新型内啮合齿轮油泵的特性分析.doc

新型内啮合齿轮油泵的研究 PAGE 7 新型内啮合齿轮油泵的研究 机自022(025370) 刘浩 摘要：本文简要分析了新型内啮合齿轮油泵的国内外现状，并简要介绍了内啮合齿轮油泵的工作原理，结构特点和内啮合齿轮油泵常用的齿廓曲线，然后重点研究了圆弧摆线齿轮油泵，最后展望了新型内啮合齿轮油泵的发展趋势。 关键词：新型内啮合齿轮油泵,齿廓曲线,圆弧摆线 1内啮合齿轮泵的国内外现状综述 1.1齿轮泵简介 液压传动系统中使用的液压泵是一种能量转换传递装置，能把驱动它的原动机的机械能转换成油液的压力传给液压系统工作，是液压系统中的能源装置。目前液压泵中按其主要运动构件的形状和运动方式来分，有齿轮泵、螺杆泵、叶片泵、轴向柱塞泵、径向柱塞泵等类型。齿轮泵以其结构简单紧凑，体积小重量轻，自吸性能好，对污物不敏感，工作可靠寿命长，便于维护修理，成本低，广泛地应用在各种液压机械上，又因齿轮是对称的螺旋体，故允许高速旋转，最大工作压力可达31.5MPa[1]。 齿轮泵的分类： 按齿轮泵啮合形式分：（一）外啮合式，（二）内啮合式。 按齿形曲线分：在外啮合齿轮泵中齿轮的齿形曲线一般都采用渐开线齿形或圆弧齿形，在内啮合齿轮泵中，除了可采用渐开线齿形外，还可采用摆线齿形。 按齿面形式分：（一）直齿齿轮式，（二）斜齿齿轮式，（三）人字齿轮式,（四）圆弧齿面的齿轮式等。其中斜齿、人字齿、圆弧齿与直齿相比，啮合性能好一些，啮合无声、无撞击、寿命较长，但由于斜角不能太大，故对流量的波动性的改善不很显著，如果斜角太大，会使吸压油腔相通，所以应用不多。 按啮合齿轮的个数分：（一）二齿轮式，（二）多齿轮式：多齿轮组成并联的多个齿轮泵，能同时向多个执行元件供给压力油，多齿轮也可组成串联的多个齿轮泵，以使液体获得更高的压力。 按级数分：（一）单级齿轮泵，（二）多级齿轮泵，即将多个齿轮泵串联而成，可使输出液体的压力增高。 目前，齿轮泵的流量范围为q=2.5~750 L/min， 压力范围为P=0.1~31.5 MPa， 转速范围n=300~4000 r/min， 高速时（如应用在飞机上）可达8000 r/min， 容积效率为，总效率为η=0.15~0.92[2]。 1.2内啮合齿轮泵的国内外现状 目前液压泵中常用的是外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。外啮合齿轮泵应用甚广，其制造工艺比内啮合齿轮泵简单。内啮合齿轮泵的制造虽然比外啮合齿轮泵复杂，但是在相同的外廓尺寸下，它的排油量大，因此，它具有体积小、流量大、结构紧凑等优点，特别是可以采用较大面积的吸油窗口，因而吸入性能好，允许高转速，高压力，另一重要因素是流量脉动小，一般外啮合的流量脉动率δex =0.12~0.20，而内啮合的δix = 0.08~0.10，甚至更低，因而一般内啮合的齿轮泵的噪声要比外啮合的低5~10 bB。正因为内啮合齿轮泵有如此多的优点，特别适用于运送流体物料及高粘度的液体，因此被广泛应用于石油化工、轻纺、矿山、冶金、制药及食品工业。 在工业发达国家，内啮合泵的产量占很大比例，有些国家如美国内啮合齿轮泵的产量与外啮合齿轮泵的产量接近1：1，近年来，国际上各类内啮合齿轮泵发展迅速，仅齿形就有渐开线、正弦曲线、圆弧摆线、次摆线、对数螺旋线等前景十分广阔。而我国内啮合齿轮泵的产量不大，且其寿命和性能不能达到国外同类产品的水平，目前国内生产的各种工业泵，对输送介质比较严格，只能输送具有润滑性能、粘度和压力都比较低的介质，而国内的许多行业如石油化工、颜料、食品、肥皂、洗涤剂及制药等行业输送的介质为高粘度、低润滑或无润滑性，具有腐蚀性等特点，国内尚无一种理想泵来完成输送任务。现有的齿轮泵、凸轮泵在使用中存在寿命短、噪声高等缺点，单螺杆泵不仅价格昂贵，且适应的介质具有局限性，因此，国内一些行业长期进口，但因定货周期长，售后服务不及时，给生产带来了困难。 内啮合齿轮泵在我国的石化行业中得到了大量的应用，例如用于粘度较高的树脂，腈纶原料的生产，特别适用于输送有计量精度要求的高粘度流体，以上海金山金阳腈纶厂为例，内啮合齿轮泵主要用于化工车间和纺丝车间，用来输送化工原料和纺丝原液等，使用压力范围为0.3—3Mpa，流量范围为0.08—275，粘度范围为11—4000cp，共需要不同系列的内啮合齿轮泵一百多台。目前石化企业所用内啮合齿轮泵大都由国外进口，每台约3—20万元。如果全靠进口，价格相当昂贵，少量企业和部门使用现有的低性能、低寿命的国产泵，存在故障多、调换频繁等问题，影响生产和产品质量，可以说，目前国内还没有符合化纤生产工艺要求的内啮合