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外啮合渐开线齿轮泵困油压力与流量脉动之间的关系

2017-10-31 13:47:49

外啮合渐开线齿轮泵(简称为齿轮泵)是一种用于液压系统泵送工作油液的动力泵,系统质量的好坏与该泵流量脉动有直接关系,较大的流量脉动,会影响到系统的稳定性,并引起噪声、振动等危害。为此,国、内外对该泵的流量特性进行大量的研究。其中,何存兴给出了有、无侧隙和有、无卸荷槽下的瞬时流量图;非渐开线齿形的流量特性;异齿数泵的流量特性,认为主动轮齿数小于从动轮齿数,有利于泵的流量特性;吸油不足对流量特性的影响并加以验证;利用闭合解的方法推导了泵瞬时流量的计算公式;基于Modelica/MWorks软件对泵瞬时流量进行了计算;曾以流量脉动为目标对泵进行了优化设计,则基于泵容积效率分析了泵齿侧间隙与卸荷槽间距的定量关系,以及计算了工作油液高速离心力作用下的容积效率等。由齿轮泵结构所决定的困油现象,转速越高则越严重,阻碍了该泵高速化的进一步发展。困油之于流量脉动的影响,虽已涉及这方面的内容,但基于的假设条件过于理想化,不符合实际情况;另外,粗略提到了卸荷槽的影响,但给出的结果有待斟酌。为此,论文拟就困油压力对齿轮泵流量脉动的影响作进一步的分析;目前,高速化是齿轮泵发展趋势之一,研究高速下较大的困油压力与流量脉动之间的关系,能为高速下的困油卸荷和流量脉动的计算提供理论基础。

大排量高压齿轮泵的轴向密封问题一直是业界的研究热点。高压齿轮泵为提高排量,多采用轴向间隙与径向间隙浮动补偿技术,但是采用的全液压浮动补偿侧板结构的高压、大排量齿轮泵一直存在侧板早期磨损严重,浮动侧板端而密封失效问题。因此,浮动侧板平衡机理的研究成为制约齿轮泵提高额定压力与排量的关键问题之一。

针对高压大排量齿轮泵浮动侧板早期磨损严重的问题,科研工作者展开了大量研究。现有资料表明,高压大排量齿轮泵的研究主要集中在困油、容积效率及变量结构等方而,而针对由主从动齿轮工作腔压力分布非对称性产生的侧板倾覆力矩的研究,己有文献资料却较少涉及。针对侧板卸荷槽结构对困油压力的影响开展了研究。齿轮轴偏心对内部流场的影响并建立了齿轮轴偏心模型。主要针对齿轮泵容积效率开展了。侧板耐磨材料来提高齿轮泵寿命。针对齿轮泵轴向浮动侧板力矩平衡机制改进开展了研究。

针对浮动侧板早期磨损严重导致端而密封失效的问题,本文对齿轮泵内部流场进行解析,分析主从动齿轮工作腔压力场分布非对称性现象,研究浮动侧板端而密封失效机理,旨在为浮动侧板结构优化,提高侧板端而密封性能提供理论依据。