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磁力传动齿轮泵结构设计及分析
时间: 2024-05-02 22:12:05 | 作者: 企鹅电竞手机网页版登录
为解决以上问题， 作者设计了一种特殊的齿轮泵 结构。 该结构由齿轮泵、 磁力偶合离合器、 电机及电 机控制器组成。 此次电机设计为空心杯直流永磁电 机， 其特点是转动惯量小、 反应迅速。 齿轮泵和电机 连接为非接触式的、 采用电磁作用力使之连接起来的 结构及形式。 这种结构主要是取消了皮碗， 而使联轴器 摩擦力小， 使电机的输入功率减少， 同时能使该齿 轮泵达到无泄漏要求。 为防止锈蚀， 齿轮材料采取使用非 金属材料， 泵体采取不锈钢。 为减少驱动功率和达到 可靠的密封性， 将动密封转换为静密封， 使该齿轮泵 具有零泄漏的特性。
为保证运动的稳定性， 该结构选用滑动轴承。 由于该 齿轮泵流量小即 ０ ３ Ｌ ／ ｍｉｎ， 又由于流量太小导致齿 轮参数不能按设计标准设计， 以致形成齿轮模数相对 流量值偏大， 而由于驱动功率很小 （ ≤１０ Ｗ） ， 而泄 漏量同结构有关， 造成流量小的齿轮泵由于端面间隙 存在出现大的泄漏量。 为保证转动平稳， 故此次设计 选用滑动轴承。 为提高效率保证齿轮泵两侧间隙为最 佳， 保证用小的功率工作 （即齿侧保留必要的间隙） 又保证间隙为最小， 这就要求滑动轴承运动要稳定， 轴承不 能 产 生 轴 向 游 动。 滑 动 轴 承 长 度 设 计 为 ２０ ｍｍ， 为减少质量和体积， 在保证刚度的情况下， 齿 轮轴外径设计为 ϕ３ ２ ｍｍ， 滑动轴承外径设计为 ϕ５ ｍｍ。 为减少 泄 漏 量， 总 轴 向 间 隙 设 计 为 ０ ０２ ｍｍ。 采用上述设计， 保证了小流量齿轮泵可靠地工作。 ２ ２ 磁力偶合离合器
关键词： 磁力传动； 齿轮泵； 零泄漏 中图分类号： ＴＨ３２５ 文献标志码： Ｂ 文章编号： １００１－３８８１ （２０１６） ４－０７３－３
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｇｅａｒ Ｐｕｍｐ
摘要： 针对系统要求， 为使齿轮泵达到高可靠性、 零泄漏的要求， 设计一种特殊的齿轮泵结构。 采用磁力传动使齿轮 泵和电机以非接触式进行连接， 取消了传统结构上的轴封， 摩擦力小， 使电机的输入功率减少； 将动密封转换为静密封， 使该齿轮泵实现零泄漏的指标。
ＬＩ Ｓｈｕｌｉｎｇ， ＷＡＮＧ Ｘｉａｏｘｉａ， ＬＩ Ｗｅｎｘｉｎ， ＹＡＯ Ｗｅｉ （ Ａｓｔｒｏｎａｕｔ Ｃｅｎｔｒｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００９４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ， ｔｏ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｇｅａｒ ｐｕｍｐ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｚｅｒｏ ｌｅａｋ⁃ ａｇｅ， ａ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｇｅａｒ ｐｕｍｐ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ． Ｕｓｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏ ｍａｋｅ ｇｅａｒ ｐｕｍｐ ａｎｄ ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｎｅｃｔ ｗｉｔｈ ｎｏｎ⁃ｃｏｎｔａｃｔ， ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈａｆｔ ｓｅａｌ ｗａｓ ｃａｎｃｅｌｅｄ， ｓｏ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ ｐｏｗｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｔｏｒ ｗａｓ ｒｅｄｕｃｅｄ． Ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｅａｌ ｗａｓ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｉｎｔｏ ｓｔａｔｉｃ ｓｅａｌ， ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｚｅｒｏ ｌｅａｋａｇｅ ｗａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ； Ｇｅａｒ ｐｕｍｐ ； Ｚｅｒｏ ｌｅａｋａｇｅ
某发动机系统由于其特性， 要设计一种齿轮 泵， 而且泵轴连接处不允许漏液 （ 即在整个寿命期 不允许有明显的冒汗现象）， 泵的工作介质为水。 其 性能指标如下：
流量范围： １０ ～ １５ Ｌ ／ ｈ； 工作所承受的压力： ０ １３ ～ ０ １５ ＭＰａ； 连接方式： 电机连接； 外部密封性： 不大于 １×１０－７ Ｐａ·ｍ３ ／ ｓ； 工作液体： 水； 工作液体温度： １０ ～ ３０ ℃ ； 输入功率： 不大于 １０ Ｗ。 １ 设计机制 由于系统的要求， 水只与不锈钢和聚四氟乙烯相 容。 由于工质为水， 轴承不能形成良好的弹性流体动 力润滑油膜， 轴承润滑条件很差， 并且要求齿轮泵外 漏指标Байду номын сангаас零泄漏， 所以不能采用一般的动密封结构。 同时该齿轮泵所需功率不超过 １０ Ｗ。 传统的齿轮泵 满足不了使用上的要求 （ 普通齿轮泵的动密封结构其转 动摩擦力消耗功率就可超出 １０ Ｗ） ， 故需设计一种在 上述条件下工作的齿轮泵。 ２ 齿轮泵的结构设计 关于齿轮泵的原理和结构设计， 国内外文献论述 比较详细， 国内大专院校供本科学生学习的教材大同
收稿日期： ２０１４－１２－２２ 作者简介： 李书灵 （１９６７—） ， 男， 硕士研究生， 副研究员， 主要研究方向为液压元件设计。 Ｅ－ｍａｉｌ： Ｅｇｚｚ０８＠ ｓｉｎａ ｃｏｍ。
２ １ 齿轮轴及轴承的设计 为达到相容性要求， 齿轮选用特殊聚四氟乙烯；
小异。 在具体结构上， 一般书本上的编写结构就显得 力不从心了。 理论要同实际相结合， 这句话应该说特 别有寓意。
齿轮泵在工业上的应用已经很久了， 到目前为 止， 不但在航空、 航天、 兵器工业应用， 而且在轻 工、 钢铁等工业都得到了广泛应用。 齿轮泵之所以得 到如此青睐， 是因为它具有的优点： 结构相对比较简单、 尺寸 紧凑、 工作可靠、 常规使用的寿命长。 但是普通齿轮泵轴承 都需要润滑脂或润滑油润滑， 才可以做到一定的寿命， 同时齿轮泵的传动轴部分都存在漏液现象， 由于轴封 的作用， 齿轮泵需要一定的功率用来克服轴端摩擦力。
