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浅谈高粘度齿轮泵的轴承材料与技术发展方向

发布日期:2018-10-14 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。与传统的油压泵相比,水具有饱和蒸气压高、空气溶解度低等特性,因此水压泵内易产生由水蒸气引起的空化。水压的轴向高粘度齿轮泵工作过程中缸体的高速旋转及柱塞的往复运动使得水在泵内的流动区域不断变化,水的低豁度使得大部分流动区域呈充分发展的湍流状态,因此水在泵内为复杂的非定常湍流空化流动,难以通过实验手段进行观测。高粘度齿轮泵静密封的材料通常情况下会采用氟橡胶,特殊情况才采用聚四氟材料;机械密封动静环的材料配置较为关键,并不是硬质合金对硬质合金就好,价格高是一方面,两者没有硬度差也并不合理,所以应该根据介质特点区别对待。

高粘度齿轮泵轴承的材料常用工具钢,并经表面硬化处理,以提高它的抗胶合能力。如果输送介质含磨损性颗粒,则应采用很硬的轴承材料,如陶瓷。近年来,GS-1聚四氟乙烯钢铁复合材料被认为是较为理想的滑动轴承材料。它由冷轧薄钢板(基体)、烧结球形多孔青铜粉或铜网(中间层)、聚四氟乙烯(表面层)三层材料复合而成,兼有金属和聚四氟乙烯塑料的优点。在此材料的基础上,上海材料研究所又研制出性能优的SF型三层复合自润滑材料,它以青铜丝网代替青铜粉层,表层的塑料配方经过精心筛选。这种轴承材料耐疲劳、承载能力高、摩擦系数小、使用寿命长,是提高高粘度齿轮泵技术性能的新颖轴承材料。

经过近段时间对于市场数据的观察后我们不难发现,石油和化工行业对高粘度齿轮泵的需求将有较大幅度的增长,特别是对新型大流量、长距离高粘度齿轮泵的需求将激增。这也就对于高粘度齿轮泵的技术提出了高的要求,也在某种意义上了高粘度齿轮泵的技术发展,那么高粘度齿轮泵的技术发展情况是怎样的?根据目前国内外高粘度齿轮泵的行业技术研究方向来看,今后我国的高粘度齿轮泵行业的技术发展情况将主要集中在以下几个方面:

采用轴向排油来减小轴承所受的径向力。受结构的限制,高粘度齿轮泵只能采用径向尺寸较小的滑动轴承。高粘度齿轮泵工作过程中,出口压力作用在齿顶面上,将齿轮向吸油口方向推,引起齿轮轴变形,并使轴承受到很大的径向力。若在轮齿啮合处的轴向两侧布置排油口,则齿顶面可不受出口压力的作用,轴承上的载荷大大减小。而轴承载荷减小30%时,其寿命可延长近3倍。

高粘度齿轮泵骨架油封与密封环之间的前盖回油通道不畅通,造成此处压力升高,从而击穿骨架油封。通过对此处改进后,泵的窜油现象有了明显的改善。绿色、清洁的水液压技术是流体动力领域重要的发展方向,随着环境保护意识的日益增强,水液压传动技术己经在农业机械中得到应用。不锈钢高粘度齿轮泵是水液压系统的核心动力元件,由于轴向柱塞结构的液压泵具有功率高、功率密度大等优势,目前国内外成熟的水液压泵产品主要以轴向高粘度齿轮泵为主。近年来华中科技大学、浙江大学等单位己开展了水压的轴向高粘度齿轮泵的研制工作。

在高粘度齿轮泵流体输送系统中,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。合理确定高粘度齿轮泵的工作转速,使高粘度齿轮泵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,高粘度齿轮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有效手段。


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