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。

齿轮泵困油优化的研究进展

首先简单说明外啮合齿轮泵困油现象的产生,其次着重对齿轮泵困油研究中的困油模型的完善以及卸荷槽的创新设计两个方面展开分析,从最初的单因素困油模型到多因素动态耦合困油模型,列举分析了其中数学模型的推导过程,从简单的圆形、矩形卸荷槽的设计选择到具有创新性的梯形卸荷槽的设计优化,列举分析了其中的流体仿真结果。最后,指出对于齿轮泵困油现象的后续研究方向。

新型无困油齿轮泵齿轮副型线优化与工作过程模拟

齿轮泵齿轮副的型线对齿轮泵性能影响极大。传统的渐开线型齿轮泵齿轮存在困油现象,产生局部高压,对其运行产生极大的危害。通过型线设计,来解决齿轮泵困油现象。基于曲线啮合理论,采用圆弧和高次曲线,构建一种新型双圆弧-高次曲线齿轮副,消除了齿轮泵的困油现象。进而,建立其几何模型并推导出型线方程,通过数值模拟,分析新型无困油齿轮泵的流场变化规律,并与现有齿轮泵进行对比。结果表明:新型齿轮泵消除了困油现象,型线组成简单,便于优化设计;此外,新型齿轮泵的工作性能更佳,流场更均匀。

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。

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。

梯形卸荷槽对外啮合齿轮泵困油压力与流量脉动影响的研究

为减小“困油”所引起的压力冲击与流量脉动,基于双斜型卸荷槽、根据齿轮的啮合特点以及啮合过程中困油腔容积的变化规律,对原耳形卸荷槽进行优化,设计了一种具有更大卸荷面积、结构更加紧凑且易加工的梯形卸荷槽。在数值模拟过程中,分别监测耳形、梯形卸荷槽所在的齿轮泵流场困油区压力与出油口流量变化情况。结果表明:当转速在1000~4000 r/min内变化时,梯形卸荷槽能使困油容积区域压力峰值比耳形卸荷槽分别降低36.3%~47.5%,10.7%~22.5%;能使出油口流量脉动系数降低20%~86.1%。证明了梯形卸荷槽降低困油压力缓解困油现象的高效性与降低泵出油口流量脉动的有效性,为渐开线外啮合齿轮泵卸荷槽的创新设计提供了一种新的途径。

振动影响齿轮泵困油压力的仿真与理论分析

为探讨外啮合齿轮泵的齿轮副振动对两困油区内困油压力仿真结果的影响,由困油的体积弹性模量定义建立出有关困油压力的仿真模型,并就有、无振动的两种情况,通过两困油区内来自困油的各种泄漏量的量值比较,分别对2个困油区内困油压力值的大小进行了理论分析,且佐以仿真运算和试验验证。结果表明,第2困油区内的压力峰值大于第1困油区内的压力峰值,振动下的峰值差距较无振动时为小;出口压力越高,峰值差距越大;振动下的仿真结果较无振动时精度更高,例第6组的仿真误差由16.7%改善到7.8%;在困油压力的仿真中,有必要考虑齿轮副的振动因素等,动态困油模型可为泵后续的进一步设计提供理论支持。

直线共轭内啮合齿轮泵的困油特性分析

研究了直线共轭内啮合齿轮泵的结构及工作原理,采用扫过面积法,以主动轮的转角为变量,拟定了关于直线共轭内啮合齿轮泵的困油容积和困油容积变化率的理论公式,为了比较说明其困油变化特性,选取了相同参数的渐开线内啮合齿轮泵,并利用Pro/E软件提供的工具,方便地测量并计算出了主动轮在不同转角情况下渐开线内啮合齿轮泵的困油区容积大小。结果表明,与相同参数的渐开线内啮合齿轮泵相比,直线共轭内啮合齿轮泵具有困油体积小,困油容积变化幅值小,传动较平稳等特点。

变位系数对齿轮泵困油的影响

通过Pro/e5.0软件对齿轮泵的困油容积进行虚拟测量,并将变位齿轮泵和非变位齿轮泵的困油容积变化进行对比,结果表明:采用变位齿轮的齿轮泵困油程度会得到一定减轻;对非变位齿轮泵来说,可以通过增加两个齿轮的安装中心距来缓解困油现象。

困油现象对泵齿轮副综合刚度的影响分析

为了对外啮合齿轮泵齿轮副的动力学模型进行综合刚度的计算,从泵齿轮副的侧隙位置和啮合位置的交替变化,以及体积弹性模量的定义,建立了包括接触刚度与困油刚度在内的泵齿轮副综合刚度的计算模型,进行了一个困油周期内实例的仿真计算。研究结果表明泵齿轮副在综合刚度方面与常规齿轮副有所不同,困油刚度是影响综合刚度的最主要因素之一,得出了困油的存在能够减缓泵齿轮副振动的结论,为泵后续的动力学分析提供参考。

