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圆弧齿轮泵

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浅谈圆弧齿轮泵的加工工艺

时间:2019-10-06 18:25 作者:东森泵业

现代机械向高速重载方向发展,势必导致传动系统及其零部件发热严重,尤其在贫油甚至无油润滑的条件下,一方面系统中热生成速率加快,另一方面因热量无法随润滑油散逸而积累起来,导致温升加剧,零件出现变形甚至破坏,从而导致整个传动系统工作失效。若为降低齿面温度而增加润滑系统的体积,这将导致整个齿轮传动系统输出功率的降低,且体积增加,限制了齿轮传动系统在井下驱动采油设备中的应用。在井下工作环境中,齿轮箱润滑油得不到二次补充,在贫油或无油润滑工况下,齿面或滚动体接触处摩擦生成的热量会导致过大的热变形,使齿侧间隙消除,出现齿轮“楔紧”现象,甚至被卡死。因此,啮合齿轮的齿侧间应留有微量间隙。这个间隙通常是由制造时的齿厚小减薄量及其公差来给予保证的。为此,在齿轮传动系统设计中,如果揭示传动系统的发热机理、预测传热过程及温度分布,知道某一工况下传动系统处于什么样的温度场、哪些零部件(或部位)是温度较高、易于失效的危险零部件(或危险部位),就可有的放矢地进行改进,这正是热分析的意义之所在。

从基本的结构上来看的话,圆弧泵的其齿顶和齿根均为圆弧,两段圆弧可采用多种曲线连接,该泵取正弦曲线为过渡线。早期DF11型机车上使用的燃油泵即为该种齿轮泵。但是渐开线齿轮泵常会发生液压关死和气塞现象,引起噪声和轴承负荷升高,导致燃油泵可靠性下降,故障频繁,影响机车的正常运行。20世纪80年代后期,日本、英、美等相关部门相继开始研究圆弧泵,并逐渐推广应用。而且圆弧泵的齿轮采用双圆弧正弦曲线齿形制造,通常渐开线齿轮压力角取20°~30°,由于双圆弧齿轮的承载能力比同级的渐开线齿轮高,因此双圆弧齿轮的压力角可小些,该圆弧齿轮取14.5°,这可改善齿面的受力情况,齿面承受的径向分力较小,从而减轻轴承的负荷,延长轴承的寿命。同时,由于圆弧齿轮的齿廓是圆弧,齿面上各点的滑动速度相等,磨损均匀,因此具有良好的跑合性能,且磨损后齿面精度不变,这是比渐开线齿轮远为优越之处。

圆弧泵的加工工艺:

1、铸件的加工工艺。近几年大量引进进口数控车床数控铣床,采用高精密设备,保证了泵体的加工精度,齿轮和轴经过淡化调质保证了其硬度,增强了使用寿命。现在市场中有些泵的齿轮都是使用圆钢直接滚齿其根本就达不到泵所要求的强度,所以在使用时常常发生齿轮掉齿和轴断裂等现象。

2、组装工艺。泵的组装都是流水线组装,保证了泵的每个部件的合适安装,使其在运转时较加流畅。

3、喷涂工艺。使用先进喷涂设备和采用优良涂料来喷涂泵的外体,保证泵在日常使用较具防锈和腐蚀效果。增强了泵使用寿命。

4、铸造工艺。严格按照相关部门规定进行铸件的制造,采用树脂砂工艺进行铸造,保证铸件的完整性。验收时含有沙眼的铸件一律不得使用。这样保证了泵在正常压力下不会出现泵体开裂等故障。

圆弧泵专用润滑油用于润滑工业机具,金属加工机床及其它专用圆弧泵。如高速机械(磨床主轴和轴承)、工业齿轮泵液压系统、齿轮传动装置、金属切削机床导轨、扎钢机以及汽轮机、压缩机等。

一、液压油

用于工业中圆弧泵使用的液压油可分为五组。

(1)不含添加剂的矿油性质接近于普通工业润滑油。如用液压千斤顶的润滑油。

(2)含抗腐蚀及抗氧剂的润滑油该油同时含有抗泡剂,用途较广,但公限于液力传动,对圆弧泵的抗磨性能要求不高。

(3)含抗腐蚀、抗氧及搞磨添加剂的液压油广泛用于齿轮泵液压系统。

(4)具有优良粘温性能的液压油糨们除了含有前一组油同样的添加剂外,还加有增粘剂,用于程控精密机床液压系统。此时整座泵机在一条轴线上,用法兰使电动机直接靠在减速箱体上。其特点是结构紧凑,占地面积小,但这种连接方式,减速齿轮比较大。电动机经过三角皮带与齿轮箱连接。这种布置方式电动机房的长度将有所增加,如几台泵机并列布置,则占地面积大。

(5)用于是液压系统和机订导轨的润滑油其组成与三组相似,另加入能稳定摩擦性能的摩擦添加剂。用于金属切削机床自动生产线及其它一些高压齿轮泵的液压系统,也可作为液压系统和导轨通用油。

二、高速机械用油

如带有滚动和滑动轴承的高转速机床主轴,主轴转速愈高,要求油的粘度愈低,负荷低时高转速主轴处于流体动力润滑可能出现边界摩擦,此时,为了降低摩擦与磨损,可以用表面活活性剂类型的减摩剂和抗磨添加剂。

当泵的主动齿轮按箭头方向旋转时,圆弧泵右侧(吸油腔)齿轮脱开啮合,齿轮的轮齿退出齿间,使密封容积增大,形成局部真空,油箱中的油液在外界大气压的作用下,经吸油管路、吸油腔进入齿间。随着齿轮的旋转,吸入齿间的油液被带到另一侧,进入压油腔。这时轮齿进入啮合,使密封容积逐渐减小,齿轮间部分的油液被挤出,形成了圆弧泵的压油过程。齿轮啮合时齿向接触线把吸油腔和压油腔分开,起配油作用。当圆弧泵的主动齿轮由电动机带动不断旋转时,轮齿脱开啮合一侧,由于密封容积变大则不断从油箱中吸油,轮齿进入啮合的一侧,由于密封容积减小则不断地排油,这就是圆弧泵的工作原理。