液壓磚機(jī)齒輪泵的困油現(xiàn)象分析
液壓磚機(jī)齒輪泵的齒形一般都采用漸開線,為了保證液壓磚機(jī)齒輪轉(zhuǎn)動的連續(xù)和平穩(wěn),同時避免吸、排腔相互旁通,其重迭系數(shù)E需大于1,即在前一對嚙合的輪齒尚未完全脫離嚙合時,后一對輪齒已進(jìn)入嚙合,因而就會出現(xiàn)二對以上的輪齒同時嚙合的情況,這樣就在兩嚙合線與泵端蓋間形成一個封閉空間(稱為困油容積),使液壓磚機(jī)一部分油液困在其中。隨著液壓磚機(jī)齒輪的轉(zhuǎn)動,困油容積逐漸減小,直至兩對輪齒的嚙合點(diǎn)轉(zhuǎn)至對稱于節(jié)點(diǎn)位置時,困油容積達(dá)到最小。在這一過程中,殘留在困油容積中的油液被擠壓,壓力急劇上升(可達(dá)排出壓力的10倍以上),使齒輪、軸和軸承受到很大的徑向力,此時油液將從零件密封面的縫隙中被強(qiáng)行擠出,造成油液發(fā)熱而加快變質(zhì)。此過程稱為困油壓縮過程。
其后,隨著液壓磚機(jī)齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動,困油容積又逐漸增大,直至前一對輪齒脫開嚙合為止。在這一過程中,因液壓磚機(jī)困油容積中不能及時充入油液而使其內(nèi)壓力急劇下降,溶于油中的氣體析出而產(chǎn)生氣泡,這些氣泡被帶到吸入腔,不但妨礙油液充人齒間,而且隨壓力升高又會消失。結(jié)果導(dǎo)致容積效率的降低,產(chǎn)生振動和噪聲。這一過程稱為因油膨脹過程。
可見,液壓磚機(jī)困油現(xiàn)象就是困油容積的變化造成其內(nèi)壓力急劇升降的現(xiàn)象。液壓泵發(fā)生因油時,不僅使輪齒和軸承負(fù)荷增加而降低泵的使用壽命,油溫升高而加快油的變質(zhì),而且會導(dǎo)致泵的排量減小,產(chǎn)生振動和噪聲,使泵的工作極不平穩(wěn)。
液壓磚機(jī)困油現(xiàn)象的解決措施
根據(jù)液壓磚機(jī)困油現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,只要能在不使吸、排腔旁通的前提下,設(shè)法在困油容積變小時使之與排出腔溝通,增大時與吸入腔溝通,上述因困油而產(chǎn)生的弊端即可消除。具體的方法有多種,現(xiàn)介紹如下:
1、卸壓槽法
這種方法是我國液壓泵類設(shè)計所推薦的方法,也是最常用的一種卸壓方法。在液壓機(jī)油泵的兩端蓋內(nèi)側(cè),沿兩齒輪節(jié)圓公切線方向,相應(yīng)于吸排腔位置各挖兩個凹槽,稱為卸壓槽。兩槽相對于兩齒輪中心連線成對稱布置。
可見,在液壓磚機(jī)困油容積達(dá)到最小值前或超過最小值以后,不管齒輪泵困油容積是增還是減,齒輪泵或通過右邊的卸壓槽把其內(nèi)的油液引至排出腔,或通過左邊卸壓槽把吸入腔的油液引入困油容積。這樣就消除了液壓磚機(jī)齒輪泵困油壓縮和困油膨脹,從而達(dá)到消除困油現(xiàn)象的目的。
2、卸壓孔法
在從動齒輪的每一個齒頂和齒根均徑向鉆孔,從動軸上切出兩條月牙形溝槽,從動齒輪滑套在從動軸上。當(dāng)困油壓縮時,困油容積中的高壓油可通過從動齒輪齒頂或齒根的相應(yīng)鉆孔和從動軸上的溝槽引向排出腔;而困油膨脹時,吸入腔的油液則可通過相應(yīng)鉆孔和溝槽引入困油容積,從而消除了困油現(xiàn)象。圓孔中心所處的位置應(yīng)使圓孔能和從動齒廓的嚙合點(diǎn)相切,故其中心應(yīng)在嚙合線上。
3、修正齒形法
此法為在從動齒輪上加工成當(dāng)a=50b角的卸壓面(即削瘦齒面),這樣,構(gòu)成困油容積的兩嚙合線中的后一嚙合線就為主動齒輪的齒廓和修正的從動齒輪齒廓的斜面間的很小間隙所代替,使困油容積與排出空間相通,達(dá)到卸壓的目的。
4、采用斜齒輪或人字齒輪
困油現(xiàn)象只產(chǎn)生于正齒輪泵中,當(dāng)采用斜齒輪或人字齒輪時,齒輪的嚙合過程不象正齒輪那樣突然作線性接觸和突然作線性脫開,而是作點(diǎn)性的逐漸嚙合和逐漸退出,因此不會產(chǎn)生困油現(xiàn)象。
采用上述兩齒形的泵,具有排量更均勻,運(yùn)轉(zhuǎn)較平穩(wěn)和噪聲小的優(yōu)點(diǎn)。但采用斜齒輪,會產(chǎn)生軸向推力,需加設(shè)止
第一種為直接輸出,就是將接受傳感器信號的計算機(jī)直接與格式轉(zhuǎn)換電路聯(lián)接。由外部計算機(jī)替代傳感器內(nèi)的單片機(jī)直接控制轉(zhuǎn)換電路的工作。與計算機(jī)相聯(lián)的不僅是16根數(shù)據(jù)線,還需有啟動/關(guān)閉控制線和復(fù)位控制線以及讀取數(shù)據(jù)中斷請求線。這種輸出方式的優(yōu)點(diǎn)就是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)輸快、可控。缺點(diǎn)是要求計算機(jī)有特制的I/0接口卡。一般使用工控機(jī)比轉(zhuǎn)較好。
第二種為標(biāo)準(zhǔn)并行接口。傳感器內(nèi)格式轉(zhuǎn)換電路的工作電傳感器內(nèi)的單片機(jī)控制,并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)的并行傳輸格式送給計算機(jī)。這種傳輸方式的傳輸速度也很快。其特點(diǎn)是傳感器的工作與計算機(jī)的工作相對獨(dú)立,有標(biāo)準(zhǔn)并行接口的計算要都可與之配合使用。
第三種為標(biāo)準(zhǔn)串行接口。這種傳輸方式適用于較遠(yuǎn)距離的信號傳輸,但傳輸?shù)乃俣容^慢,也是由置于傳感器內(nèi)部的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的。
