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齿轮泵轴向间隙补偿控制及浮动侧板的受力分析

内啮合齿轮泵的结构如图1所示,前端盖、前轴承盘、壳体、后轴承盘、后端盖通过螺栓连接在一起,前轴承盘和后轴承盘的轴承孔内装有滑动轴承,用来支承齿轮轴的轴颈,内齿轮安装在壳体内,齿轮副的两侧面裘有浮动侧板,浮动侧板和轴承盘之间装有密封圈和垫片,起到密封背压腔的作用,外齿轮和内齿轮之间通过分体式月牙块隔离高压腔和低压区,月牙块由止动销定位,止动销的两端轴颈插在前、后轴承盘的相应孔内。当ca88会员登录在工作时,高压油进入两个月牙块之间的缝隙,将两个月牙块分别压向外齿轮和内齿轮的齿顶并接触从而实现径向密封,并能起到径向间隙自动补偿的作用。当外齿轮绕其中心顺时针方向旋转时,内齿圈也绕其中心同向旋转,吸油腔的啮合点处由于轮齿脱离啮合而形成真空,油液在大气压作用下进入吸油腔。随着两轮旋转,各齿槽内的油液被带到压油腔,压油腔的啮合点处的轮齿进入啮合导致压油腔容积逐渐变小,油液被排出。

图1:内啮合齿轮泵结构

内啮合齿轮泵结构

浮动侧板内侧和齿轮副、月牙块接触,浮动侧板背面和轴承盘接触,浮动侧板背面、密封圈、轴承盘上月牙形状的凹槽形成了背压腔。浮动侧板上开有和高压腔连通的孔,实现把高压腔的油液引入背压腔。当水泵刚启动或工作压力较低时,通过密封圈弹性变形所产生的压力使浮动侧板紧贴在齿轮副的端面上,当水泵工作压力升高时,浮动侧扳外侧的背压腔内高压油液所产生的压力大于浮动侧板内侧所受到的合力,保证浮动侧板始终贴紧齿轮端面,从而实现轴向间隙自动补偿。


浮动侧扳背压腔内高压油液所产生的压力应该始终比浮动侧板内侧受到的液压力大,以保证轴向间隙能够自动补偿,但背压腔的压力不能过大,否则会导致浮动侧板和齿轮副端面的磨损,使轴向间隙增大,容积效率下降。同时浮动侧板两侧的作用力产生的力矩需要尽量保持平衡,否则会导致浮动侧板倾斜、侧翻,使浮动侧板产生偏磨。因此合理的设计背压腔的形状和位置是实现轴向间隙自动补偿的关键。背压腔的面积固定不变,因此背压腔的合力及其力矩保持不变,而浮动侧板的内侧液压力的合力及其力矩周期性变化,为了确定合适的背压腔的合力及其力矩,ca88手机版厂首先需要计算浮动侧板内侧液压力的合力及其力矩的数值。


根据液压力的类型将浮动侧板划为高压区、外齿轮压力过渡区、内齿轮压力过渡区、外齿轮密封带、内齿轮密封带、月牙块密封带等不同区域,并且由于齿轮不断旋转,各个区域的形状也时刻发生变化。要计算浮动侧板内侧受到的合力,首先需要分析不同区域的压力和面积。


内齿轮和外齿轮相比有以下不同:①内齿轮的轮齿相当于外齿轮的齿槽,内齿轮的齿槽相当于外齿轮的轮齿,因此外齿轮的齿廓是外凸的,而内齿轮的齿廓是内凹的;②内齿轮的齿根圆大于齿顶圆,而外齿轮的齿根圆小于齿顶圆;③为了保证内齿轮齿顶的齿廓全部为渐开线,内齿轮的齿顶圆必须大于基圆;④为了使内齿轮齿顶齿廓不与相啮合的外齿轮齿根过渡曲线发生干涉,内齿轮的齿顶高应当适当减小。

表1:浮动侧板内佣合力交化

高压区

压力过渡区

密封带区

内侧

/N

/(N-mm)

/N

/(N*mm)

/N

/(N*m)

/N

/(N*mm)

0

5909

132851

913

16099

17138

313625

23960

462575

2

5789

130831

1301

20253

17150

314531

24240

465615

4

5472

123940

1303

20811

17200

316824

23975

461575

6

5945

134892

944

12191

17181

317342

24070

464425

8

5755

130523

944

12948

17217

319379

23916

462850

10

5565

126269

945

13482

17153

319224

23663

458975

12

5431

123175

948

13842

17108

319582

23487

456600

14

5376

122035

939

10674

17060

319716

23375

452425

16

5406

122878

943

14693

16873

316879

23222

454450

18

5453

124437

944

15136

16724

315252

23121

454825

20

5491

125908

944

15593

16477

311749

22912

453250

22

5485

126484

945

12680

16657

311000

23087

450164

24

6190

137727

942

13107

16161

307066

23293

457900


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点击次数:  更新时间:2018-03-26 17:35:07  【打印此页】  【关闭