高黏度齿轮泵结构优化设计与仿真

确定高黏度齿轮泵优化函数以及对应约束要求。利用MATLAB进行参数优化,优化后齿轮泵整体体积降低了23.99%,从而降低了高黏度齿轮泵的制造成本。以参数优化后的齿轮泵为基础,选择黏度为1.076 48 Pa·s的高黏度介质,并把温度、转速设为变量,模拟齿轮泵的内部流场,尤其是齿轮泵啮合处的流场。仿真结果表明:黏度越高,转速对容积效率的影响越小;温度会影响高黏度介质在齿轮泵中的分布位置和齿轮泵的容积效率。研究结果为高黏度齿轮泵在化工和食品行业中的应用提供了参考。     

基于重合度和齿数的泵用圆摆线齿廓设计及其性能简洁式

为推动圆摆线在泵用齿廓上的应用及其性能评估,基于圆摆线的成形原理,以最能体现齿轮泵性能的齿数和重合度为圆摆线齿廓的设计参数,其中的动圆半径系数由标准齿顶高系数唯一确定,进而依序构建出能反映泵各项性能的齿廓形状系数、齿顶圆心角、齿顶压力角、最大困油流量、容积利用系数、流量脉动系数和单位排量体积的简洁公式,最后通过齿轮副3D模型加以验证,及给出不同组合下的齿廓参数和性能参数。结果表明：圆摆线齿廓的设计与构造方法简单,结果精准。齿数显著影响着泵的各项性能,齿数越多,困油与脉动性能越好,但轻量化效果越差。重合度主要影响着泵的困油与脉动性能,重合度越小性能越好,其中对困油性能的影响最大;稍多的齿数和稍小的重合度是提升泵困油与脉动性能的最佳组合,有利于降低泵的噪声。     

齿轮泵在航天两相回路中的使役特性研究

为提高航天用液氨类齿轮泵的使役性能及在机械泵驱动两相回路(MPTL)中的匹配性能,研究了基于该两相回路的用泵特点并精确计算了泵的容积效率,由泵输出流量、容积效率的输出特性得出泵转速的使役特性并进行实例运算及灵敏度分析。结果表明:液氨类介质泵的容积效率一般比较低;泵的输出流量具有与转速的正线性、压差的负线性、介质黏度的负反相关的比例特性;泵的容积效率具有与压差/转速的负线性相关特性,适宜于高速、轻载工况;泵的使役转速具有与MPTL回路流量的正线性、回路压差的负线性、回路介质黏度的负反相关的比例特性,宜用于压差/转速(流量)恒定的回路工况;案例的介质黏度小于0.00419 Pa s的区域为压差敏感的低黏度区,否则为流量敏感黏度区。所得结论为液氨类航天用泵的进一步研究与开发,提供了理论依据。     

考虑油液特性的齿轮泵内部流场仿真分析研究

为提高液压动力系统的可靠性和性能的稳定性,运用FLUENT软件对齿轮泵的二维内部流场进行了瞬态仿真分析,研究了油液的压缩性、黏度等特性对齿轮泵内部流场以及泵出口压力和流量脉动的影响。仿真结果表明:齿轮泵在运转过程中,内部油液的密度、黏度、温度和压力等随环境工况改变发生变化;在齿轮啮合处,油液会发生明显的气穴现象;在转速为600 r/min,负载压力为2.5 MPa时,泵出口的流量脉动特征值较不考虑时增大了1.2倍;经试验验证,泵出口压力脉动动态误差在4.2%以内,为开展齿轮泵的减振降噪及优化设计等方面的研究提供了有效的工具。     

基于流场的外啮合齿轮泵径向力计算

针对某型外啮合齿轮泵噪声大、轴承磨损严重等问题,基于三维设计和流场仿真软件对卸荷槽进行了改进设计,直接求解出了困油容积及其压力变化和旋转过程中齿轮泵内部流场,通过对齿轮表面流场压力进行积分获得了卸荷槽改进前后齿轮泵径向力的变化规律.结果表明:改进卸荷槽后齿轮泵径向力最大值和平均值分别降为原齿轮泵的51%和76.5%,困油现象加剧径向力主要表现在两齿轮中心线方向的分力上.文中研究内容亦为齿轮泵优化设计提供了一种数值计算方法.     

