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内啮合齿轮泵力学性能分析及轮齿疲劳寿命

  • 发布者:海鸿泵阀

    发布日期:2019-09-29
  • 齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。齿轮泵由两个齿轮、泵体与前后盖构成两个封闭空间,当齿轮转动时,齿轮脱开侧的空间的体积逐渐变大,从而形成局部负压,由于大气压的作用将液体吸入油槽,此为吸液过程,随着啮合过程的继续进行,齿轮啮合侧的空间的体积从大变小,而将齿间的液体排挤出油槽,此为排液过程,吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合来隔开的,齿轮泵的排出口的压力取决于泵出口处阻力的大小,当两齿轮不断旋转时,齿轮泵就会连续吸入和排出液体,从而实现了增压供液功能。

    按结构的不同,齿轮泵可以分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵2大类,总体上来说:由于齿轮泵具有结构简单、体积小、重量轻、自吸性能好、转速范围大、不容易咬死、油液污染不敏感、使用可靠、寿命较长、便于制造、便于维修,成本低,齿轮泵在高速、低速甚至手摇时,都能可靠地进行抽吸液体,因此它广泛应用于机床、轻工、农林、冶金、矿山、建筑、船舶、飞机、汽车、石化机械等行业,特别适合各种特殊工况下工作,输送粘度较大的液体,例如高粘度聚合物、润滑油、燃烧油等。

    齿轮泵的核心部件是一对相互啮合的齿轮以及支撑齿轮做回   动包括轴在内的转子系统,齿轮泵的力学性能与相互啮合的齿轮以及包含轴在内做回   动的转子系的受力关系密不可分。由于齿轮泵内部液体的流动,液体也会对齿轮泵产生   的压力,从而影响齿轮泵的力学性能。齿轮泵在工作过程中的力学性能十分复杂,包括沿齿轮圆周液体压力产生的径向力、由齿轮啮合产生的径向力等组成。过大的径向力会导致齿轮轴刚度不足,这会导致沿齿宽接触不良而产生偏载,恶化了齿轮的啮合,影响啮合的精度,降低疲劳寿命;过大的轮齿弯矩也会影响齿轮的啮合,甚至造成轮齿断裂,因此分析齿轮的力学性能,构建齿轮泵中齿轮的力学性能计算方法。

    齿轮泵主要是由泵体、主动齿轮、从动齿轮、月牙板、密封装置、轴承等零部件构成,它是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间,当主动齿轮转动时,齿轮脱开侧的空间的容积逐渐从小变大,形成局部真空,再由于大气压的作用将液体压入油腔,随着齿轮的啮合,齿轮啮合侧的空间的容积逐渐从大变小,从而将液体挤出油腔。

    齿轮泵输送时噪音的大小取决于介质粘度的高低、齿轮泵的管路直径的大小、管路长度的长短、管路阻力的大小等多个方面。齿轮泵在流体输送系统中,液流速度、流量和压力的快速变化,气泡的破齿轮泵裂及交变的负载都是噪声的常见原因,输送高粘度液体的齿轮泵是诱发系统噪声的主要来源。

    合理确定齿轮泵的工作转速,使齿轮与轴的转动避开啮合共振频率,可以防止噪声加剧。因为当啮合频率接近于齿轮系的固有频率时容易发生共振。采用适当的隔振技术可以阻止振动传递到临近的结构中去。为此,泵与驱动电机应通过柔性联轴器连接,并安装在同一底板上,以保证同轴度,该底板装于弹性支承上,可进一步提高隔振效果。在齿轮泵的出口管道上设置一个膨胀形容腔或蓄能器,来吸收泵的压力脉动或缓冲管路内的压力突变,是控制高粘度齿轮泵噪声的   手段。

    一般来说,1台露天工作的齿轮泵的较大 允许噪声应该低于90分贝,否则就应对噪声源进行主动或被动遏制,同时减少工人直接暴露于噪声环境下的作业时间。如果实在无法控制噪声,也要采取听力保护措施。齿轮泵在运转过程中一旦出现异常噪声,就应该马上停机检查。

    齿轮泵是用两个齿轮互啮转动来工作,对介质要求不高。一般的压力在6MPa以下,流量较大。润滑齿轮泵在泵体中装有一对回转齿轮,一个主动,一个被动,依靠两齿轮的相互啮合,把泵内的整个齿轮泵工作腔分两个单独的部分。A为吸入腔,B为排出腔。润滑齿轮泵在运转时主动齿轮带动被动齿轮旋转,当齿轮从啮合到脱开时在吸入侧(A)就形成局部真空,液体被吸入。被吸入的液体充满齿轮的各个齿谷而带到排出侧(B),齿轮进入啮合时液体被挤出,形成高压液体并经泵排出口排出泵外。

    润滑齿轮泵的产品特点:

    1.结构紧凑,使用和保养方便。

    2.具有良好的自吸性,故每次开泵前无须灌入液体。

    3.润滑齿轮泵的润滑是靠输送的液体而自动达到的,故日常工作时无须别加润滑油。

    润滑齿轮泵广泛应用于石油、化工、船舶、电力、粮油、食品、医疗、建材、冶金及国防科研等行业。润滑齿轮泵适用于输送不含固体颗粒和纤维,无腐蚀性、温度不高于150℃、粘度为5~1500cst的润滑油或性质类似润滑油的其它液体。试用各类在常温下有凝固性及高寒地区室外安装和工艺过程中要求保温的场合。


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