不锈钢齿轮泵应用场合与发展方向

不锈钢齿轮泵应用场合与发展方向
优先选用不锈钢齿轮泵的场合有：液体的粘度较高或粘度变化较大；液体中含气体；泵能正反双向旋转；当粘度等工艺参数变化时要求泵性能稳定、工作可靠。当输送液体的粘度较高时，应充分考虑粘稠液体粘性摩擦造成的压力损失，此时应该降低齿轮泵的转速，以保证高粘度液体能有足够时间充满吸液空间，避免泵吸液不充分而产生气蚀现象。为了减小粘性液体的流动阻力，还应尽可能降低泵的安装高度，选用大尺寸的入口管道，减少不必要的阀门、附件，缩短入口管路的长度。根据高粘度齿轮泵的现状与使用情况，笔者认为，促进高粘度齿轮泵的发展应从以下6个方面开展工作。
1.提高齿轮泵的可靠性与使用寿命
开展对轴、轴承和齿轮材料的性能及热处理技术的研究，在结构设计、制造和产品诸方面建立完善的检测与质量保证体系。根据材料的热胀冷缩特点，合理设计保温或冷却系统，对输送流体的温度实施最佳控制，同时加强泄漏与噪声防治。
2.研制双圆弧齿廓齿轮的齿轮泵、 相互啮合的一对双圆弧齿轮的端面齿廓或法面齿廓，其齿顶均为凸圆弧，齿根均为凹圆弧。两轮啮合时，每对齿均有两个啮合点，一个在齿顶，另一个在齿根，两啮合点位于不同的端截面上。由于双圆弧齿轮的齿宽大于一个轴向齿距，即两个齿轮是多齿、多点接触，故使载荷分散，因而降低了接触应力和弯曲应力，提高了传动的平稳性。互相啮合的一对齿轮具有相同的齿廓，可用同一把刀具加工，并且对制造误差、变形及齿向误差的影响不敏感。
与渐开线齿形的齿轮泵相比，双圆弧齿廓的齿轮泵齿数少((6一8齿)，体积小，无根切干涉，磨损小，效率高，寿命长，被认为是当前最佳的齿形。圆弧齿形具有一点连续啮合的特点，所以不会出现困油现象。这种齿轮泵的流量和压力脉动小，振动与噪声低，对液体污染的敏感性比渐开线齿轮泵小得多，作为低压泵输送高粘度液体十分实用。
3.采用行星齿轮结构平衡径向力
不锈钢齿轮油泵运用齿轮“轮系”的知识，结合齿轮泵的工作原理，可以采用：一个太阳轮(主动轮)、2~6个行星轮(从动齿轮)、一个内齿轮(从动齿轮)来构思径向力平衡式齿轮泵。太阳轮与每个行星轮构成外啮合齿轮泵，内齿轮与每个行星轮则构成内啮合齿轮泵，一台多齿轮式齿轮泵的排量相当于两齿轮式外啮合齿轮泵排量的4一12倍。这种新型齿轮泵的输出流量脉动较小，多路排量既可分流输出，也可合流输出，适于高粘度液体介质的快速、大量输送。在泵的壳体或前后端盖上开设相应的几个进油口与排油口，分别与吸油管及排油管相连接。各吸、排油口相对于每个齿轮(太阳轮、行星轮及内齿轮)对称布置，行星轮相对于太阳轮及内齿轮也均匀分布，使液压力及啮合力分别达到平衡，从而减少了泵轴、轴承的载荷，提高了齿轮泵的寿命。
4.采用轴向排油来减小轴承所受的径向力
受结构的限制，齿轮泵只能采用径向尺寸较小的滑动轴承。齿轮泵工作工程中，出口压力作用在齿顶面上，将齿轮向吸油口方向推动，引起齿轮轴变形，并使轴承受到很大的径向力。若在轮齿啮合处的轴向两侧布置排油口，则齿顶面可不受出口压力的作用，轴承上的载荷大大减小。而轴承载荷减小30%时，其寿命可延长近3倍。
5.研制多齿差内啮合摆线齿轮泵、 通常摆线转子泵的内外转子齿数只差1齿。近年来，国外出现了一种新型摆线转子泵—多齿差内啮合摆线齿轮泵，其内转子为摆线齿轮，外转子为圆弧齿轮，内外转子的齿数差为2或3。这种泵在结构及性能上兼有渐开线内啮合齿轮泵与一齿差摆线转子泵的双重优点，在相同体积下的输出流量比其他齿形的齿轮泵流量大得多，适用于石油化工等行业高粘度介质的输送。大庆石油化工总厂机械厂自行开发了一台多齿差内啮合摆线齿轮泵，已成功用于化纤装置中输送聚丙烯睛等高粘度原液。
6.开发挠性轴承、磁性轴承的齿轮泵、 一般的齿轮泵都采用刚性支承，齿轮在压力油的作用下产生的挠曲变形使得轴颈与轴承不能均匀接触，导致轴承的局部压力剧烈增加，载荷集中于轴承端，并在该处产生局部磨损、发热，造成轴承烧伤或与轴颈咬死。为了防止这种现象的发生，除了尽可能减小轴的挠度外，可把轴套孔做成锥形孔(锥度大小根据齿轮轴的挠度并通过试验来确定)，这样，当泵在高压下工作时，轴套孔支承面可顺应齿轮轴的挠曲变形，使载荷均匀分布。另外，挠性轴承的支座只有一部分与泵体相联接，通过正确的设计，可以保证在各种压力下，挠性轴承都能顺应齿轮轴的变形而变形，从而使轴颈与轴承始终均匀配合，不会发生一端接触局部承载的现象。
除了改变轴承的形状、优化其结构参数或采用减摩材料等手段外，运用磁学原理，用磁性材料来制造轴颈与轴瓦，是提高轴承使用寿命的创新思路。由于轴颈与轴瓦具有相同的磁性，同性相斥，两者便互不接触而呈悬浮状态，在旋转过程中摩擦阻力很小。因此，大力开发采用磁性轴承的不锈钢高粘度泵，必将使齿轮泵获得较高的商品价值。
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