拖拉机特级齿轮泵的研发与应用

介绍了项目团队以研发高可靠性拖拉机液压齿轮泵为目标,利用计算机仿真设计和实际使用试验改进相结合,开发出一种两开式轴向间隙补偿特级齿轮泵。该齿轮泵不仅具有总效率高、工作压力高、抗失效能力强及噪音低的优点,从结构分析上看,该齿轮泵已经达到国际先进水平,在中国一拖高端东方红拖拉机上的批量应用已获得良好的效果。     

高压渐开线内啮合齿轮泵轴向泄漏分析

为研究高压渐开线内啮合齿轮泵的内泄漏,尤其是轴向泄漏问题,对齿圈与泵体间隙处的轴向泄漏通道进行分析,并建立相应的简化模型,应用Fluent软件计算得到通道内压力沿周向分布的规律,采用所得公式与参数对轴向泄漏进行计算分析,并通过试验进行验证.研究结果表明:高压渐开线内啮合齿轮泵在采用间隙补偿机构时,进出油方式由轴向变为径向,从而导致了轴向泄漏;轴向泄漏与其他途径的泄漏相比更大,是影响该结构泵容积效率的主要因素,轴向泄漏的大小主要取决于齿圈与泵体公差的选择,配合间隙越大,轴向泄漏越大;同时,轴向泄漏也受齿圈偏心率的影响,泄漏量随偏心率的增大而减小.经分析得知,为保证泵在高压下能够保持一定的容积效率,在设计时需要严格控制齿圈与泵体双边间隙的上限值.同时,通过合理的径向力平衡设计控制偏心方向,可以有效利用高压下偏心率的变化缓解一部分轴向泄漏.     

配合间隙对直线共轭内啮合齿轮泵流场特性的影响

直线共轭内啮合齿轮泵是液压系统中的关键组件,因其高效的压力输送特性而广泛应用于工程领域。本文采用计算流体动力学模拟方法对直线共轭内啮合齿轮泵进行研究,分析轴向间隙和径向间隙对齿轮泵泄漏和流场的影响。研究结果表明：配合间隙的变化对齿轮泵的流场特性产生广泛影响,轴向间隙是引发泄漏的主要因素,约占总泄漏量的80%;当轴向间隙由0.03 mm增加到0.07 mm后,输出流量减少20.81%,平均压力下降33.15%,空化产生的气体体积分数增加0.021;而设置相同径向间隙后,输出流量仅下降0.69%,平均压力下降2.76%,空化产生的气体体积分数增加0.005。此外,导致泵内流速变化的主要配合间隙是轴向间隙,适当减小轴向间隙可提升泵内的流体速度,从而提升泵的整体效率。     

齿轮泵的修复

液压齿轮泵是液压系统的供油装置,在实际使用中,元件的自然磨损或维护安装不当,往往会加速齿轮泵的轴向间隙值增大,从而使整个液压系统功能下降,甚至无法工作。例如:我单位一台E514联合收割机在麦收作业中,感到拨打方向盘吃力,操纵割台液压手柄割台升降迟缓,最终方向和割台升降不起作用,无法进行正常的收割作业。经过排查确认是C25-L型齿轮泵故障。拆卸后发现:主动齿轮后端面与浮动轴套相对应的轴套端面处有明显的磨损台肩,经测台肩深度达0.26mm,毫无疑问是齿轮泵轴向间隙值过大,使得泵内泄漏量增加,无法形成压力油所致。减小轴向间隙,提…     

齿轮泵泵体设计点滴

齿轮泵泵体是齿轮泵的主要零件之一，其结构设计的合理性将直接影响到齿轮泵的性能指标及产品可靠性。这里仅就CBN－G系列齿轮泵（额定压力25MP）的泵体设计谈点体会。1．泵体材料的选择CBN－G3系列高压齿轮泵是在CBN－E3系列齿轮泵的基础上改进的。E3泵是目前国内产量最大的齿轮泵。其泵体材料均为铸造铝合金。铸铝泵体对油液的污染小，能形成较为复杂和美观的外形表面，有较轻的结构重量和较理想的机械性能，更重要的优点是在出厂跑合试验中，齿轮顶圆能刮削泵体的内表面（俗称扫膛），这就使齿轮顶部的径向密封处于良好的状态，使…     

齿轮泵的修复

液压齿轮泵是液压系统的供油装置,在实际使用中,元件的自然磨损或维护安装不当,往往会加速齿轮泵的轴向间隙值增大,从而使整个液压系统功能下降,甚至无法工作。     

3系列齿轮泵的改进

为了提高3系列齿轮泵的性能参数与指标,对原结构作了较大的改进。本文对改进的内容与效果作了简要介绍,供齿轮泵制造厂与拖拉机设计者参考。     

中高压外啮合齿轮泵端面间隙的理论计算

在浮动轴套（侧板）受力分析的基础上,通过其内侧油膜挤压力、困油力、工作油压力和其外侧补偿力等的计算,构建出浮动轴套（侧板）轴向的动力学模型．利用龙格一库塔法在一个啮合周期内的迭代运算,获得端面间隙的动态仿真结果,并就压紧力系数、工作油压的不同分布和困油压力对端面间隙的影响进行分析．结果表明：案例工况参数下的端面间隙值一般在0．13mm左右,与实际情况比较吻合;同一压紧系数下浮动侧板内侧因工作油压的不同分布所引起的总油压力越大,端面间隙则越小;在其他条件不变的情况下,压紧系数越大,端面间隙越小;油压的不同分布、压紧系数的大小对端面间隙具有明显的影响,而困油压力的影响较小;总体而言,中、高压外啮合齿轮泵的端面间隙实际上波动较小,可采用动态端面间隙的均值以简化后续计算．     

