基于运动法的航空发动机高速燃油齿轮泵卸荷槽设计与验证

高压、高速、高温化使得齿轮泵固有困油问题愈发严重,传统卸荷槽结构已难以满足高性能燃油泵设计要求。为此本文提出一种基于运动法的新型卸荷槽结构设计方法,通过构建困油模型并从整泵全局角度分析齿轮参数对困油各项性能的影响规律,以确定齿轮参数并为卸荷槽设计提供约束条件;其次基于齿轮运动规律和卸荷槽设计原则进行了某型燃油齿轮泵卸荷槽的设计,并进行了多个工况下新型卸荷槽和传统卸荷槽困油特性仿真对比;最后试制了样机并通过试验验证了卸荷槽设计的有效性。研究结果表明:所设计的卸荷槽与传统矩形卸荷槽相比,同工况下最大困油压力降低63.4 MPa,流量脉动率减小33.5%,空化区域更小,工作性能更优,能够显著缓解困油带来的不利影响。采用该结构卸荷槽的齿轮泵具有高的容积效率和长时抗汽蚀能力。

泵/马达困油现象充分缓解的等排量大模数方法

为了充分缓解外啮合齿轮泵/马达困油现象,在确保产品输出能力不变的等排量前提下,分析模数对困油腔内的负荷流量、泄漏流量和卸荷流量的影响,提出了一种等排量大模数的设计方法,并基于这3种流量的瞬时平衡和同齿形参数、不同模数下卸荷面积的演绎计算,计算出困油压力并由此判断出困油现象的缓解程度。结果表明,对于给定的齿轮副和工况条件,等排量下的齿宽系数反比例于模数的3次方,模数越大,困油现象越趋于缓解,且径向力越小,但齿宽系数越小;同齿形参数、不同模数下的卸荷面积等于模数的平方乘基准模数为1下的卸荷面积,从而为同齿形参数、不同模数下的卸荷面积计算,提供了极大方便;卸荷槽外通的进出口压力互为颠倒,导致泵较马达的困油现象更严重,但等排量小模数马达同样也会出现较为严重的困油现象。得出了选择最大化/较大的模数应为泵/马达的设计准则的重要结论。

风力发电机组齿轮箱预防性养护技术研究

为了保障齿轮箱的稳定运行,开展预防性养护是极为必要的。为此,文章提出风力发电机组齿轮箱预防性养护技术。针对风力发电机组齿轮油泵过载异常和齿轮油温度过高的故障进行分析,阐述故障诱因和作用机理,并结合分析结果设计预防性养护方案,该方案能够有效保障风力发电机组齿轮箱荷载和温度稳定在允许范围内。

齿轮油泵出厂快速性能试验台设计与开发

为满足涡旋压缩机用高精度摆线转子齿轮油泵量产和研发需要,根据JB/T 8413.2—2010《内燃机机油泵第2部分:总成试验方法》,设计开发了齿轮油泵出厂快速性能试验台。介绍了齿轮油泵出厂快速性能试验台组成和内部结构、测试功能、测试范围和精度、主要控制方式和元件、试验过程以及安全防护要求等。采用此试验台可完成齿轮油泵性能的自动测试,极大提高齿轮油泵量产时的检测质量及效率。

涡旋压缩机摆线转子齿轮油泵壳体超声波自动清洗生产线设计

在新型涡旋压缩机摆线转子齿轮油泵的总成部件批量生产过程中,清洁度不理想容易造成零件卡滞和磨损,影响齿轮油泵正常运转和总成部件寿命。采用超声波清洗工艺,可以保证齿轮油泵泵体各零件的清洁度。介绍了超声波自动清洗生产线的设计技术方案、清洗流程及使用过程,通过采用超声波自动清洗系统、控制系统以及吹渣清扫等系统,可实现涡旋压缩机摆线转子齿轮油泵壳体的前处理传输、洗前传输和超声波自动清洗等功能,保证了生产过程中零件清洁度的要求。

高黏度齿轮泵运行与结构参数对泵内压力场影响

为解决高黏度齿轮泵普遍存在的噪声、寿命短等问题,针对影响泵内部压力场变化的因素进行研究,包括运行参数:介质黏度、转速、输出压力,结构参数:齿数。与普通齿轮泵相比,高黏度泵泄漏影响减弱,但困油现象引起的径向力不平衡、噪声高、寿命低的问题更加突出。通过CFD方法对高黏度齿轮泵输送介质过程中内部压力场进行全程模拟。结果表明:困油处压力变化范围随着介质动力黏度的增加而升高,升高速率与动力黏度呈指数关系,当动力黏度为3 Pa·s时,升高速率为70 MPa/s,动力黏度为30 Pa·s时,升高速率达到877 MPa/s;转速、输出压力与齿数的增加对泵内压力整体影响较小,但会引起困油处压力的迅速升高。“困油”问题是高黏度齿轮泵优化设计需要考虑的关键因素,合理增加卸荷槽尺寸、降低转速与出口压力、减小齿数是解决高黏度齿轮泵困油问题的有效途径。