齿轮泵基于困油力的高困油性能优化设计

为从设计上充分缓解齿轮泵困油的冲击危害,以新建的困油流量乘以困油作用面积的困油力最小化为设计目标,构建基于困油性能的优化模型。实例的结果表明:泵常规的轻量化设计会带来较大的困油力;虽然常规的流量不均匀系数及径向力最小化设计,总体上都能提高困油性能,但困油力最小化能促使困油性能进一步提高;常规的困油流量最小化设计,会形成较大的齿顶作用面积,整体上反而弱化了困油性能,得出困油力为一种较好的评估困油危害的量化指标。

齿轮泵的困油现象分析及其解决措施

为解决一直困扰齿轮泵发展问题的齿轮泵的困油现象,从斜齿轮泵和直齿轮泵的困油容积变化方面来分析困油现象,采用数学推导的方法,得出开设卸荷槽采用减小齿顶高系数来减小困油现象,同时也不增加齿轮泵的外形尺寸的结论,可以作为进一步研究作参考。

困油对齿轮马达输出特性的影响与分析

为明晰齿轮马达的困油特点及其对输出转矩、输出转速的影响,依序从马达齿轮副的啮合与困油过程、齿面的介质压力分布、困油压力求解模型等3个方面,建立输出转矩、输出转速与困油压力的耦合计算公式,并进行了实例运算与结果分析。结果表明,膨胀的困油与注入介质、压缩的困油与释放介质通过卸荷槽的接通特点,决定了齿轮马达的困油现象较齿轮泵要轻,常规对称的双矩形卸荷槽就能满足困油的卸荷要求;困油能有效抑制转矩脉动,卸荷面积越充分,透过卸荷槽的接通性越好,抑制效果越明显,而对转速脉动的抑制效果却不明显。研究成果为高质量齿轮马达的进一步研发提供了一定的理论依据。

齿轮泵困油及困油模型的研究进展

在简要概括外啮合齿轮泵困油现象的基础上,综述了困油及困油模型的国内外研究情况,并对相关研究做了评述后认为,现有的静态困油模型存在考虑因素过于简单,基础量计算比较粗糙等缺陷.鉴于此,在综合考虑含气、油液离心力、侧板倾斜、卸荷槽以及齿轮副振动等因素的基础上,结合齿轮泵的动力学特性,重点描述了动态困油模型.最后,就动态模型存在的不足之处进行了分析,并指出后续研究的方向.

降低齿轮泵困油压力新方法的研究

困油现象是由齿轮泵自身工作原理造成的 ,它直接影响着齿轮泵的工作性能及寿命。通过对齿轮泵工作原理的分析 ,提出一种降低齿轮泵困油压力的新方法———卸荷降压槽法 ,并对其工作原理及作用进行了分析。卸荷降压槽适合于在小侧隙、无侧隙齿轮泵中与卸荷槽配合使用。

齿轮泵困油压力测试系统设计

困油现象是由齿轮泵自身工作原理造成的,它直接影响着齿轮泵的工作性能及寿命.降低齿轮泵困油区的压力是提高齿轮泵工作性能的一个重要方面,如何测量困油区的压力是研究过程中遇到的课题之一,针对这一课题进行了试验系统的设计,并进行了试验,试验结果表明该系统能够很好地满足要求.

消除齿轮泵困油现象的新措施

根据齿轮泵产生困油现象的原因,采取在泵壳底安装储放器的结构改进措施,消除困油现象给齿轮泵工作带来的危害,进而改善泵的工作性能,提高容积效率和使用寿命。

斜齿齿轮泵无侧隙啮合困油特性的研究

分析了无侧隙啮合斜齿齿轮泵的端面重叠系数与困油容积的关系,得到了其困油容积、困油流量及瞬时流量随端面转角的变化规律,并首次得到了既不困油也不“串油”的螺旋角范围,对工程应用具有重要的价值。

基于离心作用的齿轮泵容积效率和困油现象分析

为了解高速时工作油液的离心作用对泵容积效率和困油现象的影响,将离心作用对两者的影响归结于对泵进油侧原始含气比的修正。基于仅考虑工作油液中混入空气的可压缩性和含气、纯净工作油液分别累积在齿槽内、外侧的假设,建立了基于油液离心作用的下容积效率、困油区间内含气比和进油侧修正含气比的计算公式。两组数据的仿真结果表明离心应用对容积效率和困油现象的影响相反,转速越高,对容积效率越不利;出口压力越低,离心作用对困油现象的影响越有利;齿形参数的选择存在优化的问题;该研究为泵的高速化发展提供一定的依据。