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高壓齒(chǐ)輪泵

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齒輪泵發展概述

 在(zài)各種液壓齒輪泵(bèng)中,液壓齒輪泵具有結構簡單、緊湊、體積小、重量輕等優點,自吸性能好、對汙染不敏感,工作(zuò)可(kě)靠,使用壽命長,維(wéi)護(hù)方便,成(chéng)本低,而且由(yóu)於齒輪是對稱的旋轉體,它允許高速旋轉等(děng)特(tè)點(diǎn),廣泛應用於機床行業、造船工業、航空工程、農業機械。
齒(chǐ)輪(lún)泵(bèng)發展(zhǎn)的標誌是壓力等級的提高,早期的齒輪泵(bèng)無論是軸向(齒輪端(duān)麵方向)或是徑向(齒輪圓周方向)都是固定間隙式的,壓力低於10MPa。近三十年來,經過(guò)了液壓工作者的(de)努力,如采用軸向、徑向間隙補償等(děng)方法,齒輪泵的壓力(lì)等級明(míng)顯提(tí)高,最高可達31.5Mpa,已擠入中高(gāo)壓行業,改變了過去人們認為齒輪泵隻用於低(dī)壓係統的看法(fǎ)。齒輪泵的主要缺點是壓(yā)力(lì)脈動(dòng)大,高壓下泄(xiè)漏增(zēng)加,如(rú)能得以克服(fú),即表明齒輪泵既保(bǎo)持製造易,成本低的優點(diǎn),又可取代(dài)部分製造較難的(de)泵(如柱塞泵)進一步擴大使用範圍,這顯然會帶來(lái)較大的技術價(jià)值和社會經濟效益的。
各國(guó)對齒輪泵的技術研究在近幾年有了較(jiào)大的突(tū)破,日本ShimazuSeisakusho公司的泵,為使泵的吸油腔與壓油腔有可靠的密封,在端蓋(gài)內開設特形槽,並(bìng)嵌入彈性密封條,使得容積效率(lǜ)高。捷克研製的泵,從(cóng)動齒(chǐ)輪裝(zhuāng)在滾珠支撐上,以保證(zhèng)與主動輪的自定心,且降低噪聲。日本 Saitama Ki Ki 公司的泵,困油容積變(biàn)化小,從而減小壓力脈動,提高工作穩定性。
我(wǒ)國齒輪泵(bèng)發展狀(zhuàng)況(kuàng)為:1)低壓齒輪泵的(de)徑向間隙和軸向間隙為定值,采用間隙密封原理工作,上海機床廠的 BC 型泵和無錫液壓件廠的(de)CB-B 型泵屬於此類泵。2)中高壓泵(bèng)按軸向間隙自(zì)動補償分為(wéi)二種(zhǒng),一種是(shì)浮動軸套型,如長江(jiāng)液(yè)壓件廠(chǎng)的 CB 係列泵和石家莊(zhuāng)煤礦(kuàng)機械廠的YBC 係列;另一種是彈性側板式結構,如榆次液壓件廠的 CB-BF型泵。3)典型的高壓(yā)齒輪泵有長江液壓件廠的 CB-L 型齒輪泵,具有軸向間隙和徑向間隙平衡結構[1]。濟南液壓件廠生產的 CBZ2 係列(liè)高壓(yā)齒輪泵(bèng),采(cǎi)用軸向補償和徑向跟蹤(zōng)補償,縮小高壓區,減小徑向力,現已在中國申請了專利。CBZb 型係列采(cǎi)用齒輪軸向,徑(jìng)向(xiàng)浮動補(bǔ)償,減小齒輪泵固有的徑(jìng)向力,在使用滾動軸承的情況下,達到了高(gāo)壓力,現已在中國(guó)、美國、日本等國家申請(qǐng)了專利。