高速高压圆弧齿轮泵滑动轴承油膜特性研究

以用于补偿高速高压圆弧齿轮泵不平衡径向力的滑动轴承为研究对象,在对其进行理论建模和分析的基础上,利用计算流体动力学软件Fluent分析相同工况下不同初始油膜厚度、进油口直径、进油口角度、轴向封油边宽度、油腔深度等结构参数对滑动轴承油膜特性的影响,并在此基础上对轴承结构参数进行了优化,最后通过实验进行验证。研究结果表明:初始油膜厚度和进油口角度对轴承温升影响显著,初始油膜厚度或进油口角度的增加使滑动轴承温升明显减小;轴向封油边的增加使轴承承载面增大,轴承承载力和温升也随之增大;进油口直径取1.7 mm和静压槽深度取1 mm时,使轴承温升达到最低;在负载压力15 MPa、转速6000 r/min工况下,与安装未优化滑动轴承的齿轮泵相比,安装优化后滑动轴承的齿轮泵温度降低5℃。

变位系数对渐开线内啮合齿轮泵困油容积和流量脉动特性的影响

合理地选取齿轮的变位系数,是降低困油容积和流量脉动的有效措施。为具体分析变位系数对内啮合齿轮泵困油容积和流量脉动系数的影响,根据啮合定理建立渐开线内啮合齿轮泵的数值模型,采用扫过面积法求解内啮合齿轮泵的困油容积和瞬时流量,并分析困油容积和流量脉动随变位系数变化所受到的影响。结果表明:在其他参数保持不变的情况下,总变位系数不变时,随着小齿轮变位系数的增大,困油容积先减小后增大,瞬时流量逐渐增大,流量脉动率减小。

外啮合齿轮泵困油区压力特性仿真方法研究

齿轮泵困油现象直接影响到齿轮泵的工作特性,尽管国内外学者做了大量的理论研究并获得了很多研究成果,然而困油区内的参数测量仍然是难以解决的问题。本研究建立了小侧隙齿轮泵模型,利用PumpLinx软件对外啮合齿轮泵困油特性进行了仿真分析,研究了跟踪观测点设置方法,与现有文献的结果进行了对比,验证了本研究方法的可靠性,为今后进一步设计开发高性能外啮合齿轮泵提供参考。

无另置困油缓冲槽的轴向两段式齿轮泵

为解决齿轮泵现有另置困油缓冲槽所存在的问题,提出了一种具有两种重合度的轴向两段式齿轮泵,重合度大于1的齿轮段的困油负荷流量,由重合度为1的齿轮段的困油缓冲流量来平衡,从而实现困油现象的充分缓解。重点给出了重合度为1的齿轮段脱开缝隙的3D特征测量方法;由困油负荷流量等于困油缓冲流量,建立了困油压力式。最后,进行了实例演示和PumpLinx软件验证。结果表明,两段式齿宽比的灵活调整,弥补了现有另置缓冲槽不可调缓冲能力的不足,工况适用性强;考虑气穴压力的困油压力式,修正了困油膨胀时的负压情况,适用于任何结构下的困油压力计算。得出了该泵能有效缓解困油现象,而无需另置缓冲槽,且结构简单、加工方便的重要结论。

某型外啮合齿轮泵的气蚀数值模拟研究

为研究某型外啮合齿轮泵的空化气蚀规律,采用流体仿真软件进行数值模拟分析,研究气蚀对吸油能力的影响,分析齿轮泵在工作过程中的压力变化规律以及气泡产生发展的过程。同时针对齿轮泵侧板油孔的结构特征,构建有油孔和无油孔两种模型,评估油孔对齿轮泵气蚀风险的影响,并与齿轮泵实际使用情况进行对比。研究结果表明:气蚀可以提高齿轮泵的吸油稳定性,但会降低泵的自吸能力;油孔对气泡存在引射效果,将加剧侧板的气蚀风险。

柴油机齿轮机油泵噪声优化及评价

为降低机油泵噪声,以某中速大功率船用柴油机齿轮机油泵为研究对象,从机械噪声、困油噪声和流量脉动噪声3个方面分析噪声原因;优化机油泵结构,对优化后机油泵进行噪声测试和噪声级别评价。通过拆检机油泵和机油泵噪声测试,确定机油泵噪声为困油噪声和由流量脉动引起的阶次噪声。优化机油泵结构,在进、出油腔处分别增加补油槽和U型卸荷槽,并增大进、出油道横截面积。噪声测试结果表明,优化后机油泵额定转速下噪声下降2.2 dB,效果明显,噪声级别为C级。在不改变机油泵流量和压力的情况下,优化机油泵内部结构,可以降低机油泵噪声。

离心式鼓风机辅助油泵漏油原因分析与改进措施

某钢厂煤气站离心式鼓风机辅助油泵频繁出现泵体密封件和齿轮轴颈漏油现象。为解决该问题,对齿轮油泵本体、齿轮轴以及密封件等部位漏油展开原因分析,提出了油泵本体和齿轮轴加工精度、使用工况以及密封件选型、装配等改进措施。

