本發(fā)明屬于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種變量齒輪泵及工作方法。

背景技術(shù)：

齒輪泵具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，體積小，壽命長，工作可靠，成本低廉，自吸能力強(qiáng)，抗油液污染能力強(qiáng)的顯著優(yōu)點(diǎn)，因而齒輪泵被廣泛應(yīng)用于各種液壓系統(tǒng)中，但齒輪不能代替變量泵，因?yàn)槭芙Y(jié)構(gòu)所限普通齒輪泵存在最大的局限就是不能變量。

普通齒輪泵工作原理：普通的齒輪泵是由一對(duì)相同尺寸，相互嚙合的齒輪安裝在封閉的殼體中組成，當(dāng)齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)使嚙合的齒輪到達(dá)吸油腔時(shí)，嚙合的齒輪脫開嚙合，使齒間容積變大，使得吸油腔壓力降低，低壓油自吸油口進(jìn)入吸油腔內(nèi)補(bǔ)充齒間變大的容積，被吸入的低壓油被轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪送到高壓油腔。在高壓油腔區(qū)域齒輪嚙合使齒間容積變小，油壓升高被送出出油口，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)循環(huán)的過程，其必要的條件是低壓油腔不能和高壓油腔相通。

根據(jù)以上的原理分析，我們可知普通齒輪泵由于是一個(gè)對(duì)稱的機(jī)構(gòu)，所以不能變量的，但工程實(shí)際中需要具有變量功能的泵，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜的實(shí)際工況，這限制了齒輪泵的應(yīng)用范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種變量齒輪泵及工作方法，能夠?qū)Ρ玫呐帕窟M(jìn)行無極調(diào)節(jié)。

為了達(dá)到上述目的，一種變量齒輪泵，包括置于殼體內(nèi)的兩個(gè)齒輪，兩個(gè)齒輪嚙合，每個(gè)齒輪的齒根到齒間之間均開設(shè)有上限位槽和下限位槽，齒輪的相鄰齒間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)相鄰齒間開度的鋼片，鋼片能夠在上限位槽和下限位槽之間滑動(dòng)，鋼片底部設(shè)置有控制其伸縮的驅(qū)動(dòng)裝置。

所述鋼片上設(shè)置有彈簧，驅(qū)動(dòng)裝置包括固定在齒輪中心的配油盤，配油盤通過控制油控制彈簧。

所述彈簧設(shè)置在鋼片的中心軸上。

所述齒輪的齒根處開設(shè)有齒輪配油流道，中心軸上開設(shè)有中心軸配油流道，配油盤的控制油依次通過齒輪配油流道和中心軸配油流道驅(qū)動(dòng)彈簧。

所述配油盤上具有控制油壓區(qū)和低油壓區(qū)。

一種變量齒輪泵的工作方法，當(dāng)齒輪泵需要減小排量時(shí)，控制油進(jìn)入配油盤的控制油區(qū)后進(jìn)入的中心軸配油流道內(nèi)，并在中心軸配油流道中建立相應(yīng)的壓力，同時(shí)該油道中建立的壓力會(huì)作用在鋼片的底部，并且給鋼片一個(gè)向外推力作用，當(dāng)中心軸配油流道和齒輪配油流道中壓力大于彈簧彈力、鋼片以及外側(cè)油壓時(shí)，鋼片就會(huì)向外滑動(dòng)，死區(qū)容積逐漸變大，從而使齒輪泵的排量減少；

當(dāng)齒輪泵需要加大排量時(shí)，減小控制油進(jìn)入配油盤，使鋼片外側(cè)壓力和彈簧力大于中心軸配油流道和齒輪配油流道內(nèi)的壓力時(shí)，鋼片就會(huì)向內(nèi)滑動(dòng)，有效工作體積變大，齒輪泵的排量變大。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的變量齒輪泵通過驅(qū)動(dòng)裝置控制鋼片的伸縮，從而使齒輪泵的輸出流量在零流量和滿流量之間變化，可滿足不同的工況需求，變量齒輪泵為基于原有齒輪泵的改造與升級(jí)，具有結(jié)構(gòu)簡單，易于制造的特點(diǎn)，并且極大擴(kuò)展了使齒輪泵的應(yīng)用范圍，可以替代部分其他類型的變量泵，還可通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)調(diào)節(jié)的排量功能,可達(dá)到由零排量到滿排量間的無級(jí)調(diào)節(jié)，對(duì)變流量的實(shí)際工況適應(yīng)性強(qiáng)。

本發(fā)明通過控制注入配油盤中控制油的壓力，使鋼片外側(cè)壓力和彈簧力大于或小于或等于中心軸配油流道和齒輪配油流道內(nèi)的壓力，進(jìn)而改變鋼片伸縮度，達(dá)到改變齒輪泵排量的目的，本方法操作簡便，適應(yīng)力強(qiáng)，便于實(shí)施。

附圖說明

圖1為本發(fā)明零排量時(shí)示意圖；

圖2為本發(fā)明中間排量時(shí)示意圖；

圖3為本發(fā)明最大排量時(shí)示意圖；

圖4為本發(fā)明配油盤安裝位置示意圖；

圖5為本發(fā)明中間截面剖視圖；

圖6為本發(fā)明配油盤剖視圖；

其中，1、殼體；2、齒輪；3、彈簧；4、鋼片；5、上限位槽；6、下限位槽；7、齒輪配油流道；8、中心軸配油流道；9、中心軸；10、配油盤；11、控制油壓區(qū)；12、低油壓區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

