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齿轮泵关键技术分析及加工工艺

发布日期:2017-02-21 点击:

水压传动是当前上的一项前沿课题。与油压传动相比,水介质不仅成本低廉,环境友好,不燃,压力损失小,为重要的是,由于水的压缩性较小,故其动态响应比油快,稳定性也比油高,水压伺服系统液压固有频率大大高于油压系统,使被控制对象快速、定位,并且提高了系统工作频率范围。

由于水和油在理化性能方面的重大差异(如腐蚀性、汽化压力、粘度、密度、声速等),使得水压元件的研制同油压元件相比在腐蚀与磨蚀磨损、气蚀冲蚀与拉丝侵蚀、泄漏与效率、振动与噪声等方面存在较大差异,解决的主要措施是选择佳的结构型式、研制的工程材料和采用恰当的加工工艺。

为了适应液压系统的快速响应、小体积、低噪声的发展方向,未来齿轮泵的发展方向是高压化、低流量脉动、低噪声、大排量、变排量。

(1)高压化:高压化是液压系统的要求决定的,也是齿轮泵与柱塞泵、叶片泵相比   解决的问题,齿轮泵的额定工作压力大可达到25MPa,而叶片泵大可达32MPa,柱塞泵大可达70MPa。目前齿轮泵的高压化工作己取得较大进展,但受其本身结构的限制,要想进一步提高工作压力是很困难的,   研制出新结构的齿轮泵。

(2)低流量脉动:流量脉动将引起压力脉动,从而导致系统产生振动噪声。齿轮泵是液压泵中流量脉动大的一种泵。除了前面介绍的措施可以降低齿轮泵的流量脉动外,采用内啮合齿轮泵及复合齿轮泵也是一种有效的办法。

(3)低噪声:随着人们环保意识的增强,对齿轮泵的噪声要求也越来越严格。齿轮泵的噪声主要由两部分组成,一部分是齿轮啮合过程中所产生的机械噪声,另一部分是困油冲击所产生的液压噪声。前者与齿轮的加工和安装精度有关,后者则取决于泵的卸荷是否   。

对于外啮合齿轮泵,要实现   卸荷是很困难的,因此进一步降低泵的噪声受到   的限制。在这方面,内啮合齿轮泵因具有运转平稳、无困油现象、噪声低等特点,今后将会有较大发展。

水压与油压齿轮泵在结构形式上的区别主要是由于水的腐蚀性和低粘度产生的,要减小泄漏和防止腐蚀,   要采取加适应水介质的密封形式。传统的密封形式主要有间隙密封、线密封和组合密封等。

在油压传动技术中,液压元件内部有很多采用间隙配合的运动副,而缝隙量对泄漏量影响极大。因液压油的粘度大,泄漏量可以控制在允许范围之内。而海水、淡水的粘度仅为液压油的1/20~1/40,在其他条件相同的情况下,因粘度的不同,就使水压传动元件的泄漏量达到油压元件泄漏量的20~40倍,这将使元件的容积效率降低而达不到预期的指标。如果使水压传动元件和油压传动元件的泄漏量相等,水压元件内部的配合间隙只能为油压元件配合间隙的0.29~0.368倍。通常油压传动元件的配合间隙大都在0.015~0.025mm左右。照此推算,水压传动元件的配合间隙大约只有0.004~0.009mm。如此小的配合间隙,不仅给零件的加工带来很大的难度,而且工作时极易出现堵塞、卡死现象,特别是当间隙减小时,在相同的压差作用下,缝隙处的流速高,出现拉丝冲蚀现象,而导致元件很快失效。所以当采用的侧板材料硬度较小时,很容易产生拉丝冲蚀。另外,当压力较大时,要保证较高的容积效率,   采用浮动侧板、浮动轴套等压力补偿的办法,来减小端面间隙。本论文研究的齿轮泵为低压泵,所以,采用间隙密封。


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