淺談YCB齒輪泵的性能影響因素與結(jié)構(gòu)設計
為使YCB齒輪泵的承壓能力 大化,這些配合部件之間的間隙 愈小愈好以限制內(nèi)漏。但是,只是縮小間隙并非說起來那樣簡單,也 考慮其它因素如溫度、粘度和選材。有內(nèi)泄漏并非全是壞事。在YCB齒輪泵中,有些內(nèi)漏是 的,用來潤滑內(nèi)部通路,并在滑動軸承內(nèi)形成液膜以動態(tài)支撐齒輪軸。正確的設計應該是,內(nèi)泄漏量是流量的1~3%。材質(zhì)選型中非常重要的。常用來輸送高腐蝕性、磨蝕性或易變性流體。泵殼、軸和軸承材質(zhì) 先要與泵送液體相匹配。當再額外考慮高溫時,YCB齒輪泵的設計變得 加復雜,甚至需要考慮各種不同材料的熱膨脹性。
很多場合下,YCB齒輪泵不只是簡單地輸送常溫低壓的油類介質(zhì)。
當需要35公斤以上的壓力,或者300攝氏度的高溫,又或者粘度高達幾十萬或幾百萬厘泊時怎么辦?也許有些泵專門設計或修改現(xiàn)有設計,可以滿足其中一或者兩個要求,但當工況需要泵滿足全部這些苛刻條件時怎么辦?
這就需要為這些惡劣工況設計的YCB齒輪泵。這種YCB齒輪泵通過專門優(yōu)化的材質(zhì)、間隙及設計,可以處理任何一種或所有這些工況。
外立式齒輪泵有兩根相同尺寸的嚙合齒輪軸。驅(qū)動軸連接電機或減速機(通過彈性聯(lián)軸器)并帶動另一根軸。在重載型工業(yè)立式圓弧齒輪泵內(nèi),齒輪通常與軸為整體(一個部件),軸頸的公差很小。齒輪軸為整體式是為了承受高壓高粘度下的高扭矩載荷。四個軸頸處的滑動軸承動態(tài)支撐且以泵送介質(zhì)潤滑齒輪軸。
YCB齒輪泵內(nèi)泄漏途徑有四種:
1、齒輪軸頸與軸承之間;
2、齒輪端面與軸承端面之間;
3、齒頂與泵殼之間;
4、嚙合齒之間。
如前所述,內(nèi)部間隙需越小越好以達到較高的壓力能力。在高溫情況下,由于部件的熱脹性,YCB齒輪泵需要在即有的間隙內(nèi)“膨脹”,這已超出了大多數(shù)通用型齒輪泵生產(chǎn)廠家的通常的考量范圍。高估材料熱脹性會導致泵的間隙太松,而不能產(chǎn)生所需壓力;低估熱脹性會導致泵在達到過程溫度時發(fā)生抱死?;谶@個原因,為高溫或低溫設計的泵往往在非設計溫度時不能良好的運行。
舉個例子,如泵體為316不銹鋼,齒輪軸為440B不銹鋼,軸承為石墨。316不銹鋼熱脹率為17x10-6mm/mm/degC,440B是11x10-6mm/mm/degC,而碳是3.6x10-6mm/mm/degC。泵制造商 有高溫時計算泵內(nèi)間隙的能力。
有三種常用的齒輪形式:直齒、斜齒和人字齒。這三種形式各有利弊,有不同的應用。直齒是較簡單的形式,在高壓工況下為較優(yōu)應用,因為沒有軸向推力,且輸送效率較高。
斜齒在輸送過程中的脈動較小,且在較高速度運行時 加安靜,因為齒的嚙合是漸進式的。但是,YCB齒輪泵由于軸向推力的作用,軸承材質(zhì)的選用可能會造成進出口壓差有限、處理粘度較低。因為軸向力會將齒輪推向軸承端面而摩擦,所以只有選用硬度較高的軸承材質(zhì)或在其端面作設計,才能應對這種軸向推力。
人字齒是背對背的斜齒形式,能提供比直齒稍低的脈動,且軸向力可被平衡。然而,制造成本高,組裝/拆卸困難,因為 成對安裝。在高粘度應用中,液體容易固化,或是在非常大的泵中,這的確是個大的弊端。YCB齒輪泵的運行原理很簡單。液體進入YCB齒輪泵吸入端,被未嚙合的齒間空穴吸入,然后在齒間空穴內(nèi)被帶動,沿齒輪軸外緣到達出口端。重新嚙合的齒將液體推出空穴進入背壓處。
理論上說,正位移泵的額定流量和壓力無關(guān)。但是,容積失效或內(nèi)泄漏是所有型式的正位移泵所固有的。為了達到高壓差和所需額定流量, 克服這種內(nèi)泄漏,這也是我們今后所需要注意的問題。