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齒輪泵的結構設計

2017-04-24 08:17:29

關于齒輪泵的原理和結構設計,文獻論述比較詳細,國內大專院校供本生學習的教材大同小異。在具體結構上,一般書本上的編寫結構就顯得力不從心了。理論要同實際相結合,這句話應該說特別有寓意。
齒輪泵在工業(yè)上的應用己經(jīng)很久了,到目前為比,不但在航空、航天、兵器工業(yè)應用,而且在輕工、鋼鐵等工業(yè)都了廣泛應用。齒輪泵之所以如此青睞,是因為它具有的優(yōu)點:結構簡單、尺寸緊湊、工作、使用壽命長。但是普通齒輪泵軸承都需要潤滑脂或潤滑油潤滑,才能達到   的壽命,同時齒輪泵的傳動軸部分都存在漏液現(xiàn)象,由于軸封的作用,齒輪泵需要   的功率用來克服軸端摩擦力。
為解決上述問題,作者設計了一種的齒輪泵結構。該結構由齒輪泵、磁力偶合離合器、電機及電機控制器組成。此次電機設計為空心杯直流永磁電機,其特點是轉動慣量小、反應。齒輪泵和電機連接為非接觸式的、采用電磁作用力使之連接起來的結構形式。這種結構主要是取消了皮碗,而使聯(lián)軸器摩擦力小,使電機的輸入功率減少,同時可以使該齒輪泵達到無泄漏要求。為防止銹蝕,齒輪材料采用非金屬材料,泵體采用不銹鋼。為減少驅動功率和達到的密封性,將動密封轉換為靜密封,使該齒輪泵具有零泄漏的特性。
具體設計如下:
1、齒輪軸及軸承的設計
為達到相容性要求,齒輪選用聚四氟乙烯;為運動的穩(wěn)定性,該結構選用滑動軸承。由于該齒輪泵流量小即0.3L/min,又由于流量太小導致齒輪參數(shù)不能按設計標準設計,以致形成齒輪模數(shù)相對流量值偏大,而由于驅動功率很小(≤10W),而泄漏量同結構有關,造成流量小的齒輪泵由于端而間隙存在出現(xiàn)大的泄漏量。為轉動平穩(wěn),故此次設計選用滑動軸承。為提   齒輪泵兩側間隙為   佳,用小的功率工作(即齒側保留   的間隙)又間隙為   小,這就要求滑動軸承運動要穩(wěn)定,軸承不能產(chǎn)生軸向游動?;瑒虞S承長度設計為20mm,為減少質量和體積,在剛度的情況下,齒輪軸外徑設計為小3.2mm,滑動軸承外徑設計為小5mm。為減少泄漏量,總軸向間隙設計為0.02mm。采用上述設計,了小流量齒輪泵地工作。
2、磁力偶合離合器
磁力偶合離合器和機械驅動的不同點在于:它傳遞轉矩時與液體相接觸的動力傳動軸不與外界空間相連通,而是利用磁場透過隔離套的薄壁傳遞轉矩,取消了動密封裝置,變動密封為靜密封,因此從根本上了傳動軸所產(chǎn)生的泄漏,解決了一般齒輪泵的泄漏和機械磨損發(fā)熱問題,為系統(tǒng)的相容性和降低摩擦功率創(chuàng)造了條件。
磁力偶合離合器的應用特點如下:
(1)實現(xiàn)液體傳動的零泄漏
由于磁力偶合離合器在傳動時并不需要2個永磁件之間相對接觸或連接,因此當主動件旋轉時,在磁場力的作用下即可實現(xiàn)從動件同時旋轉,從而實現(xiàn)動力傳遞過程中的靜密封,齒輪泵外漏做到零泄漏。
(2)可避免振動的傳遞
由于主動件與從動件相互間無接觸,不存在剛性連接問題,因此在主動件發(fā)生突變或振動時都不會直接傳動到從動件上,同時從動件發(fā)生突變或振動時都不會影響主動件的工作狀態(tài),從而可避免突變或振動的傳遞,實現(xiàn)工作平穩(wěn)運行。
(3)與剛性連軸比較,安裝、拆卸、維修都很方便。
(4)凈化環(huán)境,污染。
3、電機的設計
電機采用無刷直流電機,它具有壽命長、無換向火花帶來的電磁干擾、結構簡單、運行的優(yōu)點。位置傳感器采用的霍爾集成電路。采用上述設計的微小流量齒輪泵,具有良好的化學相容性、很好的性能和較小的功率。

 

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