根据圆弧齿轮泵的设计指导思想,结合国内加工工艺的实际情况,采用大模数、大齿宽、小压力角、少齿数、小间隙、高转速、低轴承负荷的措施,并据此选择泵的各项参数。
在尺寸不变下,油泵的流量和模数、齿宽成正比。一般,齿轮泵齿的模数取3一4,而圆弧齿轮取6.25,如此可增大流量,提高齿轮强度。齿宽的选择,一般推荐为模数的4一8倍,这里取10倍模数,如此可减少漏油,提高泵的效率。
一般渐开线齿轮压力角取20一30,圆弧齿轮取14.50,这可减小径向力和流量的脉动。实践证明,小压力角是确实可行的。根据泵的理论,在其他参数不变下,齿数越少、流量越大。渐开线齿轮在压力角20时, 少的齿数为17;圆弧齿轮泵不存在 少齿数的问题,可取较少的齿数,从而可减小泵的尺寸和机械损失,提高泵的效率。这里取泵的齿数为6。齿轮泵的间隙与其特性有很大的关系,小间隙可提高泵的容积效率,但过小的间隙会降低泵的机械效率。一般,推荐泵的间隙为0.06一0.15mm,根据实际的使用情况,这里取端面间隙为小值,取径向间隙为大值。
泵的流量与转速成正比,高转速有利于流量的提高。根据发动机的要求,取2600r/min,比普通电机泵的15O0r/min高,这有利于减少间隙的泄漏。为了减小轴承的负荷,设计中增加了起卸荷作用的出油槽。
YCB圆弧齿轮泵的齿形设计
齿轮传动是现代机械中应用 广的一种基本传动形式。圆弧齿轮是靠主动轮的轮齿推动从动轮的轮齿以实现传递运动及动力,和渐开线相比,它具有齿数少、不产生干涉、噪声小、接触强度大、寿命长等优点,与相同材质、相同工艺和相同参数的渐开线齿轮相比,其接触强度可提高很多。其次,圆弧齿轮因润滑条件好,接触迹沿齿高滑动速度相同,磨损均匀,传动,制造工艺简单,成本低,有取代渐开线齿轮的发展趋势。
在西欧各国和日本,圆弧齿轮泵已广泛应用于矿山、机械、化工、船舶等行业。我国也已研制出性能好、寿命长、噪声低的圆弧齿轮泵系列,其诱导曲率半径比渐开线齿轮大几倍到上百倍,在抗弯强度方面比相同的渐开线齿轮提高了30%,对提高我国齿轮泵设计水平有非常重要的意义。
(1)用公切线连接凸、凹圆弧的双圆弧齿轮,过渡部分由滚刀的直线刃范成而成。
(2)分阶式双圆弧齿轮,用圆弧连接凸、凹工作齿面,过渡部分呈台阶形。这种工作面之间形成一个较大的空隙,连接形式有修正渐开线、正弦曲线、摆线、双曲线等。
公切线连接的凸、凹面过渡部分齿面之间空隙很小,当工作面稍有磨损,非工作面间空隙逐渐消失,导致非工作面的接触,出现早期的点蚀现象;分阶式圆弧齿轮中,非工作面之间形成了一个较大的间隙,避免了前述非工作面的缺点,另外分阶式圆弧齿轮,增大了凹齿齿根厚度,提高了弯曲强度。在分阶式圆弧齿轮中,正弦曲线连接的周节短,流量大,压力角较小,减少了轴承负荷,所以此处选用分阶式正弦曲线双圆弧齿轮。
圆弧泵的常见故障及输送功能
圆弧泵的常见故障主要是吸入空气是高温,以下介绍排除吸入空气此故障的方法:
1.高温圆弧泵的泵体与两侧端盖为直接接触的硬密封,若接触面的平面度达不到规定要求,则泵在工作时容易吸入空气;同样,泵的端盖与压盖之间也为直接接触,空气也容易侵入;若压盖为塑料制品,由于其损坏或因温度变化而变形,也会使密封不严而进入空气。排除这种故障的方法是:当泵体或泵盖的平面度达不到规定的要求时,可以在平板上用金钢砂按字形路线来回研磨,也可以在平面磨床上磨削,使其平面度不超过5μm,并需要其平面与孔的垂直度要求;对于泵盖与压盖处的泄漏,可采用涂敷环氧树脂等胶粘剂进行密封。
2.高温圆弧泵对泵轴一般采用骨架式油封进行密封。若卡紧唇部的弹簧脱落,或将油封装反,或其唇部被拉伤、老化,都将使油封后端经常处于负压状态而吸入空气,一般可 换新油封予以解决。
输送介质的选择输送介质不仅是能量传递的中介,而且也是润滑、密封及传热介质。输送高粘度液体的圆弧泵应做到在较低的功耗、较少的泄漏、较大的压力下输出 多的流量。液体的粘度反映了介质流动的难易程度,粘度过高会增加内摩擦阻力,降低输出功率,浪费能产品说明书上的规定,尽量使用厂家推荐的流体介质,并注意量,并产生过高的系统温度。在确定所要输送的介质时,应该严格遵循考虑系统的工作温度范围。当希望在某一较宽的温度范围内使用时,输送介质的粘度指数应该高些。
当输送液体的粘度较高,或当系统在寒冷环境工作时, 输送介质能够顺畅地流动。许多油液中含有蜡性成分,它们在低温时很易结晶,输送介质的凝点应该低于预期的 低作业温度。另外,所要输送的介质 与系统中的密封、垫圈、软管等橡胶材料具有相容性,如果两者不相容,那么就得重新确定输送介质。