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发布时间:2020-06-08

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 从普通齿轮泵再到聚合物输送用齿轮泵,可见它们的设计制造难度是随着工作条件的苛刻程度而不断升级的。

齿轮泵的困油现象一直是困扰液压界的问题。由于齿轮泵运转过程中工作齿轮的前一对轮齿尚未脱开啮合前,后一对轮齿又进入啮合,在这段时间内,同时啮合的就有两对轮齿,在两对轮齿之间就形成了和吸压油腔均不相通的闭死容积,而齿轮继续旋转时,闭死容积的大小会发生变化,从而引起该区域内的液体压力急剧变化,这种现象称为困油现象。由于液体的可压缩性很小,当困油容积由大变小时,存在于困油容积中的液体受挤压,压力急剧升高,大大过齿轮泵的工作压力,同时困油容积中的液体也从一切可泄漏的缝隙中强行挤出,使轴和轴承受到很大的冲击载荷,产生很大的径向力,增加功率损失,并使液体发热,引起噪声和振动,降低齿轮泵的工作平稳性和寿命。当困油容积由小变大时,形成真空,使溶于液体中的空气分离出来,产生气泡,带来气蚀、噪声、振动、流量和压力脉动等危害。
  为了保证齿轮泵平稳地啮合运转并连续均匀的供油,齿轮啮合的重合度:必须大于1。虽然从理论上讲,重合度等于1时齿轮泵就可以正常工作,不会出现间断吸压油现象。但由于存在制造误差,实际工作时这种情况下的重合度往往小于1,齿轮泵不能正常工作,会出现时而输油时而不输油的不正常现象,瞬时流量的差值可达30%,输油率很不均匀。当重合度8>1时,在啮合过程中,要求在前一对齿尚未脱开啮合之前,后一对轮齿即己进入啮合。困油一般发生在轮齿啮合时的接触线间形成的封闭腔内,对齿侧无间隙的齿轮泵,不论是单齿啮合区还是双齿啮合区,其接触线阻隔的空间内都会发生困油现象;而对于齿侧有间隙的齿轮泵,困油发生在双齿啮合区,通常齿轮传动是有侧隙的,因此本文只讨论有侧隙啮合困油特性。
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71齿轮泵的设计要求

齿轮泵作为一种典型的液压动力元件广泛应用于机床工业、农用机械、工程机械、航空航天和船舶工业等众多工业领域。它的结构简单,主被两齿轮就构成了其主要工作部件,较之叶片泵(叶片、转子及其他附件)及各种型式的柱塞泵(斜盘、柱塞、缸体和回程盘等部件)在原始设计、制造工艺、以及加工手段等方面有无可比拟的优越性。它仅由一对啮合齿轮和泵体三个部件组成,因此具有尺寸小、重量轻、制造容易、工作可靠、价格低廉、对油液不敏感、自吸能力强、维护方便等优点,在输送液体的各种场合都获得了应用,各类齿轮泵每年的产销量达到数百万台套,产值数十亿元人民币。虽然叶片泵、柱塞泵等性能更好,但由于其对油液污染敏感、生产成本高等缺点,因此齿轮泵并未因此消失反而产量稳步增加。
  齿轮泵的*缺点是输出脉动明显、机械噪音大、排量小,因此在输出平稳性要求很高的场合就只好让位于其他类型的输送泵。齿轮泵的工作容积由齿间构成,依靠齿轮快速运动输送齿间的液体,因此一般排量比较小。两个齿轮的啮合轮齿既传递运动和动力,又构成吸油腔和排油腔之间的间隔和密封。由于齿轮啮合的重合度要求大于1,连续的两齿之间就会封闭少量液体,产生所谓“困油现象”。被“困”的液体压缩时压强急剧增大、然后又被迅速释放,这种情况成为排油腔输出脉动、机械噪音的诱因。另外,两腔之间的液体压差还造成附加径向力,对于齿轮轴的设计要求提高。为了克服普通齿轮泵自身的不足,出现一些改进的类型,如摆线齿轮泵、行星轮系齿轮泵、多齿轮泵等。与此同时,还发展了基于其他工作原理的液体泵,如叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等类型,但是这些类型或者结构复杂,因而制造困难、维护不便,或者工作原理复杂、设计难度大、制造技术要求高。

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注:图片仅供参考,请以实物为准。

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