Bomba hidráulica de engranajes
1. (conocida como bomba de engranajes) es un tipo de bomba cuantitativa que se usa comúnmente en sistemas hidráulicos. Tiene las características de estructura simple, trabajo confiable, tamaño pequeño, peso liviano, bajo costo y uso y mantenimiento convenientes. Además, la bomba de engranajes también tiene las ventajas de un buen rendimiento de autocebado, amplio rango de velocidad, baja precisión de filtrado de aceite e insensible a la contaminación por aceite. Las principales desventajas de las bombas de engranajes son el gran flujo y la pulsación de presión, el desplazamiento no ajustable y el alto nivel de ruido.
Las bombas de engranajes se pueden dividir en bombas de engranajes externas y bombas de engranajes internas según su forma de malla. Las bombas de engranajes internos tienen una estructura compacta, operación estable, bajo nivel de ruido, buen rendimiento a alta velocidad, pulsación de flujo pequeño, pero procesamiento complejo, alta presión y baja velocidad La eficiencia tiempo-volumen es baja; el proceso de la bomba de engranajes externa es simple. En la actualidad, las bombas de engranajes con engranajes rectos evolvente de engranaje externo se utilizan ampliamente.
2.2.1 Bomba de engranajes externa
1. La estructura y el principio de funcionamiento de la bomba de engranajes externa.
La bomba de engranajes de baja presión se compone de dos engranajes externos engranados, cuerpo de bomba, cubiertas y cojinetes de los extremos delantero y trasero;
Principio de funcionamiento: el cambio del volumen cerrado para completar la succión y descarga de aceite.
2.2 Caudal de la bomba de engranajes externa
(1) Desplazamiento teórico
Primero estudie el desplazamiento teórico aproximado. Suponiendo que el volumen de trabajo entre los dientes del engranaje es igual al volumen de los dientes del engranaje, entonces:
En la fórmula: —— el desplazamiento de la bomba de engranajes (m3 / r);
Z — el número de dientes del engranaje;
M —— El módulo del engranaje (m);
B —— El ancho de diente del engranaje (m);
D —— El diámetro del círculo primitivo del engranaje (m), D=mz;
H —— La altura de trabajo efectiva del engranaje (m) h=2 m.
De hecho, el volumen entre los dientes es ligeramente mayor que el volumen de los dientes, por lo que la fórmula anterior debe corregirse.
Tan teórico desplazamiento
Nota: El valor mayor se usa cuando el número de dientes es pequeño.
(2) Caudal real (es decir, caudal de salida)
(M3/s)
Nota: El desplazamiento de la bomba es proporcional al cuadrado del módulo del engranaje. Partiendo de la premisa de que el diámetro del círculo de indexación permanece sin cambios, cuanto mayor es el módulo, mayor es el desplazamiento de la bomba.
El flujo de salida de la bomba de engranajes es pulsante, es decir, el flujo instantáneo pulsa con el cambio del ángulo de rotación del engranaje. La pulsación afecta la estabilidad del sistema. El grado de pulsación se expresa mediante la frecuencia de pulsación:
En la fórmula: —— la tasa de pulsación del flujo de la bomba hidráulica;
—— El caudal instantáneo máximo de la bomba hidráulica (m3 / s);
—— Caudal instantáneo mínimo de la bomba hidráulica (m3 / s);
—— Tráfico teórico.
Cuanto mayor sea la longitud de la malla, mayor será la frecuencia de pulsación. Cuando el diámetro del círculo de paso del engranaje es el mismo, cuanto mayor sea el número de dientes, menor será la longitud de la malla y la reducción de la tasa de pulsaciones, pero esto reducirá la tasa de flujo de la bomba. En términos generales, Z ↑ (m ↓) ↓, el número de dientes Z de la bomba de engranajes de baja presión es generalmente 13 ～ 19, y Z de la bomba de engranajes de alta presión es generalmente 6 ～ 13.
No puede' no ser demasiado grande, pero no puede' no ser demasiado pequeño. Cuando es demasiado grande, habrá un efecto centrífugo, lo que hará que la cavidad de succión de aceite no esté llena, lo que resultará en cavitación; cuando es demasiado pequeño, caerá. Por lo tanto, generalmente se debe operar a la velocidad nominal o cerca de ella.
4. Atrapamiento de hidrocarburos
(1) Causa: Para garantizar la estabilidad de la transmisión y el sellado confiable de la cavidad de succión y descarga de aceite (haga que la cavidad de succión de aceite y la cavidad de descarga de aceite estén separadas por la línea de contacto de malla de diente a diente y no se comuniquen) ), para evitar la fuga de la malla y la coincidencia de los engranajes. De esta forma se producirá el fenómeno de atrapamiento de aceite.
El fenómeno de que la presión del líquido aumenta y cae bruscamente debido al cambio en el tamaño del volumen muerto se denomina fenómeno de atrapamiento de petróleo. El fenómeno del aceite atrapado causa ruido cuando la bomba de engranajes está funcionando, reduce la eficiencia volumétrica y afecta la suavidad y la vida útil de la bomba de engranajes.
(2) Solución: haga ranuras de descarga en las placas de cubierta a ambos lados de la bomba de engranajes. Como se muestra en la figura, cuando BC=CA, la ranura B está conectada al puerto de descarga de aceite y la posición A está conectada al puerto de succión de aceite. Las dos ranuras no se pueden conectar.
