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齿轮泵实用化的关键问题

发布日期:2017-05-26 点击: 次

齿轮泵采用一对共扼的齿轮作为转子,当泵内腔半径一定时,齿轮泵相对普通圆齿轮泵的排量,可以增大4倍以上,因此是一种大排量轻质量的高性能泵。但齿轮泵在排量增大的同时流量脉动也随之增大,导致其振动和噪声大幅提高,无法正常应用,因此有效地平抑流量脉动成为制约齿轮泵实用化的关键问题。
采用3个齿轮转子串联的结构,通过两个排油腔流量互补,使总输出流量脉动减小;另外,他还提出将两个卵形齿轮泵并联的方案,其本质也是通过流量互补实现平抑效果,这两种方法在降低脉动的同时还可增大排量图,对齿轮泵的性能提升具有积极的意义,但引入新转子后,泵结构变得复杂,制造难度加大,整体质量也随之上升。林超等人因提出了高阶锥齿轮泵,通过对比发现该泵相对于圆柱齿轮泵和非圆柱齿轮泵的排量最大,但并没有对其流量脉动进行平抑。除此之外,众多学者针对普通圆齿轮泵,提出通过改变齿数、压力角、齿高等几何参数或采用弧齿口、斜齿圈及非对称齿网等特殊齿形的方法来减小齿轮泵的流量脉动,但齿轮泵的脉动主要来源于转子的节曲线形状,这些方法的效果将十分有限。因此本文作者根据齿轮泵的流量特性,提出在不改变泵体结构的基础上,通过增加非圆齿轮变速机构实现流量脉动平抑的方案,最终实现更加平稳的流量输出。
通过非圆齿轮驱动齿轮泵进行流量脉动平抑,相对多齿轮泵或并联齿轮泵,具有结构简单、工作可靠、流量更加平稳的优点;基于齿轮的脉动平抑机构中,平抑用齿轮的阶数与泵中齿轮转子的阶数相同,平抑后流量脉动频率增加一倍,阶数对流量脉动幅值无影响;对于偏心率确定的齿轮泵,可选择偏心率是其一半的齿轮副进行脉动平抑,平抑后流量不均系数随齿轮转子偏心率的增大而增大。
 

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