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浅谈YCB齿轮泵的性能影响因素与结构设计

发布日期:2018-05-14 点击: 次

为使YCB齿轮泵的承压能力更大化,这些配合部件之间的间隙必须愈小愈好以限制内漏。但是,只是缩小间隙并非说起来那样简单,也必须考虑其它因素如温度、粘度和选材。有内泄漏并非全是坏事。在YCB齿轮泵中,有些内漏是必须的,用来润滑内部通路,并在滑动轴承内形成液膜以动态支撑齿轮轴。正确的设计应该是,内泄漏量是流量的1~3%。材质选型中非常重要的。常用来输送高腐蚀性、磨蚀性或易变性流体。泵壳、轴和轴承材质首先要与泵送液体相匹配。当再额外考虑高温时,YCB齿轮泵的设计变得更加复杂,甚至需要考虑各种不同材料的热膨胀性。

很多场合下,YCB齿轮泵不只是简单地输送常温低压的油类介质。

当需要35公斤以上的压力,或者300摄氏度的高温,又或者粘度高达几十万或几百万厘泊时怎么办?也许有些泵专门设计或修改现有设计,可以满足其中一或者两个要求,但当工况需要泵满足全部这些苛刻条件时怎么办?

这就需要为这些恶劣工况设计的高性能YCB齿轮泵。这种YCB齿轮泵通过专门优化的材质、间隙及设计,可以处理任何一种或所有这些工况。

外立式齿轮泵有两根相同尺寸的啮合齿轮轴。驱动轴连接电机或减速机(通过弹性联轴器)并带动另一根轴。在重载型工业立式圆弧齿轮泵内,齿轮通常与轴为整体(一个部件),轴颈的公差很小。齿轮轴为整体式是为了承受高压高粘度下的高扭矩载荷。四个轴颈处的滑动轴承动态支撑且以泵送介质润滑齿轮轴。

YCB齿轮泵内泄漏途径有四种:

1、齿轮轴颈与轴承之间;

2、齿轮端面与轴承端面之间;

3、齿顶与泵壳之间;

4、啮合齿之间。

如前所述,内部间隙需越小越好以达到较高的压力能力。在高温情况下,由于部件的热胀性,YCB齿轮泵需要在即有的间隙内“膨胀”,这已超出了大多数通用型齿轮泵生产厂家的通常的考量范围。高估材料热胀性会导致泵的间隙太松,而不能产生所需压力;低估热胀性会导致泵在达到过程温度时发生抱死。基于这个原因,为高温或低温设计的泵往往在非设计温度时不能良好的运行。

举个例子,如泵体为316不锈钢,齿轮轴为440B不锈钢,轴承为石墨。316不锈钢热胀率为17x10-6mm/mm/degC,440B是11x10-6mm/mm/degC,而碳是3.6x10-6mm/mm/degC。泵制造商必须有高温时计算泵内间隙的能力。

有三种常用的齿轮形式:直齿、斜齿和人字齿。这三种形式各有利弊,有不同的应用。直齿是较简单的形式,在高压工况下为较优应用,因为没有轴向推力,且输送效率较高。

斜齿在输送过程中的脉动较小,且在较高速度运行时更加安静,因为齿的啮合是渐进式的。但是,YCB齿轮泵由于轴向推力的作用,轴承材质的选用可能会造成进出口压差有限、处理粘度较低。因为轴向力会将齿轮推向轴承端面而摩擦,所以只有选用硬度较高的轴承材质或在其端面作特殊设计,才能应对这种轴向推力。

人字齿是背对背的斜齿形式,能提供比直齿稍低的脉动,且轴向力可被平衡。然而,制造成本高,组装/拆卸困难,因为必须成对安装。在高粘度应用中,液体容易固化,或是在非常大的泵中,这的确是个大的弊端。YCB齿轮泵的运行原理很简单。液体进入YCB齿轮泵吸入端,被未啮合的齿间空穴吸入,然后在齿间空穴内被带动,沿齿轮轴外缘到达出口端。重新啮合的齿将液体推出空穴进入背压处。

理论上说,正位移泵的额定流量和压力无关。但是,容积失效或内泄漏是所有型式的正位移泵所固有的。为了达到高压差和所需额定流量,必须克服这种内泄漏,这也是我们今后所需要重点注意的问题。

 

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