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  • 高粘度齿轮泵的主要特点及提高工作压力
    发布日期:2018-12-02
    在传统的内、外啮合齿轮泵的基础上,结合轮系传动原理,可以构思出新型齿轮泵。它由泵体、太阳轮、行星轮((2~6个)、内齿轮、密封块、保温夹套、配流装置、安全阀等部分组成。其工作原理与两齿轮式齿轮泵相同,也是通过齿轮旋转时工作容积的周期性变化来吸、排液体的。泵的壳体或前后端盖上开设的多个进、出液口,相对于太阳轮、行星轮及内齿轮呈对称布置,数个行星轮均布在太阳轮与内齿轮之间共同分担载荷,可使各啮合点处的径向力、行星轮公转时的离心力、液压力得以平衡,使作用在泵轴及轴承上的负荷大大减小,齿轮传动的平稳性及齿轮泵的寿命明显优于现有的高粘度齿轮泵。
    新型高粘度齿轮泵的主要特点是:①内部主要零件的受力是平衡的,因而泵的寿命及可靠性大大提高;②泵的输出排量及流量大,流量脉动小。从而使新产品具有较高的附加值与竞争优越,为解决传统的两齿轮式齿轮泵存在的不足提供了新的途径,可以替代现有齿轮泵、螺杆泵等,在石化、轻工、食品等行业高粘度液体输送领域的开发与应用前景看好。
    从齿轮泵的困油现象考虑,如果无齿侧间隙,则会形成两个互不相通的困油容积,产生的困油危害比有侧隙时要大。在实际设计齿轮泵时,大都留有一定的齿侧间隙(一般取为齿轮模数的((0.01~0.08)倍。
    齿轮泵是液压传动系统中常用的液压元件,在结构上可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵2大类。外啮合齿轮泵的优点是结构简单、尺寸小、重量轻、制造维护方便、价格低廉、工作可靠、自吸能力强、对油液污染不敏感等。缺点是齿轮承受不平衡的径向液压力,轴承磨损严重,工作压力的提高受到限制;流量脉动大,导致系统压力脉动大,噪声高。内啮合齿轮泵结构紧凑、尺寸小、重量轻,并且由于齿轮同向旋转,相对滑动速度小、磨损轻微、使用寿命长、流量脉动远比外啮合齿轮泵小,因而压力脉动和噪声都比较小。内啮合齿轮泵允许使用较高的转速,可获得较高的容积效率。但是内啮合齿轮泵同样存在着径向液压力不平衡的问题,限制了其工作压力的进一步提高。另外,齿轮泵的排量不可调节,在一定程度上限制了其使用范围。
    提高齿轮泵的工作压力是齿轮泵的一个发展方向,而提高工作压力所带来的问题是:(1)轴承寿命大大缩短;(2)泵泄漏加剧,容积效率下降。产生这2个问题的根本原因在于齿轮上作用了不平衡的径向液压力,并且工作压力越高,径向液压力越大。
    外啮合齿轮泵是应用较广泛的一种齿轮泵(称为普通齿轮泵),其设计及生产技术水平也较成熟。多采用三片式结构、浮动轴套轴向间隙自动补偿措施、铝合金壳体径向“扫膛”工艺,并采用平衡槽以减小齿轮(轴承)的径向不平衡力。目前,这种齿轮泵的额定压力可达25MPa。但是,由于这种齿轮泵的齿数较少,导致其流量脉动较大。对于普通齿轮泵,由于主、从动齿轮所受的径向力不同,造成2对轴承载荷不均。另外,将排液与动力传递合在一起,给齿轮的设计与加工带来很多困难,齿轮既要满足动力传递方面的强度及齿面硬度要求,又要满足吸排液方面的精度及表面粗糙度要求,致使齿轮的材料选择及加工方法均受到一定的限制,齿轮的加工成本较高。而无啮合力齿轮泵将吸排液与动力传递分开设计。
    传递动力的啮合力由同步齿轮承担,其设计方法与一般齿轮传动相同,主要考虑轮齿的强度及齿面硬度。排液的液压力由吸排液齿轮承担,其设计方法以考虑齿轮精度、轮齿表面粗糙度及耐磨性为主,其材料除了采用普通齿轮泵所选用的高性能合金钢以外,还可以采用普通钢材(经表面处理)、耐磨铸铁、陶瓷及高分子材料等。结构仍然可以采用普通齿轮泵中的端面间隙补偿以及复合材料轴承等结构形式。
    因此,无啮合力齿轮泵除了可以用于矿物油以外,还可以用于高水基液压液、水、甚至化学溶剂等有腐蚀性的介质。
     

     

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