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齿轮泵改进设计要求及使用寿命

2018-12-05 09:52:44
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在液压泵中,齿轮泵具有结构简单、制造容易、体积小、价格便宜、自吸能力好、抗污染等特点,广泛应用于工程机械、冶金机械、矿山机械等液压设备。针对齿轮泵的工作特点,阐述了齿轮泵的困油现象及其危害、传统的方法以及笔者从根本上改进结构设计,   困油危害的具体措施。这对减少液压泵端面泄漏、提高容积效率和工作压力、延长使用寿命具有重要的意义。

根据齿轮泵的结构及其密封特性,该泵只适用于中、低压系统。因此,齿轮泵的困油现象对其工作的平稳陛和性有很大危害。在中、低压系统,由于油液压缩性很小,可略而不计。而封在困油区内的油液因不适应弹性变化必造成下述危害:

(1)当闭死容积缩小时,困油区油液受到挤压并从零件配合表面的缝隙强行挤出,使齿轮、轴套、端盖(弹性侧板)和轴承等受到很大的附加载荷(弯曲应力、剪切应力和压应力等)。这种载荷,一方面会使油温升高,造成功率损失,降低工作效率;另一方面会使零件加剧磨损,缩短液压泵使用寿命。

(2)当闭死容积变大时,困油区形成局部真空,使溶解在油液中的气体被析出、气化并形成气泡。这种气泡,一方面会使齿轮泵加大噪声,产生气蚀并破坏啮合精度,降低工作效率、缩短使用寿命;另一方面会引起系统冲击和振动,造成压力和流量脉动等。

传统的方法及不足

1、方法

齿轮泵困油现象是吸、排油腔不相互串通必然造成的后果。根据现行结构、有关资料和相关网站得知:传统的方法是利用卸荷槽结构。例如CB型齿轮泵的前、后端盖上都铣有2个卸荷槽,其中的一个卸荷槽与泵的排油腔相通,另一个卸荷槽与泵的吸油腔相通,当困油容积变小时(且未达到较小容积之前),使困油容积与通向排油腔的卸荷槽相通,以将困油区中的油液排出;当困油容积由小变大时(且未达到较大容积之前),使困油容积与通向吸油腔的卸荷槽相通,以实现补油。

2、不足之处

利用卸荷槽结构来困油现象,只是减弱或降低它的影响,不可能从根本上   。分析其原因:即是两卸荷槽之间的距离。该距离太大,起不到减弱或降低困油危害的作用;该距离太小,靠困油区将高、低压串通,破坏了液压泵的工作条件。由齿轮啮合过程。在排油腔刚刚进入啮合的啮合线至两齿轮   距之间的距离L为较大,随着齿轮的转动,该距离逐渐减小。

改进设计要求

(1)在轴套、端盖或弹性侧板上沿齿轮   距方向加工长2.6倍齿轮模数,即2.6m(该长度对称两节圆切线)、宽5mm~6mm,深4mm~5mm的小槽,同时在小槽底   加工φ5~φ6mn直至泵壳底的困油通道;

(2)困油通道   与泵壳体安装储放器的螺纹孔同心,且流动阻力要小;

(3)储放器可为多种结构形式,但其基本结构以皮囊式蓄能器为宜;

(4)因困油容积变化甚小,故储放器结构尺寸设计尽量要小,且与泵壳底有足够的连接强度;

(5)在泵壳底   部位设计一凸台,并将中部挖空,以满足安装储放器的需要;

(6)储放器设计油、气室隔开,型腔内圆弧过度,反应要灵敏;

(7)气囊橡胶材料应具有很好的弹性,且耐油、,适应温度变化范围(-10℃~70℃);

(8)储放器充气(氮气)压力按液压泵正常工作压力的95%充气;

(9)储放器油、气腔室,螺纹联接处密封要严密,不得泄漏;

(10)储放器应拆卸、安装方便,当其安装于泵壳底部时,应设置   的防护罩;

(11)在满足液压泵脉动要求的前提下,为降低储放器工作频率,尽量采用减小齿数、增大模数、正变位修正(防止根切)的方法设计齿轮泵。