料， 即Α1ζ0，基Fe/Al金屬間化合物復(fù)合材料和Fe/Al金屬間化合物基A1203陶瓷復(fù)合材料。 前者利用Fe/Al金屬間化合物提高A1203陶瓷材料的韌性，后者利用A1203陶瓷材料提高 Fe/Al金屬間化合物的硬度、耐高溫和抗氧化性能。
下面給出本發(fā)明的一個最佳實施例Fe-Al基料的配比為重量百分比(wt%) A1=15. 2, Fe=83. 8，W =1.0。復(fù)合材料的配比為重量百分比(wt%) =Fe-Al基料14，氧化鋁細粉86 ;首先按Fe-Al基料的比例準確稱料， 用高速球磨機球磨20小時，得到Fe-Al金屬間化合物基料；按復(fù)合材料的比例配料，加入無水乙醇球磨2小時，漿料在真空干燥箱中干燥、制粉；粉料裝入石墨模具中，在氣氛保護燒結(jié)爐中燒結(jié)，保護氣體為H2，燒成溫度1360°C，壓力30MPa，保溫保壓15分鐘。制得氧化鋁基Fe-Al金屬間化合物陶瓷復(fù)合材料。經(jīng)精加工后，復(fù)合材料補償盤的正平面以及復(fù)合材料摩擦盤的內(nèi)側(cè)平面經(jīng)精密磨削后表面粗糙度在O. 0002至O. 0004毫米之間，實現(xiàn)超級鏡面，確保長期穩(wěn)定運行無磨損故障。
安裝步驟如下在圖I中，實施例選擇主合金齒輪51為17齒數(shù)，從合金齒輪52也為17齒數(shù)。泵體80 的每一側(cè)的端蓋螺釘70數(shù)為6顆。
在泵體80的一側(cè)端面上加放密封墊片，用6顆端蓋螺釘70將后外端蓋90固定在泵體80的一側(cè)端面上。
在后蓋主動軸孔91的溝槽中放入主動軸密封圈21 ;在后蓋從動軸孔92的溝槽中放入從動軸密封圈22。
將復(fù)合材料摩擦盤50放入泵體80內(nèi)，讓復(fù)合材料摩擦盤50的外側(cè)平面貼著后外端蓋90內(nèi)側(cè)平面。
將主合金齒輪51靜止固定在主動軸11的適當位置；將從合金齒輪52靜止固定在從動軸12的適當位置。再將主動軸11的軸后端穿越過補償盤主動軸孔411插入后蓋主動軸孔91中；從動軸12的軸后端芽越過補償盤從動軸孔412插入后蓋從動軸孔92中，王合金齒輪51與從合金齒輪52相互哨合,使得主合金齒輪51和從合金齒輪52的一側(cè)端面貼著復(fù)合材料摩擦盤50的內(nèi)側(cè)平面。
將復(fù)合材料補償盤40的正平面朝向主合金齒輪51和從合金齒輪52，讓補償盤主動軸孔411套入主動軸11的軸前端，讓補償盤從動軸孔412套入從動軸12的軸前端，使得主合金齒輪51和從合金齒輪52的另一側(cè)端面貼著復(fù)合材料補償盤40的正平面，補償盤雙半圓外輪廓48與雙半圓孔85滑動配合。
在前蓋主動軸孔61的溝槽中和前蓋從動軸孔62的溝槽中分別放入主動軸密封圈 21和從動軸密封圈22。
在泵體80的另一側(cè)端面上加放密封墊片，用6顆端蓋螺釘70將前外端蓋60固定在泵體80的另一側(cè)端面上，使得主動軸11的軸前端穿越過前蓋主動軸孔61，主動軸鍵槽 17處于前外端蓋60外；從動軸12的軸前端穿越過前蓋從動軸孔62。泵體80上有一條內(nèi)壓通路30，內(nèi)壓通路30的一端連通著補償盤背面空腔43，內(nèi)壓通路30的另一端連通著內(nèi)螺紋排出口 84。
工作運行時如下在圖5和圖6中，外力通過主動軸鍵槽17輸入，由主動軸11連帶主合金齒輪51旋轉(zhuǎn)， 通過主、從合金齒輪哨合，驅(qū)使從合金齒輪52反方向旋轉(zhuǎn),主合金齒輪51外圓和從合金齒輪52外圓都與雙半圓孔滑動配合。
主合金齒輪51和從合金齒輪52在旋轉(zhuǎn)時通過相鄰兩齒工作空間，不斷地將液態(tài)工作介質(zhì)從內(nèi)螺紋吸入口 86帶入相鄰兩齒工作空間，旋轉(zhuǎn)半圓周后，排擠到內(nèi)螺紋排出口 84，周而復(fù)始。
內(nèi)壓通路30的一端連通著補償盤背面空腔43，內(nèi)壓通路30的另一端連通著內(nèi)螺紋排出口 84，借助于內(nèi)壓通道30在補償盤背面空腔43所產(chǎn)生的軸向力，使得復(fù)合材料補償盤40的正平面緊貼著主合金齒輪51和從合金齒輪52的一 側(cè)端平面，迫使主合金齒輪51 和從合金齒輪52的另一側(cè)端平面緊貼著復(fù)合材料摩擦盤50的內(nèi)側(cè)平面，構(gòu)成軸向端面磨損補償間隙控制技術(shù)。Fe/Al金屬間化合物與A1203形成復(fù)合材料能滿足特定工況的所有條件，確保齒輪泵始終處于高效密封狀況運行。
權(quán)利要求
