单齿差内啮合齿轮泵降噪的研究

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)上海理工大学 作者:黄鹤

  噪声问题一直是制约齿轮泵进一步拓展市场的一大障碍。内啮合齿轮泵在解决噪声问题上比外啮合齿轮泵要优越得多。本文以单齿差内啮合齿轮泵为研究对象,分析内外齿轮的型线、轴承间隙、轴支撑等因素对噪声的影响,取得了很好的降噪效果。

1、前言

  齿轮泵的噪声主要由两部分组成,一部分是齿轮啮合过程中所产生的机械噪声,另一部分是困油冲击所产生的液压噪声。前者与齿轮的加工和安装精度有关,后者则主要取决于泵的卸荷是否彻底。对于外啮合齿轮泵,要实现完全卸荷是很困难的,因此进一步降低泵的噪声受到一定的限制[1]  。

  内啮合齿轮泵,如图1所示,结构简单,加工方便,体积小,重量轻,且有自吸能力强、对油液污染不敏感等特性,因而应用较为广泛[2] 。但齿轮泵有其自身的缺点,要维持齿轮泵在中低压定量系统、润滑系统的霸主地位,就必须要在径向液压力不平衡,轴承寿命短,流量偏小,噪声高等方面做出改进。

齿轮泵示意

图1 齿轮泵示意

  单齿差内啮合齿轮泵外转子齿形为圆弧,内转子齿形是圆弧包络线,如图2所示。这种新型转子泵在接触齿数和接触状态方面与普通转子泵有本质区别。普通转子泵特点是内外转子各齿时刻保持接触。但从转子泵的泵油原理上讲,除了必要的为了驱动的齿间接触外,其他的齿间接触都是多余的[3] 。新型转子泵的内转子形线就是外转子的运动轨迹,内外转子在保证连续传动的基础上,使得其啮合特性得到极大改善。使用这种齿轮的齿轮泵具有结构紧凑,体积小,运转平稳,噪音低等优点。与普通齿轮泵相比,这种泵减少了磨损,它可以采用较普通齿轮泵更高的工作转速、并获得更大的流量和更长的使用寿命。圆弧摆线内啮合齿轮泵是齿轮泵的一个重要发展方向,具有很高的研究价值。

4、结论

  降低单齿内啮合齿轮泵噪声的途径有:

  (1)对内外齿形的型线进行优化;

  (2)轴与滑动轴承之间的配合采用小间隙配合,或在允许的情况下以滚动轴承代替滑动轴承;

  (3)加强轴的刚度,降低轴的跳动度,在轴端加支撑,尽量避免悬臂轴的产生。

参考文献

  [1]  王兆菊. 内啮合齿轮泵研究热点及趋势[J]. 农业机械, 2008 (10) : 76277.
  [2]  徐学忠. 多齿差摆线齿轮泵基本参数的优化设计[J]. 机床与液压, 2005 (3) : 88290.
  [3]  宋如钢,张宝欢,杨延相. 新型摆线转子泵啮合特性的研究[J]. 粉末冶金技术, 2007, 25 (2) : 992103.
  [4]  李宏伟,高绍站. 内啮合齿轮泵齿轮轴的受力分析[J]. 液压与气动, 2007 (5) : 70272.
  [5]  许贤良,赵连春,王传礼. 复合齿轮泵[M]. 北京:机械工业出版社, 2008.
  [6]  成大先. 机械设计手册第一卷[M]. 北京:化学工业出版社, 2007.

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