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齿轮泵的设计制造环节及故障解决方法

时间:2018-11-18 08:56 作者:东森泵业

齿轮泵作为一种能量转换的通用机械,以其转速快、体积相对较小、重量轻、、流量、扬程及性能范围较广,结构简单、性能平稳、容易操作和维护等优点,广泛应用。但是随着高流量、高扬程齿轮泵的应用,对齿轮泵的性提出了加高的要求,因为齿轮泵性原因可能导致泵运行不良,甚至造成事故,给企业造成巨大的经济损失,因此对齿轮泵性的研究成为齿轮泵设计中的环节。

当齿轮泵启动后,泵轴带动叶轮一起作高速旋转运动,迫使预先充灌在叶片间液体旋转,在惯性离心力的作用下,液体自叶轮中心向外周作径向运动。液体在流经叶轮的运动过程获得了能量,静压能,流速增大。当液体离开叶轮进入泵壳后,由于壳内流道逐渐扩大而减速,部分动能转化为静压能,后沿切向流入排出管路。当液体自叶轮中心甩向外周的同时,叶轮中心形成低压区,在贮槽液面与叶轮中心总势能差的作用下,致使液体被吸进叶轮中心。依靠叶轮的不断运转,液体便连续地被吸入和排出。

齿轮泵设计和制造环节

1、水力设计。

(1)合理地设计叶轮及流道,使叶轮内少发生汽蚀和脱流;合理选择叶片数、叶片出口角、叶片宽度、叶片出口排挤系数等参数,扬程曲线驼峰;合理设计泵叶轮出口与蜗壳隔舌的距离,有资料认为该值为叶轮外径的之一时,脉动压力小;把叶片的出口边缘做出倾角,来减小冲击;叶轮与蜗壳之间的合理间隙等等措施,来提高泵的运行的稳定性。同时,对泵的出水流道等相关流道进行优化设计,减少水力损失引起的振动,合理设计吸入室,减小压力脉动,可流场稳定,减小能量损失,提高泵运行中动态性能的稳定性。(2)汽蚀振动是泵不稳定的很重要的一部分。当齿轮泵的入口压力低于相应水温下的饱和压力时,会发生伴随剧烈振动的汽蚀。采取各种措施提高泵的汽蚀性能,也是提高泵性的很重要的方法。

2、机械设计。

(1)轴的设计:增加传动轴支撑轴承的数目,减小支撑间距;在适当范围内减小轴长,适当加大轴的直径,增加轴的刚度;当泵轴转速逐渐增加并接近或整数倍于泵转子的固有振动频率时,泵就会猛烈振动起来,所以在设计时,应使传动轴的固有频率避开电机转子角频率;提高轴的制造质量,防止质量偏心和过大的形位公差。(2)轴承的选择:轴承具有良好的润滑性能;合理设计其结构使轴承固定;叶轮密封环和泵体密封环处宜采用摩擦因数小的摩擦副;限制高转速,提高轴瓦承载能力有轴承座的刚度。(3)使用应力释放系统;设计时注意将泵体变形而引起的连接件之间的结构应力及时释放;在泵体地脚螺栓上面增加螺栓套,避免泵体直接和刚度很大的基础接触。

3、制造环节。

泵在制造过程中,对尺寸公差、精度等要求相当,因此在加工过程中要合理的使用各种车床,以加工精度的要求。特别是一些配合面:主轴上包括与叶轮、轴套、轴承、对轮等的配合面;叶轮口环与壳体口环的配合面,这些配合面不但粗糙度要达到要求,而且配合间隙也要达到要求。对主轴的加工要求高,特别是长轴,要轴的同轴度,防止在加工过程中轴变弯或偏心。另外叶轮铸造完毕后要做动平衡实验,合格后方可安装使用,以免因叶轮不平衡而造成齿轮泵的振动。

齿轮泵漏油原因:

零部件制造质量的影响

1、油封质量。

如油封唇口几何形状不合格,缩紧弹簧太松等,造成气密性试验漏气,齿轮泵装入主机后窜油。此时应更换油封并检验材质及几何形状(国产油封与油封相比质量差距较大)。

2、齿轮泵的加工、装配。

如若齿轮泵加工、装配有问题,致使齿轮轴回转中心与前盖止口不同心,会造成油封偏磨。此时应检查前盖轴承孔对销孔的对称度、位移量,骨架油封对轴承孔的同轴度。

3、密封环材质及加工质量。

若存在此问题,致使密封环产生裂纹和划伤,造成二次密封不严甚至失效,压力油进入骨架油封处(低压通道),因而油封窜油。此时应检查密封环材质及加工质量。

4、变速泵的加工质量。

从主机厂的反馈信息,与变速泵组装在一起的齿轮泵油封窜油问题较严重,因此变速泵的加工质量对窜油也有较大的影响。变速泵装在变速箱输出轴上,齿轮泵又通过变速泵止口定位而装在变速箱输出轴上,如果变速泵止口端面对齿轮回转中心的跳动超差(垂直度),也会使齿轮轴回转中心与油封中心不重合而影响密封。变速泵加工、试制过程中,应检查回转中心对止口同轴度及对止口端面的跳动。

5、CBG齿轮泵骨架油封与密封环之间的前盖回油通道不,造成此处压力升高,从而击穿骨架油封。通过对此处改进后,泵的窜油现象有了明显的。

齿轮泵故障解决方法:

1、根据季节温度的高低添加或更换符合要求牌号的润滑机油,以齿轮泵轴承或驱动部分的润滑,取出油管内的异物,上紧接头处的螺栓或螺母;

2、更换老化或损坏的齿轮泵骨架油封或“O”形密封胶圈;

3、更换磨损的齿轮泵轴套,磨损轻微时在平板上将端面磨平整。其不平度允许误差0.03mm;上轴套端面低于泵体上平面(正常值低于2.5~2.6mm),如超差时应在下轴套加0.1~0.2mm铜片来补偿,安装时则应套在后轴套上装入;

4、卸荷片和密封环装在进油腔,两轴套才能保持平衡。卸荷片密封环应具有0.5mm的预压量;

5、齿轮泵的导向钢丝弹力应能同时将上、下轴套朝从动齿轮的旋转方向扭转一微小角度,使主、从动齿轮两个轴套的加工平面紧密贴合;

6、齿轮泵轴套上的卸荷槽装在低压腔一侧,以齿轮啮合时产生的闭死容积;

7、压入自紧油封前,应在其表面涂一层润滑油,还要注意将阻油边缘朝向前盖,不能装反;

8、“右旋”泵不能装在“左旋”机上,否则会冲坏骨架油封;

9、在装泵盖前,须向泵壳内倒入少量机油,并用手转动啮合齿轮;

10、在装好齿轮泵盖未拧紧螺栓之前,应检查泵盖和泵体之间的间隙,是否在0.3~0.6mm之间,若间隙过小,应更换大密封圈和卸压件。液压油泵装好后,应转动灵活无卡滞现象。