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高粘度齿轮泵的使用情况及设计制造技术

2018-05-22 03:48:54

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石油和化工行业用泵市场分析表明,石油和化工行业对高粘度齿轮泵的需求将有较大幅度的增长,特别是对新型大流量、长距离稠油输送泵的需求将激增。

高粘度齿轮泵主要用于输送化工流程中的粘流态的介质。目前,我国石化、纺织等行业的大部分大型企业的生产设备多为全套,或大部分。如我国的石化行业从引进的大批成套技术装备上就配套引进了许多输送高粘度介质用的齿轮泵。这些泵大多是成套装置的心脏设备,高粘度齿轮泵若出现故障,往往会直接影响到整套装置的   运行。经调查,石化和纺织行业,每年需要上百台大功率、大流量的高粘度齿轮泵,而我国的齿轮泵生产企业大多数只能生产技术含量较低的齿轮油泵,国内用于输送高粘度介质的齿轮泵基本上都依赖。一台高粘度齿轮泵至少也要数万元,中型的需要数十万元,大型的需要上百万元,甚至数百万元。

根据目前高粘度齿轮泵的使用情况看,今后高粘度齿轮泵的主要应向着以下几个方向发展:

(1)提高高粘度齿轮泵性与使用寿命,展开对轴、轴承和泵齿轮材料性能及热处理技术,在结构设计、制造和试验等诸多方面建立完善的检测与体系。根据材料的热胀冷缩特点,合理设计保温和冷却系统,对输送流体的温度实现控制,同时加强泄漏与噪声控制。

(2)研制圆弧齿廓泵齿轮的高粘度齿轮泵。工业生产中广泛使用的渐开线齿轮传动,虽然具有易于加工及传动可分性等优点,但也存在载荷沿齿宽分布不均匀、啮合损失较大,性能差等缺点。为此,人们在探索新的啮合原理及新型齿轮传动等方面进行了大量的,圆弧点啮合齿轮传动就是其中成功的例子。相互啮合的一对圆弧齿轮的端面齿廓或法面齿廓,其齿顶均为凸圆弧,齿根均为凹圆弧。两轮啮合时,每对齿均有两个啮合点,一个啮合点在齿顶,另一个啮合点在齿根,这两个啮合点在不同的端截面上。互相啮合的一对圆弧齿轮具有相同的齿廓,可用一把刀具来加工。与渐开线齿形的高粘度齿轮泵相比,圆弧齿廓的齿轮泵具有齿数少(齿数可以少到6-8)、体积小、无根切干涉、齿轮磨损小、和寿命长等优点,被认为是齿形。由于圆弧齿形具有一点连续啮合的特点,所以不会出现困油现象。这种齿轮泵的流量脉动和压力脉动非常小,振动与噪声也很低,对介质污染的敏感性比渐开线齿轮泵小的多,作为低压泵输送高粘度介质非常合适。

(3)采用行星齿轮结构平衡径向力。运用齿轮“轮系”的知识,结合齿轮泵的工作原理,可以采用:一个太阳轮(主动轮)、2^6个行星轮(从动齿轮)、一个内齿轮(从动齿轮)来构思径向力平衡式齿轮泵。太阳轮与每个行星轮构成外啮合齿轮泵,内齿轮与每个行星轮则构成内啮合齿轮泵,一台多齿轮式齿轮泵的排量相当于两齿轮式外啮合齿轮泵排量的4^12倍。这种新型齿轮泵的输出流量脉动较小,多路排量即可分流输出,也可合流输出,适于高粘度液体介质的快、电、大量输送。在泵的壳体或前后端盖上开设相应的几个进油口与排油口,分别与吸油管及排油管相连接。各吸、排油口相对于每个齿轮(太阳轮、行星轮及内齿轮)对称布置,行星轮相对于太阳轮及内齿轮也均匀分布,使液压力及啮合力分别达到平衡,从而减少了泵轴、轴承的载荷,提高了齿轮泵的寿命。

(4)采用轴向排油来减小轴承所受的径向力。受结构的限制,齿轮泵只能采用径向尺寸较小的滑动轴承。齿轮泵工作过程中,出口压力作用在齿顶面上,将齿轮向吸油口方向推,引起齿轮轴变形,并使轴承受到很大的径向力。若在轮齿啮合处的轴向两侧布置排油口,则齿顶面可不受出口压力的作用,轴承上的载荷减小。而轴承载荷减小30%时,其寿命可延长近3倍。

(5)研制多齿差内啮合摆线齿轮泵。通常摆线转子泵的内外转子齿数只差1齿。近年来,出现了一种新型摆线转子泵—多齿差内啮合摆线齿轮泵,其内转子为摆线齿轮,外转子为圆弧齿轮,内外转子的齿数差为2或3。这种泵在结构及性能上兼有渐开线内啮合齿轮泵与一齿差摆线转子泵的双重优点,在相同体积下的输出流量比其它齿形的齿轮泵流量大得多,适用于石油化工等行业高粘度介质的输送。


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