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齿轮泵的设计措施及工作机理

2018-12-09 10:24:30
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外啮合齿轮泵由于自身的工作机理,不可避免地会引起给齿轮泵带来巨大危害的困油现象,卸荷槽是   这种危害的常见结构,其结构参数值要依据困油腔中困油压力的变化规律和峰值来确定而影响困油压力的主要因素则是困油腔的截面积(简称为困油面积)和卸荷口的截面积(简称为卸荷面积),因此,这2类面积的计算是卸荷槽设计的关键所在,也是历来设计的   和难点。

外啮合齿轮泵是液压泵中结构较简单的一种泵,它与柱塞式、叶片式等其它形式的液压泵相比,不但具有结构较简单、零件少,而且具有抗污染能力强,抗振能力强,价格低廉等显著特点外啮合齿轮泵现已广泛地用作内燃机润滑系统、机床及机械传动装置液压系统的“心脏”,它的性能好坏直接影响整个机器的可靠性和耐久性对于转速高、振动大的汽车内燃机来说,设计性能好、效率高的外啮合齿轮泵就显得非常重要。外啮合齿轮泵均为径向进油,泵高速运转时,油液产生的离心力会影响齿槽中的油液充填,加上外啮合齿轮泵不能消除的泄漏现象,容积效率低是外啮合齿轮泵的一个较大缺点,也是影响外啮合齿轮泵没有   进一步发展和广泛应用的主要原因因此,如何设计容积效率高的外啮合齿轮泵是提高外啮合齿轮泵制造水平的一个主要问题。

外啮合齿轮泵的工作原理。从泵的工作原理图造成外啮合齿轮泵容积效率低的原因不外乎两个方面:一是高压区油液通过泵相对运动件间的间隙返回进油区但为了保证泵正常地工作,齿轮外径与泵体之间,齿轮端面与泵体、泵盖之间,   有   的间隙因此高压出油区就有一部分油液通过间隙返回到低压进油区,这部分油液的损失是不可避免的只有靠提高泵的制造精度将间隙尽量减少,从而将损失油量降低到较低的程度;二是外啮合齿轮泵的结构特点决定了泵高速运转时,油液产生的离心力使油液不能填充满泵齿槽中的较大体积,这是造成外啮合齿轮泵容积效率低的主要原因严重的不但会影响泵的容积效率,而且高转速时会在泵中形成气蚀现象造成泵供油明显不足,流量脉动加大,噪声加重这种情况若在高速运转的汽车发动机中出现,轻则磨损加剧甚至烧轴瓦,重则使整机报废因此,要解决好这个问题就应采取以下的设计措施:

影响外啮合齿轮泵容积效率的主要因素是旋转产生离心力使油液不能充填满齿槽中此前,我国设计的外啮合齿轮泵是采用提高泵制造精度来解决这个问题但这种靠提高泵制造精度来提高容积效率的方法,不但增加了制造成本而且提高容积率的效果有限为此,笔者设计了一条补充填油液的进油槽,在几乎不增加成本的清况下,可显著地提高容积效率。

新设计补充填进油槽的一般原则是:泵高速旋转时产生的离心力使油液甩向齿顶部处,而齿根处产生负压使油液稀薄,如不及时补充油,严重时甚至产生气蚀因此,在齿根处设计一条补充填进油槽及时将油液补充填进齿槽中,而且要尽量延长充填油时间,使齿槽中充满油液为提高齿槽中油液的充填性能,使泵的容积效率达到较佳。在外啮合齿轮泵中增加一条补充填进油槽能   地提高泵的容积效率,但在实验中也发现一个问题,当泵转速过高或齿轮厚度太大时,容积效率提高不是很多,其原因是向齿间补充填进油时间太短。因为齿轮在泵体里转动很快,每个齿槽在进油槽区域的逗留时间有限,油液来不及填充,齿槽便转过进油槽区域,造成油液填充不足,甚至出现有破坏力的气蚀现象。但只要增加进油点,也就是在外啮合齿轮泵泵盖增加一条与泵体对称的补充填进油槽,油液充填齿槽间体积的时间就增加了1倍,容积效率可提高到0.92。并且还不会因转速过高齿轮厚度增大而使容积效率减小。

在外啮合齿轮泵中增加补充填进油槽后,其容积效率有了明显提高,收到了满意的效果,找到了解决外啮合齿轮泵容积效率低的一条途径,也为今后设计出体积小、而输油量大、容积效率高的外啮合齿轮泵提供了依据。


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