水壓外嚙合齒輪泵關鍵技術的研究.pdf

1、水壓傳動技術直接以天然水或自來水作為工作介質，既具有液壓技術的共性優(yōu)點，又具有節(jié)省資源、經濟環(huán)保、動態(tài)性能好、系統(tǒng)效率高、應用范圍廣等突出的特點。水壓傳動技術適應了環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的要求，可大幅提高經濟效益，已成為液壓工業(yè)技術進步與創(chuàng)新的主要領域之一。
　　液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力源。齒輪泵排量范圍適中、結構簡單、成本低、工業(yè)應用廣、在產量上占絕對優(yōu)勢。當前，水液壓柱塞泵已經研制并形成產品，而水液壓外嚙合齒輪泵的研究和產品在國內

2、外未見報道，針對這一全新技術，作者進行了大量理論分析和實驗研究。
　　首先，在查閱大量國內外資料的基礎上，分析了國內外水壓元件的研究與應用情況，指出了研究水壓齒輪泵的重要意義，明確了研究水壓外嚙合齒輪泵的主要技術難點，在此基礎上，提出了解決水壓齒輪泵技術難點所需的關鍵技術，確定了本文的主要研究內容。
　　在對影響齒輪泵容積效率的泄漏特性進行分析后，采用功率損失最小原則對水壓齒輪泵齒頂和端面間隙進行了優(yōu)化，為水壓齒輪泵的結構設

3、計及研制奠定堅實的理論基礎，考慮到水壓齒輪泵內部流動特性的不確定性，同時還給出了水壓外齒輪泵紊流泄漏流量公式，為確定水壓齒輪泵內部流態(tài)提供支持。
　　為研制出高性能的水壓齒輪泵，本文還對齒輪泵各零部件材料進行了選擇，并對關鍵摩擦副材料進行了研究，在參考國內外文獻的基礎上，確定了水壓齒輪泵關鍵摩擦副材料的組成成分，采用正交設計法制備了摩擦磨損試件，并在 MPX-200型摩擦磨損試驗機上對試件進行了水潤滑下摩擦磨損試驗，采用極差方差分

4、析法和對磨損表面形貌分析確定了該材料的最佳配比，試驗結果表明：該材料在載荷1000 N、轉速1100r/min下的摩擦系數(shù)為0.08，線磨損率為0.41×10-10mm/N·m；同時還對該材料的物理化學特性及機械性能進行了測試分析。
　　本文還應用理論與實驗相結合的方法證明了水壓齒輪泵內部流場流動特性為層流，并應用流固耦合理論對水壓齒輪泵進行了二維流場的仿真分析，仿真結果表明水壓齒輪泵齒頂泄漏與層流理論計算結果一致，進一步驗證了水

5、壓齒輪泵內部泄漏為層流，在此基礎上，對齒輪泵的液壓徑向力進行了仿真計算，為結構設計奠定基礎。
　　水壓齒輪泵的結構也是影響其性能的主要因素，因此，本文確定了水壓齒輪泵的結構形式，對其關鍵零部件——浮動軸套進行了結構創(chuàng)新設計，并應用預緊力設計原理對密封圈溝槽進行了結構設計，同時為防止徑向力不平衡而使軸承壽命降低，以及由于軸承得不到有效的潤滑而處于干摩擦狀態(tài)，進行了徑向平衡孔的設計，并確定了徑向平衡孔的布置位置及方式。
　　在結