1、YHCB圆弧泵的基本结构和原理
1.1基本结构
YHCB圆弧泵按啮合方式分有外(啮合式)和内(啮合式)两类。以外啮合式圆弧泵为例,该YHCB圆弧泵的基本结构。
在泵壳3中装有一对完全相同且互相啮合的齿轮。其中被原动机带动回转的齿轮1称为主动齿轮,它与主动轴之间用键连接;被主动齿轮带动回转的齿轮2称为从动齿轮,它与从动轴之间或用键连接或滑套在从动轴上。主动轴与从动轴互相平行。主、从动齿轮分别被泵壳和泵的前后端盖所包围,形成密封空间。与吸入口4相通的吸入腔和与排出口5相通的排出腔由啮合的轮齿A、B、C隔离。
1.2工作原理
当主动齿轮按方向顺时针回转时,左侧因齿C逐渐退出啮合,其所占据的齿间容积逐渐增大,压力相对降低,于是液体在吸入液面上的压力作用下,经吸入管和吸入口4流入该齿间。
随着齿轮的回转,一个个吸满液体的齿间转过吸入腔,沿泵壳内壁转到右侧的排出腔,实现液体的输送,当右侧轮齿逐渐进入啮合时,充满齿间的液体即被轮齿不断挤出,并从排出口连续排出。
2、YHCB圆弧泵的困油现象
YHCB圆弧泵的齿形一般都采用渐开线,为了保证齿轮转动的连续和平稳,同时避免吸、排腔相互旁通,其重迭系数E需大于1,即在前一对啮合的轮齿尚未完全脱离啮合时,后一对轮齿已进入啮合,因而就会出现二对以上的轮齿同时啮合的情况,这样就在两啮合线与泵端盖间形成一个封闭空间(称为困油容积),使一部分油液困在其中,随着齿轮的转动,困油容积逐渐减小,直至两对轮齿的啮合点转至对称于节点位置时,困油容积达到最小,在这一过程中,残留在困油容积中的油液被挤压,压力急剧上升(可达排出压力的10倍以上),使齿轮、轴和轴承受到很大的径向力,此时油液将从零件密封面的缝隙中被强行挤出,造成油液发热而加快变质。此过程称为困油压缩过程。
其后,随着齿轮继续转动,困油容积又逐渐增大,直至前一对轮齿脱开啮合为止,在这一过程中,因困油容积中不能及时充入油液而使其内压力急剧下降,溶于油中的气体析出而产生气泡,这些气泡被带到吸入腔,不但妨碍油液充人齿间,而且随压力升高又会消失。结果导致容积效率的降低,产生振动和噪声。这一过程称为因油膨胀过程。
可见,困油现象就是困油容积的变化造成其内压力急剧升降的现象。泵发生因油时,不仅使轮齿和轴承负荷增加而降低泵的使用寿命,油温升高而加快油的变质,而且会导致泵的排量减小,产生振动和噪声,使泵的工作极不平稳。
3、困油现象的解决措施根据困油现象产生的原因,只要能在不使吸、排腔旁通的前提下,设法在困油容积变小时使之与排出腔沟通,增大时与吸入腔沟通,上述因困油而产生的弊端即可消除。具体的方法有多种,现介绍如下:
3.1卸压槽法
这种方法是我国泵类设计所推荐的方法,也是最常用的一种卸压方法。在油泵的两端盖内侧,沿两齿轮节圆公切线方向,相应于吸排腔位置各挖两个凹槽,称为卸压槽。两槽相对于两齿轮中心连线成对称布置,卸压槽的尺寸可按照如下方法计算。
可见,在困油容积达到最小值前或超过最小值以后,不管困油容积是增还是减,YHCB圆弧泵或通过右边的卸压槽把其内的油液引至排出腔,或通过左边卸压槽把吸入腔的油液引入困油容积。这样就消除了困油压缩和困油膨胀,从而达到消除困油现象的目的。
3.2卸压孔法
卸压孔结构。在从动齿轮的每一个齿顶和齿根均径向钻孔,从动轴上切出两条月牙形沟槽,从动齿轮滑套在从动轴上。当困油压缩时,困油容积中的高压油可通过从动齿轮齿顶或齿根的相应钻孔和从动轴上的沟槽引向排出腔;而困油膨胀时,吸入腔的油液则可通过相应钻孔和沟槽引入困油容积,从而消除了困油现象。圆孔中心所处的位置应使圆孔能和从动齿廓的啮合点相切,故其中心应在啮合线上。
3.3修正齿形法
此法为在从动齿轮上加工成当a0=50b角的卸压面(即削瘦齿面),这样,构成困油容积的两啮合线中的后一啮合线就为主动齿轮的齿廓和修正的从动齿轮齿廓的斜面间的很小间隙所代替,使困油容积与排出空间相通,达到卸压的目的。
3.4采用斜齿轮或人字齿轮
困油现象只产生于正YHCB圆弧泵中,当采用斜齿轮或人字齿轮时,齿轮的啮合过程不象正齿轮那样突然作线性接触和突然作线性脱开,而是作点性的逐渐啮合和逐渐退出,因此不会产生困油现象。
采用上述两齿形的泵,泊泰邦具有排量更均匀,运转较平稳和噪声小的优点。但采用斜齿轮,会产生轴向推力,需加设止推轴承;人字齿轮虽然不产生轴向推力,但加工困难、造价高。为此,大排量的YHCB圆弧泵常采用两组斜齿轮组成的人字齿轮。
4、结束语
对于YHCB圆弧泵的困油现象,结合其产生的机理,我们可以采用卸压槽法、卸压孔法、修正齿形法以及采用斜齿轮或人字齿轮的方法来解决,最终实现减小噪声和改善流量均匀性。 |