三惰轮内啮合齿轮泵结构特性分析

在简介了现有内啮合齿轮泵的结构特点与发展方向的基础上,指出改善与优化内啮合齿轮泵结构的必要性。为此,提出了一种新的齿轮泵结构,即新型双联三惰轮内啮合齿轮电机泵。在双联三惰轮内啮合齿轮泵的基础上对其进行内齿圈、密封块的液压力等的分析,得出了内齿圈和密封块所受的径向液压力合力为零,即径向液压力平衡,这有助于提高该泵的运动平稳性和齿轮泵的轴承寿命。采用有限元方法对啮合齿轮的力学特性进行分析,结果表明:在液压力为12.5MPa的理想情况下,内齿圈承受液压力的最大应力为68.8 MPa,最大变形为0.008 mm,承受啮合力的最大应力为131.1MPa,最大变形为0.02 mm。对双联三惰轮内啮合齿轮泵的齿数、模数、压力角等结构参数的设计提供参考。     

泵高速用平底直U形卸荷槽的研究与分析

为解决高速齿轮泵困油的卸荷问题,提出了一款极易加工的平底直U形卸荷槽及形位尺寸;并与传统的矩形卸荷槽进行卸荷面积和困油压力的实例对比。结果表明:U形最大卸荷面积增加了13.5%,能有效解决最小困油容积附近的卸荷能力不足问题,且其结构与加工简单;在8 000 r/min高转速下, U形卸荷槽困油的压力峰值增加率为15.9%,压力谷值为-0.26 MPa,其困油现象相对轻微;而矩形卸荷槽的压力峰值增加率和压力谷值分别为25.1%和-0.61 MPa,其困油现象相对严重。     

离合器液压供油系统压力脉动特性研究

建立湿式换挡离合器液压供油系统压力脉动数学模型与试验系统,利用Simulink对系统液压元件压力脉动进行仿真计算,分析了泵出口、精滤器入口和出口、溢流阀入口的压力脉动特性,研究了齿轮泵转速n和齿数z、油管直径D、溢流阀节流孔直径d对压力脉动的影响规律。仿真与试验结果表明:数学模型能有效反映系统压力脉动特性,脉动频率主要由齿轮泵输入流量脉动决定,脉动幅值随着油液流动方向降低;随着齿轮泵转速升高,压力脉动频率和幅值均线性增大;当齿数z大于10、节流孔直径d取2.5 mm时能有效降低压力脉动,对离合器供油系统的油管直径D取25~30 mm为宜。     

提高高压微型齿轮泵性能的几个要点

随着液压技术应用领域的不断拓宽,高压微型泵的应用也越来越广。如车辆液压制动系统、医疗设备、大理石磨光机等。高压微型齿轮泵通常是指:排量在2mL/r以下,工作压力20MPa以上,转速6000r/min以上的齿轮泵。高压微型齿轮泵由于转速和压力均高,与一般     

泵用无困油无根切齿廓及其轴向超低恒脉动结构

针对外啮合齿轮泵困油现象和流量脉动大的结构性问题,基于渐开线齿轮的传动优势和成形原理,提出一种以重合度为1和齿廓根点位于基圆上为限制条件,齿数为唯一设计构造参数的无困油无根切齿廓的逆向构造方法。通过设计新的轴向双齿轮副结构,解决原有单一齿轮副流量脉动大的结构性问题。结果表明：逆向设计构造方法简单、精准;单副重合度为1可确保无困油现象;齿根点位于基圆上及变位滚切加工可确保无根切现象;单副0.375、双副0.094的恒流量脉动系数与齿数无关,利于在最小齿数为6时采用高容积利用系数0.35,且泵轻量化效果较好;双副轴向180°/齿数的错位间隔装配易于实现,综合重合度为2可确保传动平稳性等。     

泵高速用端楔主环形新槽及卸荷能力研究

为满足齿轮泵高速下的困油卸荷需要,提出一种新的卸荷面积更大、加工更简单的端楔主环形的新卸荷槽。基于齿轮泵的小侧隙困油卸荷原理,给出该槽的结构与尺寸;由三维模型的面积测量方法,测出一个困油周期内若干啮合位置处的卸荷面积;由所建立且被验证的困油压力模型,计算新槽、矩/圆形旧槽在3 000 r/min常速下及新槽在6 000 r/min高速、9 000 r/min超高速下的困油压力。结果表明:新槽的全程卸荷能力强,其中,主环形段的最大卸荷面积较矩、圆形卸荷槽分别增加31%、165%,端楔段的卸荷面积具有近似的直线特征,符合困油流量的线性卸荷要求;新槽常速、高速、超高速下的困油压力峰值使得出口压力分别增加2%、7.7%、14%,困油冲击小;困油压力谷值分别为0.03、-0.22、-0.61 MPa,高速下能避免气穴现象的发生,超高速下须结合较大的侧隙卸荷,方能满足气穴性能的要求等。得出楔环形槽能满足泵高速化下的卸荷要求,且结构简单、易加工。     

典型容积泵的研究现状及综述

典型的容积泵有柱塞泵、齿轮泵和叶片泵等,综述了柱塞泵的机械噪声和流体噪声、密封及泄漏问题、摩擦副的润滑问题,并阐述了问题产生的机理和研究方法;综述齿轮泵和叶片泵的困油、流量脉动和噪声等问题及解决方法。经过国内、外科研院所多年的技术攻关,容积泵在这些方面有很大改善,但是排量体积比小、脉动率大等问题需要继续研究解决,同时也有必要提出新型容积泵。     

水压外啮合齿轮泵内流场的仿真与分析

利用ADINA软件对水压外啮合齿轮泵内部流场进行了仿真,在此基础上对其内部流场中的压力场进行了分析,总结出了更接近于实际的齿轮圆周压力分布规律,为流场压力计算奠定了基础;同时针对水压外啮合齿轮泵内气蚀问题对泵的吸水口结构进行了优化,为设计高效、低气蚀的水压外啮合齿轮泵提供了参考.     

