[发明专利]一种减少功率损耗的齿轮泵

说明书

本发明涉及一种减少功率损耗的齿轮泵，属于机械技术领域。本发明的齿轮泵包括壳体、齿轮，所述齿轮包括齿轮基体和涂覆在齿轮基体的耐磨层，齿轮基体包括以下质量百分比的组分：0.15‑0.25％C、0.17‑0.37％Si、0.50‑0.80％Mn、0.80‑1.10％Cr、0.6‑0.9％Ni、0.5‑0.7％Cu、0.1‑0.5％Ag、0.1‑0.2％Gd、P≤0.030％、S≤0.030％、Mo≤0.10％、5.5‑8.7％硅酸盐晶须、3.6‑4.9％多孔碳酸钙，余量为Fe。本发明的齿轮泵具有耐磨损、吸音减震降噪、使用寿命长的特点。

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种减少功率损耗的齿轮泵。

背景技术

液压泵是将机械能转换为流体能的重要装置，而齿轮泵是液压系统中常用的液压泵。齿轮泵的泵体内有一对相对模数，相同齿数的齿轮，齿轮的两个端盖由泵盖密封。泵体、端盖和齿轮的各齿槽组成了密封的容积空间，两齿轮沿齿宽方向的啮合线把密封容积分成吸油腔和压油腔两部分，且在吸油和压油过程中互不相通。当齿轮转动时，吸油腔由于齿轮逐渐脱开，密封容积增大，形成局部真空，油压在大气压的作用下，从油箱经过油管被吸到吸油腔，充满齿槽，随着齿轮的旋转被带出。当齿轮不断旋转时，吸油腔不断吸油，压油腔不断压油，由于齿轮在啮合时引起的压油腔和吸油腔的变化，实现了吸油和排油的过程。然而，齿轮泵的齿轮在传动过程中受力较大，容易产生磨损；并且，现有的齿轮泵在使用过程中震动较大，造成泵体噪声较大，且进一步加剧了齿轮的磨损，大大降低了齿轮工作的可靠性，缩短了齿轮的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种耐磨损、吸音减震降噪、使用寿命长的齿轮泵。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种减少功率损耗的齿轮泵，包括壳体、齿轮，所述齿轮包括齿轮基体和涂覆在齿轮基体的耐磨层，所述齿轮基体包括以下质量百分比的组分：0.15-0.25%C、0.17-0.37%Si、0.50-0.80%Mn、0.80-1.10%Cr、0.6-0.9%Ni、0.5-0.7%Cu、0.1-0.5%Ag、0.1-0.2%Gd、P≤0.030%、S≤0.030%、Mo≤0.10%、5.5-8.7%硅酸盐晶须、3.6-4.9%多孔碳酸钙，余量为Fe。

本发明对齿轮泵的齿轮的材质进行了改进，在齿轮的外层设置耐磨层，有效提高了齿轮的吸音减震效果和耐磨性能，从而降低了齿轮泵的功率损耗。其中，本发明中齿轮基体由改进的合金钢制成，本发明在40Cr钢的基础上，降低了C元素的含量，提高了齿轮基体的导热性，但C元素碳量过低会降低合齿轮基体的硬度和强度；提高了Ni元素的含量，有利于提高齿轮基体的耐热性能，但是Ni元素的含量不能过高，否则会造成齿轮基体的热脆性；提高了Cu元素的含量，并添加了Ag元素，能够提高齿轮基体的韧性，并提高其回火稳定性和回火温度，有利于充分消除淬火应力；加入适量的Gd元素能够细化晶粒、提高齿轮基体的韧性；加入的硅酸盐晶须和多孔碳酸钙能够协同作用，达到吸音减震降噪的效果；硅酸盐晶须与合金钢基体的热膨胀系数和收缩率具有较大差别，在合金钢的成型过程中形成较多的孔隙，在齿轮受到较大力的冲击形成震动时能够将震动衰减吸收，而当受到的冲击震动过大时，该孔隙将震动能量传递给多孔碳酸钙，进行进一步的衰减吸收，但是硅酸盐晶须和多孔碳酸钙不能添加过多，否则会导致齿轮基体强度和韧性均有所降低。

作为优选，所述Ag和Cu的总质量百分比为0.9-1.0%。

在上述质量范围内，Ag和Cu能够显著提高钢的回火稳定性和回火温度，有利于充分消除淬火应力，但是Ag和Cu的总量不能过高，否则会降低齿轮基体的硬度，而Ag和Cu的总量过低，会导致齿轮基体的韧性降低。

作为优选，所述硅酸盐晶须的长度为5-10μm，长径比为20-35。

硅酸盐晶须的长径比越大，越有利于提高合金钢的强度和韧性等力学性能，但是过大或过小的长径比和长度均不利于形成适当的孔隙以达到吸音减震的效果。