عدة مشاكل رئيسية في مضخة التروس الخارجية

تم إنشاؤها 05.17

عدة مشاكل رئيسية في مضخة التروس الخارجية

أ. يجب أن يكون معامل التداخل (الدرجة) e لتداخل التروس أكبر من 1، أي أنه يجب أن تتداخل على الأقل زوجين من أسنان التروس في نفس الوقت. لذلك، يتم احتجاز جزء من الزيت بين التجويف المغلق الذي تشكله زوجين من أسنان التروس، والذي يُطلق عليه أيضًا منطقة الزيت المحتجز. منطقة الزيت المحتجز غير متصلة بتجويفات الزيت ذات الضغط العالي والمنخفض في المضخة، وتتغير مع دوران الترس، كما هو موضح في الشكل C. من الشكل C (أ) إلى الشكل C (ب)، ينخفض حجم منطقة الزيت المحتجز V تدريجيًا؛ من الشكل C (ب) إلى الشكل C (ج)، يزيد حجم منطقة الزيت المحتجز V تدريجيًا. سيؤدي انخفاض حجم الزيت المحتجز إلى ضغط الزيت المحتجز وتدفقه عبر الفجوة، مما سيؤدي ليس فقط إلى إنتاج ضغط عالٍ، بل يجعل عمود القيادة في المضخة والمحور يتحملان حملًا دوريًا إضافيًا، بل أيضًا يسبب تسخين الزيت؛ عندما يتغير حجم الزيت المحتجز من صغير إلى كبير، ستتكون فراغات محلية وتجاويف بسبب عدم وجود تزويد بالزيت، مما يسبب التجاويف والاهتزاز القوي والضوضاء. يوضح الشكل B منحنى تغير حجم الزيت المحتجز. مشكلة الزيت المحتجز لا تؤثر فقط على جودة عمل مضخة التروس،

يمكن أن يقصر أيضًا من عمر خدمته.

الإجراء الشائع لحل مشكلة الزيت المحاصر هو إنشاء أخاديد تفريغ (أخاديد) تتوافق مع منطقة الزيت المحاصر على السطح الداخلي للأغطية الأمامية والخلفية للمضخة. بالإضافة إلى الهيكل المستطيل المزدوج المرتب بشكل متماثل بالنسبة لخط مركز التروس (الشكل C)، هناك أيضًا أخدود تفريغ دائري مزدوج مرتبة بشكل متماثل بالنسبة لخط مركز التروس [الشكل D (أ)] وأخدود تفريغ مقطوع مائل مزدوج [الشكل C (ب)] وأخدود تفريغ شريطي رقيق مرتبة بشكل متماثل بالنسبة لخط مركز التروس [الشكل D (ج)]. الخصائص مختلفة، لكن مبدأ التفريغ هو نفسه، أي أنه على فرضية ضمان عدم اتصال تجاويف الضغط العالي والضغط المنخفض مع بعضها البعض، يتم توصيل منطقة الزيت المحاصر مع تجويف الضغط العالي (منفذ ضغط الزيت) عند تقليل الحجم، ومع تجويف الضغط المنخفض (منفذ سحب الزيت) عند زيادة الحجم. على سبيل المثال، الخط المزدوج المنقط في الشكل C يظهر أخدود تفريغ مستطيل مزدوج متماثل. عندما ينخفض حجم منطقة الزيت المحاصر، يتم توصيله مع غرفة ضغط الزيت من خلال أخدود التفريغ على اليسار [الشكل C (أ)]، وعندما يزيد الحجم، يتم توصيله مع غرفة سحب الزيت من خلال أخدود التفريغ على اليمين [الشكل C (ج)].

من أجل ضمان تأثير تفريغ أفضل وتجنب سحب الزيت وتداخل منطقة الضغط، يجب أن تكون حجم قناة التفريغ (مثل عرض وعمق قناة التفريغ المستطيلة أو قطر وعمق قناة التفريغ الدائرية) والمسافة بين قناتي التفريغ مناسبتين. بشكل عام، غالبًا ما تكون قناتا التفريغ لمضخة التروس متباعدتين عن منطقة سحب الزيت ومفتوحتين بشكل غير متماثل. كما هو موضح في الشكل e، يجب أن تضمن المسافة a (أقل حجم ميت مغلق) بين القناتين أن تجويف سحب الزيت وتجويف ضغط الزيت لا يمكن أن يتداخل مع بعضهما في أي وقت. بالنسبة للتروس القياسية ذات الشكل الحلزوني مع المودولوس m (زاوية الضغط لدائرة التقسيم هي a)، a = 2.78m. عندما تكون قناة التفريغ غير متماثلة، يجب ضمان B = 0.8m على جانب تجويف ضغط الزيت. يجب أن يكون عرض الشق Cmin > 2.5m وعمق الشق h ≥ 0.8m.

