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齿轮泵的困油现象及振动控制治理

2018-04-01 22:13:58

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齿轮泵作为齿轮在工业中应用的一种重要装置,在液压传动与控制技术中占有很大的比重。按照轮齿啮合形式不同,齿轮泵可以分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵具有结构简单紧凑,体积小,重量轻,自吸性能好,耐污染,寿命长,维修方便等优点,因而广泛应用于各种液压机械,并且可以用作润滑泵和食品、化工等工艺流程中的输液泵;相对于外啮合齿轮泵,内啮合齿轮泵的结构和制造较复杂,其外型尺寸   小,重量   轻,压力和流量脉动较小,,噪声较低,寿命较长,因此特别适用于外型尺寸要求紧凑,重量轻的设备,如飞机等。目前,关于齿轮泵的,主要集中在以下几个方面:

困油现象是齿轮泵普遍存在的问题之一,也是反映齿轮泵运行特性的重要点之一。困油现象的存在严重制约了齿轮泵的发展及应用。为了使一对齿轮能够连续地传动,   前一对轮齿尚未脱离啮合时,后一对轮齿就   及时进入啮合。从理论上讲,齿轮副的连续传动,但是由于齿轮的加工、安装有误差,并且齿轮在实际传动中产生磨损,影响重合度,所以为了齿轮传动的连续,应使计算所得的重合度值:   大于1。

直齿齿轮副啮合重合度二大于1时,则有可能同时有两对轮齿参与啮合,即在轮齿转动过程中,前一对啮合轮齿尚未退出啮合时,后一对轮齿已经进入啮合。由于直齿齿轮轮齿沿整个齿宽方向进入啮合、退出啮合,从而在两对齿轮之间形成一个既不与吸油腔相通也不与排油腔相通的密闭容积,随着齿轮的转动,封在困油区油液体积的大小发生变化。当前一对轮齿尚未脱离啮合,而后一对轮齿进入啮,此时容积逐渐减小,直至达到,密闭容积为   小,在这个过程中,被困的油液受到挤压,使啮合阻力突增,对轴和轴承产生冲击载荷,并且产生振动和噪声;随着齿轮继续旋转,密闭容积又逐渐增大,直至达到,密闭容积,在这个过程中,密闭容积中产生真空现象,使溶于油液中的气体分离出来,产生气泡,带来气蚀、噪声、振动、流量和压力脉动等,这就是齿轮泵的困油现象。困油现象严重危害了齿轮泵的性能和寿命,为了减轻这种危害,在设计与制造泵时应尽量或避免。

对于直齿齿轮泵,困油的常用方法是在对应于上述过渡区的左右端盖(或者侧板、轴套、轴承座圈)开设卸荷槽,卸荷槽的结构形式一般有以下三种

(1)相对两啮合齿轮连线呈对称布置的双卸荷槽;

(2)相对两啮合齿轮连线呈不对称布置的双卸荷槽;

(3)单个卸荷槽(仅吸油腔有或者仅排油腔有)。

卸荷槽的结构形式有很多种,但是其基本原则是相同的,所开的卸荷槽   满足以下三个条件:

(1)当密闭容积处于   小位置时,卸荷槽应不与密闭容积相通,即卸荷槽不与吸、排油腔相通;

(2)当密闭容积由逐渐减小时,密闭容积应通过卸荷槽与排油腔相通;

(3)当密闭容积由   小逐渐增大时,密闭容积应通过卸荷槽与吸油腔相通。

总之,卸荷槽的作用就是使密闭容积内的液体在压缩和扩张两个阶段分别与泵的排油腔和吸油腔相通,困油现象。但是卸荷槽的存在增加了制造的难度和成本,并且缩短了油液从排油腔流向吸油腔的距离,增大泄漏量,降低运行效率。

齿轮泵振动的控制治理: 

A、加装弹簧隔振器: 

a、KCB齿轮泵弹簧隔振器样式的选择: 

一般选用自立式弹簧减振器,其优点结构简单、造价较低;弹簧裸露在外,便于随时观察弹簧状态,对于需   换的弹簧提前处置,以避免弹簧锈蚀过度损坏时,造成KCB齿轮泵突然沉降造成设备损害及管路扯断等现像。

b、弹簧的选择:

一般减振器厂家选用弹簧需满足以下要求:弹簧直径应不少于其在额定负载下高度的0.8倍;弹簧须具备   的额外行程,涡街流量计至少等于额定静挠度的50%;弹簧的油平刚度至少是坚直钢度的100%,以减振器的稳定性。

c、弹簧减振器挠度的选择;

通常减振器厂商所提拱的弹簧减振器额定挠度(弹簧额定压缩量)一般为25MM(自频率值约3-4HZ),此挠度可应于650转每分钟的KCB齿轮泵的隔振。当转速低于650时,建议使用40以下挠度之弹簧隔振器。 

B、加装橡胶隔振器:

橡胶隔振器之选择:材质一般为氯丁胶(C.R),   胶(N.R);一般选用压缩型橡胶减振器,对于重量较轻的KCB齿轮泵,可选用剪切型橡胶减振器;

相较弹簧减振器,橡胶减振器隔振性能相对相差些。

C、加装隋性基座:

为满足   加严格的振动制标准,加装隋性基座时,配合使用弹簧隔振器。

隋性基座的规范:基座重量约为KCB齿轮泵重量1-2倍以上;框架由槽铁锁固而成,其高度不少于长度的1/12,但不低于150MM,不高于300MM;长宽尺寸应能将整个KCB齿轮泵涵盖在内,并各边余10-15公分为宜。并且能将湾头也涵盖在内;内浇灌油泥,并内置一层钢筋网于高度之三分之一处;加装弹簧隔振器将基座与基础间距至3-5公分。

二、KCB齿轮泵振动控制治理效果:

基于KCB齿轮泵设备情况,通过上述方法处理可达到85-99%以上的隔振效果,从而从根本上解决KCB齿轮泵振动带给人们生活,及工业生产的困扰。

本文提出的弧齿齿轮泵是一种新型齿轮泵,由于其轮齿呈弧线布置,在齿轮主要参数相同的情况下其啮合重合度大于直齿齿轮副,不产生轴向分力。由于弧齿齿轮泵与直齿齿轮泵啮合机理不同,可以不采用加工卸荷槽的方法,而是选择合适的几何参数构造建弧齿齿轮泵,达到困油的目的。


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