液压系统与润滑系统的窜油现象分析

<正>在工作中由于“O”型密封圈3与自紧油封2的质量或安装不当而造成液压系统的液压油窜入发动机润滑系统的油底和润滑系统油底中的润滑油窜入液压系统油箱中的现象。它们虽是两个独立的系统,但互相窜油的现象确实存在。由于使用者对这两种窜油现象的本质认识不全,往往盲目地更换油泵新件。这样,不但将稍加整修后仍可继续使用的元件弃之为报废件,同时又增加了机车成本。因此,在出现类似故障后不加分析,盲目否定的态度是不可取的。现就这两种现象予以分析。 一、液压油窜人发动机油底 CB系列齿轮泵的前轴套4是采用浮动式,就是将出口处的高压油道a引到前轴套4的外侧b腔,高压油将前轴套4紧紧地压在齿轮5的端面上,自动地消除随时出现的轴向间隙,防止了高压油向低压口渗漏的现象。 具有出口压力(由负载大小决定其高低)的油,又作用在起密封前轴套4和泵盖1之间配合间隙作用的“O”型密封圈3上,假如密封圈3本身有缺陷或安装过程中有划伤、刻痕、剪切现象,在高压油长期作用下使“O”型密封圈3的密封性能变坏,液压油在高压作用下便可窜过“O”型密封圈进入与自紧油封2之间的空腔g中,窜入空腔g中的液压油具有一定的压力和速度。虽然,这股油的一部份可通过油道d、     

外啮合齿轮泵最佳间隙优化设计

通过对外啮合齿轮泵的结构和性能等方面进行研究,利用优化设计原理进行求解,从而得到齿轮泵的最佳径向间隙与最佳端面间隙尺寸,使得外啮合齿轮泵在该间隙条件下功率损失达到最小,工作效率大大提高,同时,也为外啮合齿轮泵的相关设计研究工作提供了一定的参考基础,具有一定的参考价值。     

高压齿轮泵采用静压轴承的初步探讨

本文通过CBN-F400J高压齿轮泵的实例,介绍了在高压齿轮泵上采用动静压混合轴承的设计,计算基本方法和步骤。并指出,在高压齿轮泵上采用所推荐的动静压混合轴承代替通常的滑动轴承,允许在不改变材料和主要结构尺寸,造价的前提下,使泵的压力和转速升级。     

外啮合齿轮泵流量特性影响因素分析

为研究外啮合齿轮泵重要参数对流量脉动系数的影响,通过理论推导获得流量脉动系数计算公式,分析齿数、压力角对流量脉动系数的影响;采用边界型函数和动网格技术,并结合k-ε湍流模型对不同参数条件下的齿轮泵进行非定常模拟,分析负载压力、径向间隙对流量脉动系数的影响.结果表明,增大齿数和压力角均会减小齿轮泵流量脉动系数,有利于提高齿轮泵的流量特性.另外,增大齿数与增大压力角对提高齿轮泵的流量特性效果较为接近;齿轮泵的流量脉动系数也会随着负载压力及齿轮径向间隙的增大而减小,在设计中适当增大负载压力及齿轮径向间隙,可以改善出口流量特征的质量;过大的负载压力和齿轮轴向间隙会导致齿轮泵容积效率下降,在设计过程中应当引起足够重视.     

N系列六模数中高压齿轮泵

<正> 一、结构简述 由机械部洛阳拖拉机研究所组织有关液压件厂联合设计的六模数滑动轴承中高压齿轮泵,于1981年按部颁标准通过型式试验,经小批试生产和配套使用,1983年通过鉴定。     

混合流动式磁流变阀结构设计与压降性能分析

针对目前磁流变阀结构单一且体积大的不足,设计了一种结构紧凑的混合流动式磁流变阀,该磁流变阀阻尼间隙液流通道由单个轴向圆环流动、单个径向圆盘流动和单个中心小孔流动串联组合而成。阐述了混合流动式磁流变阀结构及工作原理;分析了励磁线圈作用下有效阻尼间隙处的磁路分布,同时建立了其压降数学模型。采用有限元法对混合流动式磁流变阀电磁场进行了建模仿真,对阻尼间隙处的磁场强度和剪切屈服应力的分布规律进行了分析;仿真结果表明轴向圆环阻尼间隙厚度为1.0 mm,径向圆盘阻尼间隙厚度为0.5 mm,加载电流为1.2 A时磁流变阀压降最大,为3 342 k Pa。对混合流动式磁流变阀压降性能进行了试验测试,具体分析了加载电流以及径向圆盘阻尼间隙厚度对磁流变阀压降的影响,试验结果表明轴向圆环阻尼间隙厚度为1.0 mm,径向圆盘阻尼间隙厚度为0.5 mm,加载电流为1.2 A时磁流变阀压降最大,为2 650 k Pa,试验结果与仿真结果变化趋势基本一致。     