1.一種自密封齒輪泵，內(nèi)螺紋吸入口(86)和內(nèi)螺紋排出口(84)位于泵體(80)兩外側(cè)；所述的泵體(80)的兩端面與雙半圓孔(85)相互垂直，兩端面上分別蓋有前外端蓋(60)和后外端蓋(90)，并都有端蓋螺釘(70)緊固；所述的前外端蓋(60)的前蓋主動軸孔(61)與后外端蓋(90)的后蓋主動軸孔(91)處于同一軸線上；所述的前外端蓋(60)的前蓋從動軸孔(62)與后外端蓋(90)的后蓋從動軸孔(92)處于同一軸線上；主合金齒輪(51)與主動軸(11)固定配合位于所述的前外端蓋(60)與所述的后外端蓋(90)之間；從合金齒輪(52)與從動軸(12)固定配合位于所述的前外端蓋(60)與所述的后外端蓋(90)之間；所述的主合金齒輪(51)與所述的從合金齒輪(52)相互嚙合，其特征是所述的泵體(80)上有一條內(nèi)壓通路(30)，內(nèi)壓通路(30)的一端連通著補償盤背面空腔(43)，內(nèi)壓通路(30)的另一端連通著所述的內(nèi)螺紋排出口(84);所述的主合金齒輪(51)和所述的從合金齒輪(52)與所述的前外端蓋(60)之間有復(fù)合材料補償盤(40);所述的復(fù)合材料補償盤(40)有補償盤主動軸孔(411)與前蓋主動軸孔(61)以及后蓋主動軸孔(91)處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料補償盤(40)有補償盤從動軸孔(412)與前蓋從動軸孔(62)以及后蓋從動軸孔(92)處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料補償盤(40)的補償盤雙半圓外輪廓(48)與雙半圓孔(85)滑動配合；所述的補償盤主動軸孔(411)與所述的補償盤從動軸孔(412)之間有50至60毫米的間距；所述的主合金齒輪(51)和所述的從合金齒輪(52)與所述的后外端蓋(90)之間有復(fù)合材料摩擦盤(50);所述的復(fù)合材料摩擦盤(50)有摩擦盤主動軸孔(511)與前蓋主動軸孔(61)以及后蓋主動軸孔(91)處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料摩擦盤(50)有摩擦盤從動軸孔(512)與前蓋從動軸孔(62)以及后蓋從動軸孔(92)處于同一軸線上；所述的復(fù)合材料摩擦盤(50)的摩擦盤雙半圓外輪廓(58)與雙半圓孔(85)滑動配合；所述的摩擦盤主動軸孔(511)與所述的摩擦盤從動軸孔(512)之間有50至60毫米的間距；且所述的復(fù)合材料補償盤(40)和所述的復(fù)合材料摩擦盤(50)均為Fe/Al金屬間化合物與A1203陶瓷形成復(fù)合材料，各組成部分均采用重量百分比(wt%)為；A1203 85 87%，F(xiàn)e/Al金屬間化合物13 15% ;所述的Fe/Al金屬間化合物自身組分重量百分比(wt%)為A1 (鋁)15. I 15. 2、Ce(鈰)0 O. 5、Mo (鑰):0 I. 5、Cr (鉻)0 3. O、Ni (鎳):0 2. O、W (鎢)0 2. O、Co (鈷)0 1.0、TiC (碳化鈦)0 I. 5、WC (碳化鎢)0 I. 5，其余為Fe (鐵)；所述的主合金齒輪(51)和所述的從合金齒輪(52)均為Nb (銀)微合金化高強度粉末冶金材料，主要由以下質(zhì)量配比的原料成份組成NbC14 O. 10% O. 12%、石墨粉O. 4 O. 5%、硬脂酸鋅O. 9 I. 1%，其余為鐵粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自密封齒輪泵，其特征是所述的主動軸(11)與前蓋主動軸孔(61)以及后蓋主動軸孔(91)之間為滑動配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自密封齒輪泵，其特征是所述的從動軸(12)與前蓋從動軸孔(62)以及后蓋從動軸孔(92)之間為滑動配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自密封齒輪泵，其特征是所述的補償盤主動軸孔(411)與主動軸(11)間隙配合；所述的補償盤從動軸孔(412)與從動軸(12)間隙配合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種自密封齒輪泵，其特征是所述的摩擦盤主動軸孔(511)與主動軸(11)間隙配合；所述的摩擦盤從動軸孔(512)與從動軸(12)間隙配合。
全文摘要
一種自密封齒輪泵，內(nèi)螺紋吸入口和內(nèi)螺紋排出口位于泵體兩外側(cè)，泵體的兩端面與雙半圓孔相互垂直，兩端面上分別蓋有前外端蓋和后外端蓋，并都有端蓋螺釘緊固，主合金齒輪與從合金齒輪相互嚙合，泵體上有一條內(nèi)壓通路，內(nèi)壓通路的一端連通著補償盤背面空腔，內(nèi)壓通路的另一端連通著內(nèi)螺紋排出口；主合金齒輪和從合金齒輪與前外端蓋之間有復(fù)合材料補償盤；主合金齒輪和從合金齒輪與后外端蓋之間有復(fù)合材料摩擦盤；且復(fù)合材料補償盤和復(fù)合材料摩擦盤均為Fe/Al金屬間化合物與Al203陶瓷形成復(fù)合材料，主合金齒輪和從合金齒輪均為Nb(鈮)微合金化高強度粉末冶金材料。
文檔編號F04C2/14GK102927000SQ20121051838
公開日2013年2月13日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者張意立 申請人:張意立