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齿轮泵

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齿轮泵轴承寿命提高措施和零部件维修

时间:2019-03-03 09:17 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、效率高、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,得到广泛应用。但是随着高流量、高扬程齿轮泵的应用,对齿轮泵的可靠性提出了加高的要求,因为齿轮泵可靠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,因此对齿轮泵可靠性的研究成为齿轮泵设计中不可或缺的环节。

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,静压能增高,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,消除扬程曲线驼峰;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十分之一时,脉动压力小;把叶片的出口边缘做出倾角,来减小冲击;保证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,可保证流场稳定,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,也是提高泵可靠性的很重要的方法。

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:保证轴承具有良好的润滑性能;合理设计其结构使轴承固定可靠;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得到及时释放;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,以保证加工精度的要求。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,要保证轴的同轴度,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。

提高齿轮泵轴承寿命的措施

为了提高齿轮泵的使用压力,在结构上采取了种种措施,来保证具有高的容积效率和长的使用寿命,下面介绍提高轴承寿命的几种措施:

1.合理地选择齿轮参数来减小齿轮泵的径向力。

2.减小高压腔尺寸,为了减小作用在齿轮上的径向力,减小轴承的负载,可以将决定高压腔压出口尺寸的角度减小,有时为保证一定的压出通道面积,把压出口在轴向方向拉长,压出口呈椭圆形。

3.采用径向力液压力平衡,可以使齿轮上的径向力大大下降,从而减小轴承负载,不少中高压、高压齿轮泵采用这种结构。

4.改善轴承的工作条件,在结构上做到使油液通过轴承,以改善轴承的润滑和冷却条件。目前在高压齿轮泵中采用两种方法给轴承通润滑油,即压油润滑和吸油润滑。

齿轮泵零部件的维修主要有如下几个方面:

1、齿轮泵轴磨损后的维修

齿轮泵中轴的磨损主要是因为轴两端与支撑滚针间的摩擦磨损,使轴径变小。如果是轻微磨损,可通过镀一层硬铬来加大此部位轴的直径尺寸,使轴得到修复。如果轴磨损严重,则应45钢或40cr钢重新制造,轴毛坯经粗、精车后,轴承部位要热处理,硬度为hrc60-65,然后再经磨削,使轴承配合部位表面粗糙度ra不大于0.32μm;轴的圆度和圆柱度允差为0.005mm;与齿轮配合部位按h7/h6、表面粗糙度ra应不大于0.63μm。

2、齿轮泵泵体磨损后的维修

泵体内表面磨损主要是吸油区段圆弧形工作面。如果出现轻微磨损,可用油石修磨去毛刺后使用。泵体是由铸铁铸造毛坯成型,出现严重磨损时应更换新件。如果泵内齿轮两端面是用磨削修复,则泵体宽度尺寸也要改变,与齿轮两端修磨去掉的尺寸相等,重新加工后的泵体两端面应达到技术要求。

3、齿轮泵两端盖磨损之后的维修

齿轮泵的端盖用铸铁制造,出现磨损现象后,轻微的可在平板上研磨修平,磨损比较严重时应在平面磨床上磨削修平。修磨后的端盖与泵体配合连接的平面接触应不低于85%.平面度允差、端面对孔中心线的垂直度允差、两端面的平行度允差和两轴孔中心线的平行度允差均为o.olmm。磨削后的表面粗糙度ra应不大于1.5μm。

4、齿轮泵泵用滚针轴承的维修更换

泵中零件维修后,轴承滚针应更换。对滚针要求是:全部滚针直径的尺寸误差不应超过0.003mm,长度允差为0.1mm,与轴配合间隙应在o.olmm左右;滚针装配时要按数量要求充满轴承壳内,滚针间要相互平行布置。