(1) 兩個齒輪型漸開線外齒電機
① 固定間隙漸開式外齒輪馬達圖 f 顯示了固定間隙漸開式外齒輪馬達的結構。齒輪兩側的側板由高品質碳鋼 08F 製成,表面燒結有 0.5-0.7mm 厚的磷青銅。側板僅具耐磨性,並沒有端隙補償功能。固定間隙可以減少摩擦扭矩並改善啟動性能,但容積效率較低。中國製造的 Cm-f 齒輪馬達即為此結構。其額定壓力為 14MPa,排量為 11-40ml / R,扭矩為 20-70n · m,轉速為 1900-2400r / min。
② 螺旋外齒輪馬達具有自動軸向間隙補償,圖 g 顯示了具有自動軸向間隙補償的螺旋外齒輪馬達的結構。密封環 1-4 安裝在軸套 9 和 10 的外端,中央密封環 1 圍繞兩個軸承孔,形成一個中間收縮的 "8" 形區域 A1。由於區域 A1 通過兩個軸承與油排放孔 14 連接,區域 A1 的壓力等於油泄漏腔的壓力。側密封環 2 和 3 對稱地安裝在密封環 1 的兩側(密封環 2 和 3 的每個長度都直接接觸密封環 1),分別形成菱形區域 A2 和 A3。A2 通過通道 5 與油進口腔 6 連通,A3 通過通道 8 與油回流腔 7 連通。外密封環 4 也以菱形排列,圍繞密封環 1、2 和 3(密封環 4 上有兩個長度,分別與密封環 2 和 3 直接接觸)。由於密封環 2 和 3 的兩側分別與密封環 1 和 4 直接接觸,因此在密封環 4 的周圍形成了兩個區域 A4 和 A5。由於泄漏和油泄漏,A4 和 A5 的壓力與高壓腔的壓力非常接近。密封環 4 被夾在外殼 12 和前蓋 11(後蓋 13)之間,密封環 1 被夾在軸套和前蓋(後蓋)之間,靠近密封環 4 的密封環 2 和 3 的部分保持在外殼和前蓋(後蓋)之間。所有密封環都嵌入在前蓋(後蓋)的凹槽中。相互靠近的部分可以直接接觸,以簡化加工和組裝過程並降低成本。
③ 圖 h 和 圖 I 顯示了具有自動補償軸向和徑向間隙的齒輪馬達的結構以及齒輪上的力。馬達的外殼 9 由無縫鋼管製成。齒輪 1 和 11 的齒尖不與外殼接觸,而是直接暴露在高壓油中。它們僅在低壓區域附近的小範圍內(兩個齒)與徑向間隙密封塊接觸。徑向間隙密封塊可以自動補償徑向間隙。當馬達反向旋轉時,徑向間隙密封塊發揮相同的作用。馬達的浮動套筒 8 和 12(也用作滾針軸承座)可用於軸向間隙的壓力補償。O 型環的功能是限制低壓區域在軸向方向上的非常小範圍內,並且還限制軸套背面的壓力面,以實現軸套的壓力平衡。當馬達反向旋轉時,O 型環密封發揮相同的作用。
當馬達尚未投入運行時,徑向密封塊 2 和 2' 分別在彈簧板 3 和 3' 的作用下靠近齒輪(圖 h)。當高壓油從右側進入齒輪馬達時(圖 I),密封塊 2 在內部高壓油的作用下與齒輪脫離接觸。此時,只有低壓腔中的密封塊 2' 發揮密封作用。除了低壓腔和密封塊 2' 與齒輪之間的過渡區域外,其餘齒輪及密封塊 2 和 2' 的外部很快在高壓液體的作用下。此時,密封塊 2 的內外側均在高壓液體的作用下(圖 J),因此作用於密封塊 2 的液壓壓力實際上是平衡的。雖然外側有彈簧板的作用,但由於彈簧力非常微弱,對齒輪的緊固力非常小。相反,由於高壓油在密封塊 2' 外側的作用,壓力力大於反向推力(反向推力等於過渡區域的液壓壓力與低壓腔的液壓壓力之和)。密封塊 2' 緊密接觸齒輪,保持最佳的徑向間隙。壓力差越大,密封塊的密封功能越可靠。在進出口之間的壓力差 △ p 形成的液壓扭矩的作用下,兩個齒輪拖動負載朝圖 I 所示的方向旋轉。當馬達反轉時,馬達的左側為高壓腔,右側為低壓腔。密封塊 2' 失去其密封功能。在液壓壓力的作用下,密封塊緊密接觸靠近低壓腔的齒輪齒,密封低壓區域,並形成過渡區域,以確保馬達在反向旋轉時的性能與正向旋轉完全相同。
該電動機具有以下結構特徵。
a. 由於馬達中的齒數較多,徑向間隙密封塊與齒輪之間僅有兩個齒接觸,過渡區域非常小(僅一個齒對齒),且過渡區域的弧長儘可能接近節點,因此低壓區的角口被限制在非常小的範圍內,並且使用O型圈來限制和密封密封塊、軸套和前蓋(後蓋)之間,而其餘的環則是封閉的。因此,軸套與齒輪之間的摩擦面可以設計得非常小(軸套被切割,見圖h)。這樣,在軸向和徑向方向上,摩擦面減少,機械效率和輸出扭矩得到改善,啟動性能也得到了提升。
b. 因為齒輪的大部分周長處於高壓下(圖 I),齒輪軸承的徑向載荷大大減少,因此軸承的摩擦力矩大大減少,輸出力矩增加,啟動壓差 △ P 減少。啟動特性得到改善,軸承和電動機的使用壽命延長。
c. 無孔的無縫鋼管外殼可用於電動機。內部不僅不需要加工,圓形鋼管的應力良好且不易變形,這可以提高電動機的服務壓力。
d. 連接前蓋、後蓋和外殼的螺栓 6 (圖 h) 穿過外殼的內部。
E. 除了齒輪兩側的針軸承外,還在輸出軸的軸端安裝了滾動軸承,因此輸出軸端可以承受一定的徑向力,這提高了齒輪馬達的適應性。
f. 一般齒輪馬達的間隙由許多因素決定,例如齒輪軸、軸套、軸承間隙和外殼孔的製造精度,以及中心距的安裝誤差等。具有徑向間隙密封塊的齒輪馬達克服了上述缺點。因為徑向間隙密封塊浮動在外殼中,並由油壓壓在浮動軸套(圖 I)和齒輪外圓上,齒輪頂部的間隙僅由齒輪頂部的浮動軸套與針滾子軸承之間的間隙決定,這相對容易控制。這樣可以獲得最佳的間隙值。當密封塊磨損時,可以在油壓的作用下自動補償,以實現更高的容積效率,並相應提高啟動扭矩和低速性能。
g. 電動機低壓腔的徑向間隙密封塊在受到強迫後變形。這樣,在高壓下可以實現更好的密封效果,並且可以獲得少量的徑向補償,而浮動軸套則可以實現軸向補償,因此可以用於更高的壓力。
h. 電動機的齒輪齒是直齒和螺旋齒。螺旋齒採用2°39'的螺旋角,這提高了運行穩定性並減少了噪音。
齒輪馬達的額定工作壓力為17Mpa,體積效率可達95%。