某柴油机机油泵耐久性分析

本文针对某款发动机机油泵,在功率为28kW、转速为2604r/min的长时间运行工况下,通过Creo、Abaqus及FEMFAT等软件,完成了对主动齿轮、被动齿轮、齿轮部件、轴承衬套等零部件的三维模型建立。并通过仿真模拟和耐久分析评估了整个机油泵的结构强度和疲劳寿命。结果表明,轴、齿轮和轴套的疲劳安全系数均大于1.5,疲劳寿命均大于7000h,满足该款发动机的使用寿命要求。

高速齿轮泵无气穴现象的综合补偿方法

为了提高外啮合齿轮泵高转速时的气穴性能,提出了一种小侧隙、新环形卸荷槽和大入油压力的综合补偿方法。通过大、小侧隙下膨胀困油的变化区间、困油容积变化率和困油补偿流量及其卸荷面积与困油压力模型的建立,实例比较了常规矩形卸荷槽和新环形卸荷槽下的最小困油压力。结果表明,大侧隙的最大困油膨胀率和膨胀区间的长度均仅为小侧隙下的18.3%;由于卸荷槽间距的设置不同,大侧隙困油的最大卸荷面积仅为小侧隙下的7.9%;因此,大侧隙较小侧隙的气穴现象更严重,困油压力波动幅度为小侧隙下的1.93倍。得出了小侧隙、新环形卸荷槽和大入油压力的综合补偿方法,能有效缓解高速齿轮泵的气穴现象。

双顶套筒式液压油缸自卸车举升力计算分析

在中小型工程自卸车板块中,双顶套筒式液压油缸是最常用的一种液压举升结构,其具备结构紧凑、举升效率高、工艺简单,以及两个油缸并同使用时横向刚度较强等优点,因此得到推广。文章通过对自卸工程车双顶套筒式油缸举升力的分析计算,详细地阐述了双顶套筒油缸举升受力及齿轮泵、换向阀、液压油管,以及液压油箱元器件的选型。最终选取液压油缸的型号为2TG-E90X450,第一节油缸直径为90 mm,第二节油缸直径为70 mm,油缸行程为450 mm,满足液压系统举升能力要求。

摆线转子式油泵齿廓的形成与参数方程的建立

介绍了摆线转子式油泵内外转子的结构和参数名称及各种摆线的定义和方程 ,较详细的阐述了短幅外摆线内等距线转子齿廓的形成及内转子理论齿廓和工作齿廓参数方程的建立 并指出基本参数Z1,e ,R ,a等一旦确定 ,便可由所建参数方程很容易的求得齿廓曲线x ,y值 ,从而根据所得到的一组x ,y值绘出内转子的齿廓 。

基于虚拟设计的齿轮油泵三维动态仿真

为解决齿轮油泵设计中内部集成与外部布局的协调问题,提高设计效率,在介绍虚拟设计技术对产品仿真的主要意义的基础上,提出了齿轮油泵的虚拟设计流程。分析了流程各步骤的实际意义和重点解决的关键问题。借助Solidworks、Pro/E、UG等三维造型软件,创建了齿轮油泵系统各零部件的实体模型,并进行了虚拟装配,实现了系统的三维动态仿真。通过仿真既可得到可能的模型配置,又可检测零件间的装配干涉,修正原始设计,辅助优化设计,动画模拟部件及整机的装配与运转,为齿轮油泵产品的批量制造和质量的提高提供强有力的保证。

齿轮泵中气泡-液体两相油流的裂解研究

分析了油液经齿轮油泵传输过程中气泡-液体两相流的形成和特性,指出油液裂解的因素,如齿轮啮合对润滑油膜的破坏、气泡-液体相变的能量转换、气泡溃灭的微射流能量及其电化学反应等。以绝缘油裂解的特征气体为例,对气泡-液体两相油流的裂解程度进行了定量分析。根据理论分析的结果,提出了改进齿轮油泵传输结构方案,从而有效降低了气泡-液体两相流在齿轮泵传输过程中的裂解程度。

外啮合齿轮式机油泵流量脉动特性及影响因素分析

采用机油泵台架试验,分析了泵出压力对外啮合齿轮式机油泵流量脉动特性的影响,结果表明,机油泵的流量脉动系数随泵出压力的增加而减小。运用理论推导和模拟相结合的方法,考察了机油泵的异齿数、模数、压力角及端面间隙等参数对流量脉动的影响。分析表明,模数对机油泵的流量脉动无影响,压力角、异齿数和端面间隙是影响机油泵流量脉动的主要因素;随压力角的增大,流量脉动系数呈逐渐减小趋势。主动轮与从动轮齿数的增加,都有利于减小流量脉动系数,改善机油泵的流量脉动现象,其中,主动轮齿数对流量脉动的影响较大。机油泵的流量脉动系数随端面间隙的增大而有所减小。