近年來,隨著齒輪泵(bèng)產量的不斷(duàn)增長,在齒輪泵(bèng)向高壓化、高可靠性發展的(de)推動下,我國齒輪泵技術有了新的發展(zhǎn)和突破。齒(chǐ)輪泵正在向高集成模塊化方向發展,重視環保,發展零泄漏和低噪聲元件,螺紋插裝閥得到廣泛應用,油泵噪聲顯著下降,液壓泵變量的信(xìn)息化、智能化控製已經被普遍采用。日本(běn)、丹麥、美國等國家已有產品出售。可迅速生物降解的流體得到應用,如苯油基和合成脂基的傳動用介質等,以減少汙染。水液(yè)壓傳動得到廣泛重視,日本、芬蘭的(de)科(kē)技工作者(zhě)都做過不少工(gōng)作,日本、丹麥、美國等國家(jiā)已有產品出售。我國華中理工大學的周華、李壯雲等教授的(de)海水液壓泵的(de)研究很有意義(yì)。純水液壓泵是近年來又(yòu)重新興起的純水液壓係統中首要(yào)開發(fā)的元件。純水作為液壓泵係統的介質與環境相容,係統簡化安全,抗燃(rán)節能,經濟衛生等綠色特征,滿足人們對人類可持續發展的(de)需要(yào)。丹麥的Danfoss 公司是水液壓泵元件供應商的典型代表,其(qí) Nessie 係列水液壓元件已供應市場。德國的 Hanhinc Gmbh 公司與英國Fenner 公司也有係列水液壓泵元件供應(yīng)市場。我(wǒ)國的華東科技大學等已取得相當的發(fā)展。
CAD 設 計 使(shǐ) 人(rén) 工 設 計 方 式 變(biàn) 為 自 動 化 和 半 自 動 化 方 式 , 尤 其是CAD/CAM/CAPP 的推(tuī)廣和應(yīng)用使液壓技術得到(dào)迅速發展。近十年來,工作站和PC 機的(de)廣泛普及,在國(guó)外,液壓CAD 的應用對提高設計質量,加快設計速度,促進(jìn)液壓產品更新換代起到十分重要的作用,在二維工程成果圖形處理,三維幾何造型和工程分析(xī)中(zhōng)取(qǔ)得(dé)不(bú)少成果。九十年代液壓(yā) CAD 技術的發展更加迅速,液壓技(jì)術發展的下一個長遠目標是:利(lì)用 CAD 技術全麵支(zhī)持液壓產(chǎn)品從概念設計,外觀設計,性能設計,可靠性設計到零部件詳細設計全過程,並把計算機輔助設(shè)計(CAD),計算機輔助分析(CAE),計算機輔助工藝規劃(CAPP),計算(suàn)機輔助檢測(CAI),計算機輔助測試(CAT)和現代管理係統集成在一起,建立計算機(jī)製造係統,使液壓設計與(yǔ)製造技(jì)術有一個(gè)突破性的進展。
縱觀齒輪泵的發展,我(wǒ)們會看出:從齒輪泵的(de)泄(xiè)漏補償技術上看,外齧合齒輪泵的發展經曆了:無補償→軸向補償→軸向和徑向同時補償的過程。從減小徑向力的措施上(shàng)看,齒輪泵的發展經(jīng)曆了:擴大高壓區→擴大低壓區,並利用徑向浮動補償力達到受力平衡的過程,因而大大改善了齒輪泵的受力情況,明顯提高了齒輪泵的使用壽命(mìng)。從壓力等級的發展來看,齒輪泵的發展經曆了低壓→中高壓→高壓的過程。
自液壓(yā)技術應用以來,齒輪泵高壓的研(yán)究從未間斷過。但由(yóu)於壓力升高,齒輪(lún)泵的效率降(jiàng)低,內泄漏增加,而這將直接影響到液壓技術的發展和(hé)普及,同時,由於高壓油從一切可(kě)能泄漏的(de)間隙擠出去,造成功率損失,油溫發熱,並將引起很大的振動和噪聲,嚴重影響油泵的工作穩定性和使用壽命(mìng)。效率為係統輸出與輸入功率之(zhī)比,是衡量係統工作(zuò)時能量利用情況的主要指標。因(yīn)此從節能的角度出發,研究分析液壓係統效率,提高能量的利用率(lǜ),有(yǒu)著積極而(ér)深遠的意義,液壓係統效率包括容積效率和機械效率,而容(róng)積效率主要體現為泄漏。因此有必(bì)要對泄漏產生的機理,原因及其(qí)控製加以分析。

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