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高粘度齿轮泵的管道内径和轴承设计内容分析

发布日期:2018-10-05 点击:

高粘度齿轮泵的支座或法兰与其驱动电机应采用共同的安装基础,基础、法兰或支座均需具有足够的刚度,以减小齿轮泵运转时产生的振动和噪声。电动机与齿轮泵须用弹性联轴器连接,同轴度小于0.1毫米,倾斜角不得大于1度。安装联轴器时不得用锤敲打,以免伤害齿轮泵的齿轮等零件。若用带轮、链轮等驱动时应设托架支承,以防主动齿轮轴承受径向力。紧固齿轮泵、电动机的地脚螺钉时,螺钉受力应均匀,连接可靠。用手转动联轴器时,应感觉到齿轮泵能够轻松地转动,没有卡紧等异常现象出现,然后才可以配管。

高粘度齿轮泵的吸油管道内径应足够大,并避免狭窄通道或急剧拐弯、减少弯头,去除不的阀门、附件,尽可能地降低泵的安装高度,缩短吸油管道的长度,以减少压力损失。管接头等元件的密封要良好,以防止空气侵入,从而控制气穴与气蚀的发生。在开始运转前,往齿轮泵的壳体内灌满待输送的液体,便于启动。若环境温度低于冰点,应预先向泵内通入热蒸汽,进行预热处理,然后才可启动齿轮泵。齿轮泵的旋转方向要与进、出油口相符。齿轮泵若是次运行,或长期闲置后再使用,好在空载或小负荷情况下先跑合一小时左右。如果在跑合阶段预先觉察出异常温升、泄漏、振动和噪声时,应停机检查。

高粘度齿轮泵的轴承通常采用滑动轴承,并在轴承内壁的非承载面上专门设计螺旋式流道,螺旋槽的旋向与齿轮轴的转向相同。轴承外端与泵的进液口相通,轴承内端的螺旋槽与轮齿根部(真空部位)相通。当轴旋转时,借助螺旋作用及轴承两端的压力差,将轴承外部的低温液体吸入轴承,对轴承进行润滑和冷却后,流入刚脱开啮合的齿间,构成一个润滑充分、散热快的螺旋自吸式低压润滑系统。该润滑方式的优点是:进入轴承的润滑液全部是低温介质,粘性润滑液易于形成承载能力强的动压油膜。大量的润滑液循环不断地带走轴承的热量,对轴承起到良好的润滑和冷却作用。这样由于有充足的液体去填充刚脱离啮合的轮齿根部,大大改善了高粘度齿轮泵的自吸性能,避免了吸空现象,不仅可以提高容积功率,也有利于减轻气蚀、降低噪声。四川省机械研究设计院采用将滑动轴承浸泡在介质中,并通过特殊孔道强制润滑,该技术已在维纶、涤纶、橡胶、树脂、化肥等领域的高粘度齿轮泵上获得成功应用。

随着计算技术的发展,国内外学者开始采用CFD技术研究轴向高粘度齿轮泵内的流动特性:但对高粘度齿轮泵内部空化流动的模拟尚缺少文献报道。本文以水压的轴向高粘度齿轮泵为对象,建立整泵工作过程中空化流动的CFD模型,对泵内的流动过程进行数值模拟,分析泵内空化产生的位置及其对流量和压力脉动特性造成的影响。目前我们所常见到的高粘度齿轮泵其齿轮与轴制成一体,其刚性及可靠性高于齿轮与轴单独制造的高粘度泵。国外低压高粘度齿轮泵的齿轮常采用方形结构,即齿轮的齿宽等于齿顶圆直径。而高压场合使用的高粘度齿轮泵的轮齿宽度小于其齿顶圆直径,这是为了减小齿轮的径向受压面积,降低齿轮、轴承的载荷。

高粘度齿轮泵采用行星齿轮结构平衡径向力。运用齿轮“轮系”的知识,结合高粘度齿轮泵的工作原理,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高粘度齿轮泵。太阳轮与每个行星轮构成外啮合高粘度齿轮泵,内齿轮与每个行星轮则构成内啮合高粘度齿轮泵,一台多齿轮式高粘度齿轮泵的排量相当于两齿轮式外啮合高粘度齿轮泵排量的4^12倍。这种新型高粘度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,提高了高粘度齿轮泵的寿命。


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