李玉龙

(成都大学工业制造学院,四川成都 610106)

0 引 言

外啮合齿轮泵是一种用于泵送工作油液的动力泵,其中,外啮合直齿齿轮泵的结构最简单、成本最低,应用极广[1].经过科研人员多年的研究与技术改进,目前,齿轮泵的工作压力和转速得到很大的提高,最高可达35 MPa、13 000 rpm[2,3],且齿轮泵的3大主要不足,即泄漏、径向力不平衡和困油现象也得到了很大的改善,但是困油现象对泵造成的危害仍没有从根本上得到解决[4].此外,齿轮泵的转速是引起困油现象的最直接因素[5],高转速势必引起更严重的困油现象,相关的研究资料也很少.目前,在齿轮泵的设计中,解决困油问题的办法更多为事后验证与局部调整,例如,卸荷槽尺寸的修改,侧隙和轴向间隙的加大等,考虑到试验的局限性,事后验证目前也仅适用于低速的情况[1,6].随着齿轮泵转速越来越高的发展趋势,能否在设计过程中主动考虑困油现象,建立一个评估困油压力变化的数学模型,即困油模型,具有非常现实的意义.

1 外啮合齿轮泵的困油现象

为保证齿轮泵连续而均匀地旋转与供油,以及考虑到制造和装配上的误差,在设计上,齿轮副的重合度应大于1,即在某段时间内,同时啮合的应有两对轮齿,这样在这两对轮齿和两侧端板以及泵壳内表面之间就形成了和进、出油腔均不相通的闭死容积,其大小会随着齿轮的连续旋转发生时而压缩、时而膨胀的周期性变化,并导致闭死容积内油液……