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齿轮泵的径向不平衡力及耐磨性能

发布日期:2017-02-11 点击:

一般情况下,齿轮的齿顶圆与泵体内壁之间存在间隙,导致径向泄露,从压油口到吸油口的范围内,齿轮所受径向压力是逐渐减小的,径向不平衡压力产生了径向液压力,同时齿轮啮合产生啮合力,两者的合力作用在齿轮和齿轮轴上,使之承受径向不平衡力,而径向不平衡力与工作压力成正比,故齿轮上所受径向不平衡力导致其与泵体内壁产生摩擦,造成泵体内壁的磨损,而齿轮轴所受径向不平衡力导致轴承因承受不平衡力而加剧磨损,降低轴承的使用寿命。

泵齿轮与泵体、泵齿轮与泵齿轮之间留有较小的间隙。当齿轮沿图示箭头所指的方向旋转时,在轮齿逐渐脱离啮合的左侧吸液腔中,齿间密闭容积增大,形成局部真空,液体在压差作用下进入吸液室,随着齿轮旋转,高粘度液体分两路经泵齿轮与泵体之间的容腔被泵送到右侧排液腔,在排液腔中两齿轮逐渐啮合容积减小,齿轮间的高粘度液体被挤到排液口。各种类型的高粘度齿轮泵其在结构上存在着差异,但是其工作原理是相通的,都是依靠泵齿轮相互啮合所引起的工作容积变化来输送液体。高粘度齿轮泵主要用于高粘度液体的输送和增压。具有结构紧凑、运转可靠、容积效率高、输送介质粘度范围宽等优点。高粘度齿轮泵作为石化和纺织行业生产线上的关键设备,无故障、稳定长周期运转对整个生产线的连续稳定,提高生产效率和经济效益具有重要意义。

为了减小径向不平衡力,一般采用缩小压油口的方法,使压油腔的压力仅作用在脱离啮合的一对或两对轮齿的范围内,并且尽量使压油出口接近脱离啮合的那一对轮齿,同时,适当增大齿顶与泵体内壁之间的间隙,确保齿顶不与泵体内壁发生摩擦,减小泵体和轮齿的磨损。

泵体所受激励力有三个:l)由轴承传递的齿轮啮合力;2)齿轮的径向不平衡力;3)安装处传递的外界激励,其中,齿轮的啮合力和径向不平衡力已经计算得到,而外界激励需要实验测得。

齿轮泵的两个啮合齿轮均受到齿轮啮合力和径向不平衡力的影响,并且分别由各自的轴承传递给齿轮泵的泵体,由于泵体上轴承安装处经过网格划分以后产生多个节点,为了防止施加的激励力失真,通过如下三个步骤创建一个新的节点:1)创建四个轴承安装孔的中心节点;2)将四个中心节点分别与各自所在圆周上的所有节点进行刚性连接(使用rigid功能创建);3)分别在主动齿轮的轴承和从动齿轮的轴承所在的两个孔的中心节点之间创建中点,并分别与对应的孔的中心建立刚性连接,创建的节点166258和166285,将齿轮啮合力和径向不平衡力施加于这两个节点上,可以确保不失真。


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