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高粘度齿轮泵研究现状

2017-03-09 14:51:17

因为高粘度齿轮泵输送介质粘度较高,所以在输送过程中液体内粘性摩擦较为严重。因此   保证高粘度齿轮泵的磨损性零件应保持较高的硬度和耐磨性,其次,还   保证其密封   可靠。

高粘度齿轮泵齿轮常见的有直齿轮、斜齿轮、人字齿轮三种。直齿轮加工方便,成本低,后几种齿形的高粘度齿轮泵的输出压力及流量脉动较小,运转平稳性较好,但制造加工较为困难。高粘度齿轮泵用来输送高粘度液体,其工作压力通常为1.0-1OMPa,广泛应用于石化、纺织、食品、涂料等行业。从普通的液压齿轮泵到高粘度齿轮泵,其设计制造难度是随着工作条件的苛刻程度而不断升级。这体现在以下几个方面:齿轮转子啮合型面的设计分析;高粘度介质条件下齿轮转子的力学分析;齿轮转子参数的优化设计;泵体结构、滑动轴承、润滑、密封以及驱动装置的设计;加工技术以及高粘度齿轮泵的综合性能试验等。

1、高粘度齿轮泵现状

对高粘度齿轮泵进行了大量的研究开发工作。   、瑞士、德国以及日本等   都先后开发出了各自的系列产品,特种齿形高粘度齿轮泵以   Viking内啮合齿轮泵和日本大晃株式会社的外啮合齿轮泵较为   。高参数的聚合物输送用齿轮泵则以   的聚合物设备公司(POLYMEREQUIPMENTC0.)和瑞士玛格公司(MAAG)的不带同步齿轮的产品居      水平,前者采用的是整体型无空刀槽人字齿轮,后者采用的是单斜齿。   聚合物设备公司的产品排量可达5600m1/r,输送介质粘度可达2XlOsmm²/s,工作温度可达2380C,出口压力可达4.2MPa。值得一提的是,根据理论分析及大量的试验,对设备在各种不同工况下的运行性能进行了系统的研究,为高粘度齿轮泵的设计及选型提供了可靠的依据。目前,在我国销售的高粘度齿轮泵主要为瑞士MAAG,日本岛津和大晃,德国BARMAG等公司所生产。其中Maag公司主要生产高粘度齿轮泵和熔体过滤器。

其产品规格齐全,技术力量,为市场上的   者。其高粘度齿轮泵的   大流量能够达到114t/h。岛津主要从事化工测试仪器分析、设备、环保设备的研制,高粘度齿轮泵只是其机械产品部下面的一个分支。BARMAG主要从事纺织、设备的研制。总体来说,瑞士MAAG泵体积小巧,工作效率高、能耗小;日本岛津泵、大晃泵相对来说体积较大;德国BARMAG泵则介于它们之间。

2、国内高粘度齿轮泵现状

许多年来,国内的专家、学者侧重于液压齿轮泵的研究,对其做了大量的研究工作,而对高粘度齿轮泵的研究却显得不够,这造成了目前石化、纺织等行业关键设备上的高粘度齿轮泵很大程度依赖的严重局面。但这已经引起了国内有关专家、学者的重视。这些专家、学者己对高粘度齿轮泵展开各项研究并已取得了   的研究成果。为了配合高性能、高粘度齿轮泵的开发,根据高粘度齿轮泵的工作条件、应用场合和加工条件,构建了一个多目标的优化设计数学模型,并采用约束变尺寸法进行优化计算。计算结果表明,采用此种优化设计数学模型得到的优化结果与高粘度齿轮泵的实际参数基本吻合。分析了高粘度齿轮泵的结构特点,总结了高粘度齿轮泵齿轮的几何尺寸计算方法以及高粘度齿轮泵的关键制造技术。分析了高粘度外啮合齿轮泵的结构及特性,找出了一种的性能分析理论,从而为研究、开发、设计、制造高粘度齿轮泵提供了参考。分析了目前我国石化行业用于输送高粘度液体的高粘度齿轮泵的结构和性能特点,从多个方面指出了高粘度齿轮泵的发展方向,为研究开发适合我国石化生产条件的高粘度齿轮泵,提高现有高粘度齿轮泵的性能和寿命提供了参考。

在对高粘度齿轮泵进行性能试验的基础上,建立了计算内啮合高粘度齿轮泵的   转速、功率、效率等的经验公式,为高粘度内啮合齿轮泵的设计制造提供了   的参考依据。对高粘度齿轮泵的故障类型、故障成因以及对故障的预防对策进行了深入的理论分析及探讨,为高粘度齿轮泵的性能、使用寿命与经济效益提供了参考。此外,针对现有高粘度齿轮泵结构单一、径向力不平衡、轴承受力大造成磨损严重、流量及压力脉动大等问题,综合行星传动及齿轮泵原理,提出了将外啮合与内啮合两种结构相结合,构成高粘度复合齿轮泵的设想,并且提出了此种齿轮泵理论排量的计算公式。研究表明这种齿轮泵的高低压腔对称,泵齿轮与轴受力平衡,具有内泄漏小、轴承及泵的寿命长、输出排量成倍增加等优点,其产业化前景良好。提出了全齿廓啮合齿轮泵,大幅提高了啮合副的密封性能,避免了齿轮接触时齿间封闭空间的形成,达到自清根的目的,从而满足齿轮泵输送高粘度聚合物的需要。提出了聚合物输送用高参数齿轮泵的设计程序,关键参数的设计计算方法,以及结构设计的关键技术。

此种高粘度齿轮泵的特点是:输送介质粘度高,粘度范围大;正常工作时,泵齿轮齿面不接触,传动是通过同步齿轮啮合来实现的;泵齿轮为特殊齿形,模数大、齿数少、螺旋角大,呈“人字”形布置,设计研制难度大。该泵属于大型齿轮泵,采用机械密封,密封性好,单转排量大。该齿轮泵研制的难点是齿形设计难度大,其特殊齿形设计既要解决少齿数齿轮的干涉问题,又要保证齿轮泵的单转排量尽可能大;其次,刀具设计制造及泵齿轮制造难度大,对于大模数、少齿数、大螺旋角泵齿轮的刀具不易设计和制造出来,对加工机床有特殊要求,并要求采用合理的加工工艺,其泵壳体上下孔位同轴度及平行度要求高,因此键孔加工难度相当大,另外齿轮泵装配调整也是难点之一。

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