參見圖4至圖6，一種變量齒輪泵包括置于殼體1內(nèi)的兩個(gè)齒輪2，兩個(gè)齒輪2嚙合，每個(gè)齒輪2的齒根到齒間之間均開設(shè)有上限位槽5和下限位槽6，齒輪2的相鄰齒間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)相鄰齒間開度的鋼片4，鋼片4能夠在上限位槽5和下限位槽6之間滑動(dòng)，鋼片4底部設(shè)置有控制其伸縮的驅(qū)動(dòng)裝置。

鋼片4的中心軸9上設(shè)置有彈簧3，驅(qū)動(dòng)裝置包括固定在齒輪中心的配油盤10，配油盤10通過控制油控制彈簧3，齒輪2的齒根處開設(shè)有齒輪配油流道7，中心軸9上開設(shè)有中心軸配油流道8，配油盤10的控制油依次通過齒輪配油流道7和中心軸配油流道8驅(qū)動(dòng)彈簧3，配油盤10上具有控制油壓區(qū)11和低油壓區(qū)12。

參見圖1至圖3，一種變量齒輪泵的工作方法，當(dāng)齒輪泵需要減小排量時(shí)，控制油進(jìn)入配油盤10的控制油區(qū)后進(jìn)入的中心軸配油流道7內(nèi)，并在中心軸配油流道7中建立相應(yīng)的壓力，同時(shí)該油道中建立的壓力會(huì)作用在鋼片4的底部，并且給鋼片4一個(gè)向外推力作用，當(dāng)中心軸配油流道7和齒輪配油流道8中壓力大于彈簧3彈力、鋼片4以及外側(cè)油壓時(shí)，鋼片4就會(huì)向外滑動(dòng)，死區(qū)容積逐漸變大，從而使齒輪泵的排量減少；

當(dāng)齒輪泵需要加大排量時(shí)，減小控制油進(jìn)入配油盤10，使鋼片4外側(cè)壓力和彈簧力大于中心軸配油流道7和齒輪配油流道8內(nèi)的壓力時(shí)，鋼片就會(huì)向內(nèi)滑動(dòng)，有效工作體積變大，齒輪泵的排量變大。

我們已知齒輪泵的排量計(jì)算公式為Q＝q×n＝3.14×D×h×B×n，式中：D為齒輪節(jié)圓直徑，h為齒高，n為齒輪泵每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，B為齒輪排油寬度。齒輪泵要實(shí)現(xiàn)變量須從D，h和B這三個(gè)參數(shù)著手，只要能對(duì)其中一個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，那么就可實(shí)現(xiàn)了齒輪泵的變量功能，但由于齒輪泵制造完成后這些參數(shù)均已確定，故普通齒輪泵不能變量。本發(fā)明采用可變的齒輪排油寬度B和可變的齒高h(yuǎn)來實(shí)現(xiàn)齒輪泵的變量，在齒輪2的每個(gè)齒間均設(shè)置有鋼片4，鋼片4可以在齒間滑動(dòng)變形，當(dāng)鋼片滑動(dòng)到接近齒頂位置時(shí)，被齒輪2上的上限位槽5卡住，鋼片4停止不動(dòng)，并向外突出變形，由于鋼片4是和齒輪2齒面是密封的，所以鋼片4下端到齒根部分為死區(qū)容積部分，這部分容積不能和外界連通，也就不能參與吸油和排油的過程。當(dāng)鋼片4在齒頂和齒根之間滑動(dòng)時(shí)，死區(qū)容積也就在不停的變化，實(shí)現(xiàn)了齒輪泵的變量。

本發(fā)明利用鋼片4的上下滑動(dòng)變形過程，實(shí)現(xiàn)了齒輪泵有效工作容積的變化。據(jù)上面齒輪泵排量計(jì)算式，通過鋼片4在齒間的滑動(dòng)，改變齒輪排油寬度和齒高兩參數(shù)，使原來不變的工作容積分為了有效工作容積和死區(qū)工作容積兩個(gè)部分。通過鋼片4的滑動(dòng)改變兩部分體積的相對(duì)值，實(shí)現(xiàn)齒輪泵的實(shí)際排量的變化。當(dāng)鋼片處于上限位槽5時(shí)，死區(qū)體積最大，此時(shí)齒輪泵的有效工作體積幾乎為零，同時(shí)考慮到齒輪泵泄露問題，此時(shí)齒輪泵處于零排量，如圖1所示。當(dāng)鋼片處于下限位槽6時(shí)，有效工作體積最大，此時(shí)齒輪泵達(dá)到最大排量。鋼片處于中間某個(gè)位置時(shí)，也就是介于最大和最小排量間的某個(gè)值。當(dāng)油壓力、鋼片彈力、彈簧力以及外油壓形成的合力平衡時(shí)，鋼片就會(huì)停在該位置。此外，鋼片4的移動(dòng)還可以利用絲杠來精密控制，具體的做法為將絲杠安裝在齒輪配油流道7和中心軸配油流道8中，利用微型伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，則絲杠可以在齒輪配油流道7和中心軸配油流道8中向外或者向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)鋼片在齒間滑動(dòng)，同樣實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作過程。

本發(fā)明的控制方式既可外控，即將控制油道的孔設(shè)在外面，也可內(nèi)控，即將出口壓力反饋給控制油道，鋼片外移，泵排量減少，甚至可使泵處于零排量狀態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠地工作。