齿轮泵的工作效率分析和研究

时间:2017-08-03 09:55 作者:亚兴工业泵阀 点击:

  当前,国内外学者对齿轮泵的分析和研究主要集中在以下方面:(1)泵的优化设计,其设计目的是减小齿轮泵的体积,通过齿轮参数如齿数、模数、压力角和变位系数等参数的改变,使齿轮泵体积*小;(2)泵的噪声产生原因以及减小噪声方法的研究;(3)齿轮泵流量特性分析的研究;(4)减少斜齿齿轮泵流量脉动的研究:(5)高压齿轮泵的研究及泵内部液体压力的分析研究;(6)齿轮泵的变排量或变流量技术研究;(7)齿面整体涂覆技术的研究;(8)多联集成啮合齿轮泵的研究及应用:(9)影响齿轮泵工作寿命的因素,以及延长寿命方法的研究;  (10)困油特性分析及其卸荷技术研究;(11)水压齿轮泵的理论分析及实践研究;(12)对齿轮泵端而间隙的优化及其补偿方法研究。
齿轮泵作为一种常用的液压动力元件,被广泛应用十各种液))、系统中,其工作时工作油液的可压缩性很小。三种状态呈现了齿轮泵的啮合过程,后一对齿轮进入啮合状态后,过程是齿轮泵困油的压缩阶段,在这个阶段里密封容积由大变小,密封油液的压力受到轮齿挤压而急剧升高,从而远远超过齿轮泵泵的输出压力,因此产生冲击载荷对齿轮泵造成破坏;在齿轮泵过程中,密封容积由小变大,此为齿轮泵困油的膨胀阶段,在这个阶段里由于密封腔中的体积变大,而油液得不到及时的补充,因此可能会产生气穴,形成局部的真空。
近30年来学术界对直齿轮泵的困油现象做了大量研究,例如CB型泵的前、后盖上都铣有两个卸荷槽,其中一个与泵的排油腔相通,另一个’:泵的吸油腔相通。利用卸荷槽结构来消除困油现象,卸荷槽的结构不同,对齿轮泵的影响也相去甚远。如果两卸荷槽之间的距离太大,则起不到减弱或降低困油危杏的作用;相反如果该距离太小,则困油区将高、低压串通,破坏了液压泵的工作条件。所以合理的设计卸荷槽的尺寸,对提高齿轮泵工作效率有着重要的作用。
液压齿轮泵中的流体运动情况相当复杂,严重影响着齿轮泵的能量利用率、噪声及散热等性能,因此对齿轮泵流场的研究应引起人们的高度重视。近些年来,计算流体动力学(CFD)仿真技术得到了快速发展并应用在了众多领域,例如对液压系统及液压元件内部流场的仿真研究己取得有很好的效果。不仅如此,通过CFD技术还可以在搭建物理模型前分析研究其相关特性;可求解实验及设计中得不到的数据并能提供实验难以测试到的数据,以供模型的数值分析。基于CFD仿真技术的优势,本文采用理论分析的方法对齿轮泵的困油容积进行分析;在此基础上对渐开线外啮合齿轮泵卸荷槽进行改进设计,并采用CFD方法对液压齿轮泵内部流场的分布情况进行仿真试验,得到其结构改进前后内部流场数据,从而判断卸荷槽结构设计的合理性。本课题的研究可以为后续的研究和进一步的优化设计提供宝贵的经验和理论指导,具有重要的意义。这对降低噪声、减少液压泵端面泄漏、提高容积效率和工作压力及延长使用寿命具有重要的意义。
 

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