齿轮泵轴向间隙补偿及其零件安装

液压系统的齿轮泵工作时,进口是低压腔,从油箱中吸油,出口是高压腔,给液压系统供给压力油,由于油泵两端压力不相等,油液要通过运动副间隙从高压腔向低压腔泄漏,随着工作压力的升高,泄漏量也随之增加。引起泄漏的途径通常有3个,即有3种间隙:①两齿轮啮合处的啮合间隙;②两齿轮齿     

无泄漏立式自吸泵结构特点与设计改进

针对立式自吸泵现存问题,在新型无泄漏（TLZ型）立式自吸泵结构上进行改进设计,采用叶轮、导叶组合结构以及在气水分离室内设置筋板,加快气液分离以缩短自吸时间,进口采用特殊结构而不必安装止回阀或真空破坏阀以防止虹吸作用;采用旋转动密封和骨架油封相结合的密封形式,解决了填料密封泄漏和机械密封需要维修等难题,对改进前后的结构进行对比试验,给出详细的分析计算和改进措施,发现导叶与叶轮间隙和旋转动密封结构对自吸性能都有影响,同时需对轴向力进行合理平衡,此研究为合理设计高效立式自吸泵提供参考．     

高压齿轮泵过渡区阻尼结构参数化

通过研究过渡区压力变化与侧板阻尼结构之间的关系,提出浮动侧板阻尼结构的参数化研究方法.以某高压齿轮泵为模型,对齿轮泵过渡区流场进行解析,并基于响应面方法建立过渡区压力变化的近似模型,在保证齿轮泵容积效率的前提下,以降低侧板过渡区突变为优化目标,对侧板高压油槽阻尼结构进行优化设计,结果表明过渡区压力突变由10.162 MPa降至3.670 MPa.     

叶轮前盖板与泵体轴向间隙对轴向力的影响

为了研究一种新型结构的离心泵叶轮前盖板与泵体轴向间隙对轴向力的影响,首先采用传统理论计算方法得到泵的轴向力,然后基于CFX软件,采用RNG k-ε湍流模型和高阶算法,对离心泵进行全流场数值模拟.通过改变叶轮前盖板与泵体轴向间隙方法,获得泵设计工况下的外特性、轴向间隙之间静压变化及转子部件轴向力,研究泵外特性、轴向力随叶轮前盖板与泵体轴向间隙的变化情况和变化规律.通过数值模拟计算研究表明:在设计工况下,随着离心泵叶轮前盖板与泵体间隙的增加,泵的扬程和效率逐渐减小;叶轮、背叶轮和副叶轮内的静压变化很小,叶轮前盖板与泵体轴向间隙内的静压变化明显;泵的轴向力先增大后减小.扬程数值模拟和试验结果误差为0.84%,轴向力理论计算和数值模拟的最大误差不超过5.75%,说明数值模拟的方法验证了用经验公式计算新型泵所受轴向力的准确性.     

轴向间隙对纸浆泵性能的影响规律

为研究轴向间隙对纸浆泵水力性能的影响,应用计算流体动力学软件Fluent,采用标准k-ε湍流模型及SIMPLEC算法,分别以清水和悬浮液为介质,对半开式离心纸浆泵在3种轴向间隙下,0.7Q0～1.3Q0流量范围内进行三维湍流数值计算,得到浆泵的性能曲线.计算结果表明：介质为清水时,随着间隙的增大,泵扬程和效率下降;对于不同体积分数的介质,离心泵叶轮、间隙内速度分布与介质为清水时的分布基本一致;当浆料体积分数为2%时,流道内存在大量的低速区,流动混乱,提出了适当增大叶片出口安放角的改进方法;随着间隙的增大,间隙的刚性作用消失,泵整体性能下降.由于轴向间隙的作用,叶片吸力面与压力面间的压力、速度变化较大,对于一定体积分数的浆料,小的间隙值能增加泵的输送能力.通过试验和数值计算进行对比分析,结果表明间隙为1.0 mm时泵整体性能较好,试验结果与模拟结果相一致.     

东方红-30拖拉机液压系统台架性能和耐久性试验

伟大领袖毛主席教导我们:“农业的根本出路在于机械化”。 为了对一九七二年十二月东方红—30拖拉机修改后的图纸(其中液压悬挂部份改为单独用油;310型齿轮泵改为单面压紧,增大轴向间隙,后盖密封圈加保护挡圈)进行考核,为图纸定型和批量生产提供依据。于一九七三年八月至十二月在洛阳拖拉机研究所进行了提升器、油泵的台架性能试验和30万次耐久性试验(由于个别零件在前30万次试验中损坏,为了