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KF12RF7齒輪泵因結(jié)構(gòu)簡單、易加工、自吸能力強以及對油液污染不敏感等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于船舶、機床、國防、采礦、汽車、冶金等[1]領(lǐng)域。目前,國內(nèi)外已開展了齒輪泵間隙[2]、泵體結(jié)構(gòu)[3]、軸向間隙補償[4]、徑向壓力平衡、自吸性能[5]、浮動軸套結(jié)構(gòu)設(shè)計、高轉(zhuǎn)速齒輪泵主動供油系統(tǒng)以及關(guān)于液壓系統(tǒng)的氣蝕問題及預(yù)防措施[6]等方面的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn):齒輪泵轉(zhuǎn)速越高,其吸油腔真空度越高,自吸性能越好,但隨著齒輪泵轉(zhuǎn)速進一步提高,由于齒廓間油液的離心運動,齒輪泵會產(chǎn)生一定的吸空現(xiàn)象,導(dǎo)致油液內(nèi)部溶解的氣體析出從而產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。研究人員雖已對齒輪泵的真空度以及過度真空產(chǎn)生氣穴的情況進行了研究,也為消除齒輪泵高轉(zhuǎn)速工況下產(chǎn)生氣穴提出了主動供油系統(tǒng)的解決方案,但對因主動供油系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力對齒輪泵軸封的可靠性沒有很好的解決方案,基本上從提高軸封的耐壓能力予以著手,有些耐壓油封的耐壓值達到了10MPa以上,但因其工作原理導(dǎo)致在高轉(zhuǎn)速工況下極易磨損失效產(chǎn)生故障,從而影響主機的可靠性和齒輪泵的使用壽命。本文以外嚙合齒輪泵為研究對象,闡述了齒輪泵結(jié)構(gòu)特征及其工作原理,分析了齒輪泵自吸和主動供油系統(tǒng)工況之間的不同關(guān)系,并結(jié)合實際生產(chǎn)中經(jīng)驗積累實現(xiàn)了多種優(yōu)化方法的分析和應(yīng)用。本文為應(yīng)用于一種主動供油系統(tǒng)的進油正壓、高轉(zhuǎn)速、寬溫域高壓力輸出雙聯(lián)齒輪泵的優(yōu)化設(shè)計。
KF12RF7齒輪泵的氣穴是指流動的油液在局部位置壓力下降(流速高或者壓力低真空)達到飽和蒸氣壓或空氣分離壓時,產(chǎn)生空氣的分離而形成大量氣泡的現(xiàn)象。當再次從局部低壓流向高壓區(qū)時,氣泡破裂消失,在破裂消失過程產(chǎn)生局部高壓和高溫,出現(xiàn)振動和發(fā)出不規(guī)則的噪聲,金屬表面被氧化剝蝕,這種現(xiàn)象叫氣穴,又叫氣蝕。氣穴現(xiàn)象的產(chǎn)生對主機系統(tǒng)有極其嚴重的危害性,因而必須予以采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
KF12RF7齒輪泵的現(xiàn)場安裝:
軸套采用雙向密封結(jié)構(gòu)設(shè)計解決齒輪泵進油腔道正壓油封不承受高壓問題
常規(guī)齒輪泵浮動軸套內(nèi)部密封采用高、低壓區(qū)分開,單旋轉(zhuǎn)方向的密封方式,其進油口的壓力不允許高于0.3MPa。對于齒輪泵進油腔道正壓供油,當齒輪泵進油口壓力為2.5MPa,這就需要油封的耐壓大于2.5MPa至3MPa以上,這種方案由于進油腔道通過軸套背面回油槽處和旋轉(zhuǎn)密封腔道的接通(見圖8)。因而,進油腔道的壓力和壓力波動將直接傳遞到旋轉(zhuǎn)油封處,對油封的要求較高,在高溫、高壓、高速的情況下容易產(chǎn)生泄漏,造成齒輪泵漏油故障,可靠性差。
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