Sin embargo, el tamaño de un debe controlarse estrictamente. Si a es demasiado pequeño, las dos ranuras de descarga conectarán directamente las cámaras de succión y descarga de la bomba a través del volumen cerrado, lo que reducirá la eficiencia volumétrica de la bomba; si a es demasiado grande, el fenómeno de atrapamiento de aceite no será completo. eliminar.
El principio es: cuando el volumen muerto está en la posición mínima, la ranura de descarga no puede comunicarse con el volumen muerto, es decir, el volumen muerto no puede comunicarse con las cámaras de succión y descarga; cuando el volumen muerto se reduce gradualmente desde el máximo, se pasa la ranura de descarga. Se comunica con la cavidad de descarga de aceite; cuando el volumen muerto cerrado aumenta gradualmente desde el mínimo, se comunica con la cavidad de succión de aceite a través de la ranura de descarga.
Además de las ranuras de descarga dobles, también se puede abrir una ranura de descarga única. Durante el período de la trampa de aceite, el volumen muerto cerrado siempre está en comunicación con la cámara de descarga de aceite (o cámara de succión de aceite). En cualquier momento, las cámaras de alta y baja presión no se comunican entre sí.
5. Fuerza radial
(1) Causa: Debido a la fuga radial entre la parte superior del diente giratorio y la pared interna de la carcasa de la bomba, la presión cae gradualmente en el rango de transición desde la cavidad de descarga de aceite a la cavidad de succión de aceite y la presión radial está desequilibrada. Presión hidráulica (aumente gradualmente como se muestra en la figura); fuerza de engrane del engranaje (las direcciones en las dos ruedas son opuestas, de igual magnitud); fuerza radial total.
(2) Medidas de solución y mejora
La gran fuerza radial aumentará la carga radial del rodamiento y producirá un desgaste excéntrico en la parte superior del diente y la pared interior de la carcasa. Al mismo tiempo, agravará el desgaste del rodamiento y reducirá la vida útil del rodamiento, por lo que debe mejorarse. Las medidas: abrir la ranura de equilibrio de presión, pero esto aumentará la fuga interna (como se muestra en la imagen superior derecha), este método rara vez se usa ahora; Reducir el tamaño del puerto de descarga de aceite, de modo que la presión de la cavidad de descarga de aceite solo actúe sobre 1 o 2 dientes.Para reducir el valor, mientras aumenta adecuadamente el espacio entre la parte superior del diente y la pared interna de la carcasa de la bomba, el diente la parte superior no hace contacto con la pared interior de la carcasa de la bomba.
6. Problema de fugas
Forma de fuga:
(1) Fuga en la parte superior del diente: debido al largo camino, la fuga no es grande y representa del 15% al 20% de la fuga total;
(2) Las fugas en el engranaje pueden mejorar la precisión de fabricación e instalación, reducir la deformación del material del engranaje y la cantidad de fugas no es demasiado grande; (3) Fuga en la cara del extremo del engranaje (también llamada axial): la cantidad de fuga es relativamente grande, representando alrededor del 75% ~ 80%.
Para las bombas de baja presión, los métodos se adoptan principalmente para mejorar la precisión de la fabricación y la precisión de la instalación para reducir las fugas; para bombas medias y altas, no se pueden ignorar las fugas en la superficie final.
Tomar medidas: método de buje flotante o método de placa lateral flotante.
Al arrancar, el resorte 4 funciona y luego el aceite a presión de salida de la bomba entra en la cavidad A. La presión de aceite de la cavidad A hace que el manguito se acerque al lado del engranaje, eliminando así el espacio y compensando el desgaste entre el lado del engranaje y el manguito.
2.2.2 Bomba de engranajes interna
Las bombas de engranajes internos se dividen en bombas de engranajes involutas y bombas de engranajes cicloides. Este artículo solo describe brevemente las bombas de engranajes evolventes.
La bomba de engranajes involutos de engranaje interno se compone principalmente de un anillo de engranaje interno, engranaje externo, placa de media luna, etc. La siguiente figura muestra el diagrama de principio de funcionamiento de la bomba de engranajes interna. El anillo de engranaje interno engrana con el engranaje externo y la placa creciente separa la cavidad de succión de aceite de la cavidad de descarga de aceite. Cuando el eje impulsor impulsa el engranaje externo para que gire, el anillo de engranaje interno engrana con este. También con la rotación, la cámara de succión de aceite succiona aceite continuamente debido al aumento continuo del volumen de desacoplamiento del engranaje. El aceite aspirado entra en la cámara de aceite a presión después de pasar a través del diafragma creciente. La cámara de aceite a presión descarga continuamente el aceite debido a la reducción continua del volumen de acoplamiento del engranaje. Para
Las ventajas de las bombas de engranajes internos: en comparación con las bombas de engranajes externas, las bombas de engranajes internos no pueden atrapar aceite y la pulsación del flujo es pequeña, por lo que la pulsación de presión y el ruido también son pequeños; estructura compacta, tamaño pequeño y peso ligero; debido a los engranajes La velocidad relativa es pequeña y puede girar a alta velocidad; y debido a que los engranajes internos y externos giran en la misma dirección, la velocidad de deslizamiento relativa de los engranajes es pequeña, por lo que el desgaste es pequeño y la vida útil es larga.
La principal desventaja es que la capacidad de fabricación no es tan buena como la de la bomba de engranajes externa y el costo es alto.
