内啮合齿轮泵以其流量脉动小,结构紧凑,重量轻,噪声低和效率高,无困油现象等优点在液压系统中得到不断发展。在设计内啮合齿轮泵时,既要进行齿轮轴强度校核又要进行齿轮轴刚度校核,但根据设计理论和使用经验,齿轮泵在齿轮轴强度满足要求的前提下,齿轮轴刚度是 影响齿轮泵性能的较主要因素。
根据齿轮泵的使用情况分析,齿轮轴径向变形过大,会影响齿轮的啮合精度,增大间隙,影响容积效率和齿轮泵使用寿命。因此,在强度满足的条件下,模拟齿轮轴的实际受力状态建立试验系统,对试验结果与理论计算结果进行比较,得出适用于内啮合齿轮泵、具有工程实用意义的挠度计算公式,显得尤为重要。
影响齿轮泵性能的作用力,主要是 作用在齿轮泵齿轮轴上的径向力,过大的径向力会导致齿轮轴弹性变形过大,导致沿齿宽接触不良而产生偏载,使齿轮的啮合状态恶化,影响啮合的精度。
轴的刚度包括径向变形和扭曲变形,而扭曲变形对泵的性能影响不大,主要考虑 径向变形的影响。刚度校核主要是 校核齿轮轴的径向弹性变形,在计算轴的挠度时,假定:(1)载荷沿齿宽均匀分布在齿轮轴径向上;(2)轮齿部分的变形可以忽略。
齿轮是 齿轮泵的心脏,齿轮参数的设计合理与否,将直接影响齿轮泵的性能如排量、噪声和寿命等。随着齿轮泵日益广泛的应用,用户对齿轮泵的性能和质量提出越来越高的要求,同时市场的瞬息万变要求产品的生产周期越来越短,传统的设计方法存在设计不合理、设计周期长等问题,难以满足当前实际需要。
泊头齿轮泵的体积大小与齿轮泵的排量、噪声和生产成本等直接相关,齿轮泵体积主要取决于齿轮的体积大小,齿轮的体积愈大,齿轮泵的体积也相应愈大,因此在保证排量的前提下,减小齿轮体积是 齿轮泵优化设计的方向。
原因分析及措施
齿轮泵的使用寿命是 指泵体内零部件(密封件除外)损坏或者磨损而使齿轮泵丧失使用功能前的运转时间。影响齿轮泵使用寿命的原因很多,有齿轮泵设计、制造、安装和保养等多方面的原因。
1、联轴器的装配要求
齿轮泵的输入轴不能承受径向力和轴向力,通常采用联轴器联接动力输入。在齿轮泵的安装过程中要注意联轴器安装的精确度。
1)刚性联轴器:两轴的同轴度误差不得大于0.05mm。
2)弹性联轴器:两轴的同轴度误差不得大于0.1mm。
3)两轴的角度误差不得大于1°。
如果装配精度可靠,则齿轮泵在工作时产生的离心力就在设计允许范围内,可以保证齿轮泵的正常使用。反之就将使齿轮泵承受超出设计规定的外力,致使泵体经常磨损,缩短齿轮泵的使用寿命。
2、联轴器使用要求
泵轴与联轴器装配过程中的偏差随着齿轮泵转速的提高,离心力加大,使联轴器的变形加大,而联轴器的变形加大又使离心力再加大,形成恶性循环,较终导致齿轮泵的泵轴摆转,振动和噪声加大,从而影响齿轮泵的使用寿命。因此设计和制造时,对泵轴与联轴器的同轴度要求要有严格的规定,对采用传动轴作为动力的传递结构形式,中间必须增加支撑,将径向力消除在齿轮泵外。另外,在使用过程中应经常检查联轴器销是 否松动,随时紧固,对磨损的橡胶圈要及时进行更换。
3、负载情况下突然启动或停止
当液压系统有负载时,如果高压齿轮油泵突然启动或停止,在控制系统开启的瞬间,由于负载的作用,液压系统中会形成相当大的压力,该压力反作用在齿轮泵上。由于液压系统的溢流阀的反应时间与压力作用在齿轮泵上的时间基本相同,不能形成保护,而该反方向压力的作用时间极短,对齿轮形成1个冲击,给齿轮泵轴造成较大伤害。所以液压系统有载荷时要避免突然启动或停止,使用前要检查溢流阀的开启情况,严禁在溢流阀关闭的情况下启动齿轮泵。
4、冷液压系统加负载运行
液压油在低温条件下,流动性较差,加载后会使齿轮泵内缺油,产生抽空现象(空气被吸入),在液压油中产生大量的气泡,而油中的气泡对液压系统的危害是 相当大的。
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