三从动轮并联齿轮泵研究

讨论了具有3个从动轮的平面式并联齿轮泵的结构原理,给出了排量、平均流量、瞬时流量和流量脉动率的计算公式。分析了其流量脉动情况,结论指出,在齿数相同时,该泵的排、平均流量和瞬时流量均比普通齿轮泵增加了3倍,从而提高了泵的功率密度,当取齿数Z=3K±1时,该种泵具有很好流量均匀性,它适用于对流量品质要求高的场合。     

外啮合齿轮泵侧板平衡槽优化设计

通过研究外啮合齿轮泵输出流量以及从动轮所受液压力与平衡槽的关系,得出平衡槽的最佳尺寸。从而在保证齿轮泵容积效率的基础上,减小齿轮泵的困油现象和流量脉动。以某型号的高压齿轮泵为研究对象,通过建立理论公式求出齿轮泵所受的液压力;建立CFD模型,通过流体仿真得到液压力与出口流量;最后通过对比得出齿轮泵侧板的最佳角度、最佳深度和最佳宽度。     

深海油压动力源液压油黏度的选用研究

深海油压动力源是目前深海动力源常用的动力源形式。从深海油压动力源所用液压油出发,介绍了液压油黏度性质及其对液压系统的影响。重点分析了在深海高压、低温环境下,液压油黏度的变化情况,并运用CFD软件对深海动力源齿轮泵内部流场进行了仿真分析,得出了在压力和温度对黏度的影响下,齿轮泵内部黏度的分布情况以及其对泵效率的影响。为动力源在深海环境下液压油的选用提供了科学依据。     

内外啮合齿轮泵与马达传动的特性分析

为了实现齿轮泵输出流量的定级变化、齿轮马达输出转矩和转速的定级变化,设计了内外啮合型齿轮泵和马达,将内外啮合齿轮泵和马达组成传动系统。以内3外2型为例,对内外啮合型齿轮泵和马达的原理进行了分析:泵具有5个独立的油液输出口,通过不同组合可以组成11中不同的供油方式;马达有5个进油口,在普通连接下可以输出11种转矩与转速,在差动连接下可以输出6种转矩与转速。分析结果表明:在内外啮合齿轮泵和马达的传动系统中,通过改变泵的供油组合方式、马达的连接方式,可以定级的改变马达转矩与转速,拓宽了齿轮泵和马达的适应领域。     

微小型航空外啮合齿轮泵轴向摩擦副研究

选择铝青铜和PEEK涂层作为浮动轴套材料,以20CrMnTi作为齿轮材料,利用摩擦磨损试验装置对2种浮动轴套材料在矿物油工作介质下进行摩擦磨损试验。在设定转速下通过改变加载力得到摩擦因数、温度等参数的变化规律;在额定转速下铝青铜与20CrMnTi的极限pv值为22.55 MPa〖KG-*2〗·〖KG-*3〗m/s,PEEK与20CrMnTi的极限pv值为36.83 MPa〖KG-*2〗·〖KG-*3〗m/s。分析其磨损机制,发现前者以黏着磨损和磨料磨损为主,后者以黏着磨损为主。结果表明：PEEK涂层材料摩擦性能优于铝青铜,更适合用作高速齿轮泵浮动轴套材料,有助于齿轮泵的高速化和长寿命。     

液压脉动的分析及控制(上)

引言凡是交替地泵送介质的液压泵,如柱塞泵、齿轮泵等,其输出的瞬时流量都是周期函数。可认为是在泵的平均流量上叠加有高频率的脉动流量。由于该脉动流量的存在,在与泵相接的管系内必将引起相应的压力脉动,进而还可能引起结构振动和辐射噪声。在泵的设计或管系配合不合理的情况下,脉动压力可以达到很大的值,可能导致结构共振,造成导管或元件的迅速疲劳破坏。因此,估算和控制液压动力系统的压力脉动是很重要的。     

IGP型高压低噪声内啮合齿轮泵结构特点分析

介绍了IGP型高压低噪声内啮合齿轮泵的工作原理,详细分析了该泵在提高承载能力,增大容积效率,降低噪声方面结构上的特点。通过实验研究,分析了其容积效率特性和工作噪声特性,结果表明该泵承载能力大(额定最高工作压力31.5MPa),容积效率高(91%),工作噪声低(60dB),适用于行走机械、组合机床等。