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考虑空化的外啮合齿轮泵流量特性仿真分析

2021-06-16李玲辉陈奎生湛从昌

武汉科技大学学报 2021年4期

李玲辉,陈奎生,湛从昌

(1.武汉科技大学机械自动化学院,湖北 武汉,430081;2.武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室,湖北 武汉,430081)

外啮合齿轮泵具有结构简单、制造成本较低、对油液污染不敏感、可靠性高等优点,在液压系统中被广泛使用。作为一种容积式液压泵,外啮合齿轮泵因其结构特性也存在一些缺陷,主要有噪声大、输出流量不均匀(存在脉动)、流量泄漏以及径向力不平衡等[1],其中输出流量脉动对液压系统影响较大,导致系统产生压力波动和振荡[2],同时流量泄漏会降低平均输出流量,使得齿轮泵效率下降。因此,对外啮合齿轮泵的输出流量特性及其影响因素进行研究具有重要的意义。

del Campo等[2]利用FLUENT动网格技术建立包含空化效应的二维外啮合齿轮泵数值模型,研究结果显示,在空化效应影响下齿轮泵的输出流量不规则性显著增加。郜立焕等[3]分析了齿数对外啮合齿轮泵流量脉动的影响,认为流量脉动随着齿数的增多而减小,当主、从动轮齿数相同时该现象更加明显。王文等[4]研究了齿形对外啮合齿轮泵流量特性的影响,指出错位齿轮齿形可以有效降低流量脉动,但泵出口平均流量也明显降低。周兰美[5]研究表明,采用高度变位齿轮传动的外啮合齿轮泵的脉动率随着总变位系数的增大而明显减少。周俊杰等[6]利用AMESim软件将齿轮泵动力学模型和流体空化模型相耦合,研究了外啮合齿轮泵吸油压力对流量特性的影响,指出液压油含气泡会导致油液弹性模量下降,增大了油液的可压缩性,进而使流量脉动率升高。……

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