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齒輪泵研究現狀及適用範圍

2018-12-30 08:37:06
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齒輪泵是液壓傳動系統中常用的液壓元件,在結構上可分爲外齧合齒輪泵和內齧合齒輪泵2大類。外齧合齒輪泵的優點是結構簡單、尺寸小、重量輕、制造維護方便、價格低廉、工作可靠、自吸能力強、對油液汙染不敏感等。缺點是齒輪承受不平衡的徑向液壓力,軸承磨損嚴重,工作壓力的提高受到限制;流量脈動大,導致系統壓力脈動大,噪聲高。內齧合齒輪泵結構緊湊、尺寸小、重量輕,並且由于齒輪同向旋轉,相對滑動速度小、磨損輕微、使用壽命長、流量脈動遠比外齧合齒輪泵小,因而壓力脈動和噪聲都比較小。內齧合齒輪泵允許使用較高的轉速,可獲得較高的容積效率。但是內齧合齒輪泵同樣存在著徑向液壓力不平衡的問題,限制了其工作壓力的進一步提高。另外,齒輪泵的排量不可調節,在一定程度上限制了其使用範圍。

1齒輪泵研究現狀

由于齿轮泵在液压传动系统中应用广泛,因此,吸引了大量学者对其进行研究。目前,国内外学者关于齿轮泵的研究主要集中在以下方面:(1)齿轮参数及泵体结构的优化设计;(2)齿轮泵间隙优化及补偿技术;(3)困油冲击及卸荷措施;(4)齿轮泵流量品质研究; (5)齿轮泵的噪声控制技术; (6)轮齿表面涂覆技术; (7)齿轮泵的变量方法研究; (8)齿轮泵的寿命及其影响因素研究;(9)齿轮泵液压力分析及其高压化的途径;(10)水介质齿轮泵基础理论研究。

提高齒輪泵的工作壓力是齒輪泵的一個發展方向,而提高工作壓力所帶來的問題是:1)軸承壽命大大縮短;2)泵泄漏加劇,容積效率下降。産生這2個問題的根本原因在于齒輪上作用了不平衡的徑向液壓力,並且工作壓力越高,徑向液壓力越大。

目前,國內外學者針對以上2個問題所進行的研究是:1)對齒輪泵的徑向間隙進行補償;2)減小齒輪泵的徑向液壓力,如優化齒輪參數、縮小排液口尺寸等;(3)提高軸承承載能力,如采用複合材料滑動軸承代替滾針軸承等。但這些措施都沒從根本上解決問題。

2齒輪泵研究進展

2.1外齧合齒輪泵

外啮合齿轮泵是应用较广泛的一种齿轮泵(称为普通齿轮泵),其设计及光棍电影天堂网技术水平也较成熟。多采用三片式结构、浮动轴套轴向间隙自动补偿措施、铝合金壳体径向“扫膛”工艺,并采用平衡槽以减小齿轮(轴承)的径向不平衡力。目前,这种齿轮泵的额定压力可达 25 M Pa。但是,由于这种齿轮泵的齿数较少,导致其流量脉动较大。

2.2衛星齒輪泵

爲了減小普通齒輪泵的流量脈動,作者研制了一種衛星齒輪泵(或稱多齒輪泵,複合齒輪泵)。衛星齒輪泵的結構原理,在殼體中安裝1個中心輪,在中心輪的周圍均勻布置3個衛星輪。殼體的前部安裝1個前端蓋,其上布置有進液口,殼體的後部安裝1個後端蓋,其上布置有出液口。中心輪由2個中心輪軸套支承,每個衛星輪分別由2個衛星輪軸套支承。


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