簡單談談YCB齒輪泵的發(fā)展方向與圓弧結構

　　YCB齒輪泵是通過一對參數(shù)和結構相同的漸開線齒輪或者是正旋圓弧齒輪的相互滾動嚙合，將油箱內(nèi)的低壓油升至能做功的高壓油的重要部件。把發(fā)動機的機械能轉換成液壓能的動力裝置。齒輪泵流量大，壓力高，輸送粘度高，性好。但是在使用過程中容易出現(xiàn)磨損性故障，應注意日常保養(yǎng)和維護。YCB齒輪泵與漸開線齒輪相比突出的優(yōu)點是齒輪嚙合過程中齒廓面沒有相對滑動，所以齒面無磨損，運轉平穩(wěn)，無困液現(xiàn)象，噪音低、壽命長、速率高；該泵擺脫了傳統(tǒng)設計的束縛，使得齒輪泵在設計、生產(chǎn)和使用上進入了一個新的。注意本防護閥不能作減壓閥長期工作，需要時可在管路上另行安裝。軸端密封設計為兩種形式，一種為機械密封，一種是填料密封，可根據(jù)具體使用情況和用戶要求確定。從主軸外伸端向泵看，為順時針旋轉。YCB齒輪泵殼體上有兩個孔要求的加工。在中、小批量生產(chǎn)時，一般都使用通用機床和工裝來加工，這種加工方法很難達到精度要求。

　　現(xiàn)代機械向高速重載方向發(fā)展，勢必導致傳動系統(tǒng)及其零部件發(fā)熱嚴重，尤其在貧油甚至無油潤滑的條件下，一方面系統(tǒng)中熱生成速率加快，另一方面因熱量無法隨潤滑油散逸而積累起來，導致溫升加劇，零件出現(xiàn)變形甚至破壞，從而導致整個傳動系統(tǒng)工作失效。若為降低齒面溫度而增加潤滑系統(tǒng)的體積，這將導致整個齒輪傳動系統(tǒng)輸出功率的降低，且體積增加，限制了齒輪傳動系統(tǒng)在井下驅(qū)動采油設備中的應用。在井下工作環(huán)境中，齒輪箱潤滑油得不到二次補充，在貧油或無油潤滑工況下，齒面或滾動體接觸處摩擦生成的熱量會導致過大的熱變形，使齒側間隙，出現(xiàn)齒輪“楔緊”現(xiàn)象，甚至被卡死。因此，嚙合齒輪的齒側間應留有微量間隙。這個間隙通常是由制造時的齒厚小減薄量及其公差來給予的。為此，在齒輪傳動系統(tǒng)設計中，如果揭示傳動系統(tǒng)的發(fā)熱機理、預測傳熱過程及溫度分布，知道某一工況下傳動系統(tǒng)處于什么樣的溫度場、哪些零部件（或部位）是溫度較高、易于失效的危險零部件（或危險部位），就可有的放矢地進行改進，這正是熱分析的意義之所在。

　　YCB齒輪泵設有防護閥作為超載保護，防護閥全回流壓力為泵額定排出壓力的1.5倍，也可在允許排出壓力范圍內(nèi)根據(jù)實際需要另行調(diào)整。YCB齒輪泵的齒輪采用雙圓弧正弦曲線齒形制造，通常漸開線齒輪壓力角取20°~30°，由于雙圓弧齒輪的承載能力比同級的漸開線齒輪高，因此雙圓弧齒輪的壓力角可小些，該圓弧齒輪取14.5°，這可齒面的受力情況，齒面承受的徑向分力較小，從而減輕軸承的負荷，延長軸承的壽命。同時，由于圓弧齒輪的齒廓是圓弧，齒面上各點的滑動速度相等，磨損均勻，因此具有良好的跑合性能，且磨損后齒面精度不變，這是比漸開線齒輪遠為優(yōu)越之處。YCB齒輪泵的應用比較早，早期DF11型機車上使用的燃油泵即為該種齒輪泵。但是漸開線齒輪泵常會發(fā)生液壓關死和氣塞現(xiàn)象，引起噪聲和軸承負荷升高，導致燃油泵性下降，故障頻繁，影響機車的正常運行。20世紀80年代后期，日本、英、美等相關部門相繼開始研究YCB齒輪泵，并逐漸推廣應用。

　　YCB齒輪泵的齒形為雙圓弧，其齒頂和齒根皆為圓弧，兩段圓弧可采用多種曲線連接，我們?nèi)∮嘞仪€為過渡線。由于圓弧齒輪的承載，因此可用45鋼，只需調(diào)質(zhì)處理，從而可降低生產(chǎn)成本，縮短加工周期。為了運動的連續(xù)性，圓弧齒輪需要是斜齒輪嚙合。通常直齒齒輪泵可視為斜齒輪泵的特例。因此，對斜齒輪進行分析時，可將斜齒輪泵視為無數(shù)個垂直于齒輪軸線的很薄的直齒輪泵，繞軸線連續(xù)轉過一個相位角迭加而成，因此其流量輸出特性可由距基準面任意距離x的很薄直齒輪泵的相應特性通過積分獲得。所以可以將距離基準面x的厚度為dx的很薄齒輪泵作為分析的基本模型。過去大多數(shù)學者都采用“能量法”間接分析“瞬時排量”，引入“嚙合重迭系數(shù)”和“脫離嚙合重迭系數(shù)”分析困油區(qū)的容積變化。