ب. العقبة الرئيسية لمضخة التروس عالية الضغط هي أن هناك العديد من طرق التسرب، ومن الصعب حلها بواسطة تدابير الإغلاق. هناك ثلاث طرق رئيسية للتسرب في مضخة التروس الخارجية: الفجوة المحورية بين جانبي الترس وغطاء النهاية؛ الفجوة الشعاعية بين الثقب الداخلي للغلاف والدائرة الخارجية للترس؛ وفجوة تداخل سطح الأسنان بين الترسين. الفجوة المحورية لها أكبر تأثير على التسرب، لأن منطقة التسرب كبيرة وطريق التسرب قصير. يمكن أن تمثل التسربات 75% ~ 80% من إجمالي التسرب. كلما زادت الفجوة المحورية، زاد التسرب، مما سيجعل الكفاءة الحجمية منخفضة جدًا؛ إذا كانت الفجوة صغيرة جدًا، ستزداد خسارة الاحتكاك الميكانيكي بين وجه الترس ونهاية المضخة، مما سيقلل من الكفاءة الميكانيكية للمضخة.

الحل لمشكلة التسرب هو اختيار الخلوص المناسب للتحكم: بشكل عام، يتم التحكم في الخلوص المحوري عند 0.03 ~ 0.04 مم؛ يتم التحكم في الخلوص الشعاعي عند 0.13 ~ 0.16 مم. في مضخات التروس ذات الضغط المتوسط والعالي، يتم استخدام طريقة التعويض التلقائي للخلوص المحوري بشكل عام لتقليل التسرب وتحسين الكفاءة الحجمية للمضخة. التعويض التلقائي للخلوص المحوري هو بشكل عام إضافة غلاف عمود عائم (لوحة جانبية عائمة) أو لوحة جانبية مرنة بين الأغطية الأمامية والخلفية للمضخة لضغط وجه التروس تحت تأثير الضغط الهيدروليكي، وذلك لتقليل التسرب من خلال وجه النهاية في المضخة وتحقيق هدف زيادة الضغط. يمكن استبدال غلاف العمود العائم في أي وقت بعد التآكل.

مبدأ التعويض التلقائي للفراغ المحوري موضح في الشكل F. التروس المتشابكة مدعومة بمحامل منزلقة أو محامل كروية في أكواع المحور الأمامية والخلفية 4 و 2، والتي يمكن أن تطفو محوريًا في الهيكل 1. يتم توجيه زيت الضغط من غرفة زيت الضغط إلى الطرف الخارجي لغطاء العمود ويؤثر على المنطقة A1 بشكل وحجم معينين. القوة الناتجة عن الضغط الهيدروليكي هي F1 = a1pg، والتي تضغط غطاء العمود إلى الوجه النهائي للتروس، وحجمها متناسب مع ضغط العمل الناتج PG من المضخة.

يعمل الضغط الهيدروليكي على الوجه النهائي للتروس على الوجه الداخلي لغطاء العمود، مما يشكل دفعًا عكسيًا على المساحة المعادلة A2، والتي تتناسب أيضًا مع الضغط العامل، أي FF = a2pm (PM هو الضغط المتوسط المؤثر على A2).

عند بدء تشغيل المضخة، يكون غلاف العمود العائم قريبًا من وجه نهاية الترس تحت تأثير العنصر المرن (حلقة الختم المطاطية أو الزنبرك) لضمان الختم.

من أجل ضمان أن يتمكن غلاف العمود من الالتصاق تلقائيًا بوجه النهاية للتروس تحت ضغوط العمل المختلفة والتعويض تلقائيًا بعد التآكل، يجب ضبط قوة الضغط FY (= ft) بحيث تكون أكبر من الدفع العكسي FF، ولكن لا يُسمح بأن تكون FY أكبر بكثير من FF. تعتمد نسبة قوة الضغط إلى الدفع العكسي FY / FF على قيمة [PV] لمادة غلاف العمود والتروس والكفاءة الميكانيكية، أي أنه من أجل تقليل فقد الاحتكاك، يجب ألا تكون قيمة قوة الضغط المتبقية (FY FF) كبيرة جدًا، لضمان تشكيل فيلم زيت مناسب بين غلاف العمود والتروس، مما يساعد على تحسين الكفاءة الحجمية والكفاءة الميكانيكية. عام

Fy/Ff=1.0～1.2                         (2-1)

بالإضافة إلى ذلك، من الضروري التأكد من أن خطوط العمل لقوة الضغط والدفع العكسي تتطابق، وإلا ستنتج عزم الدوران، مما سيتسبب في ميل غلاف العمود وزيادة التسرب.

ج. مشكلة القوة الشعاعية وتدابيرها المضادة عند عمل مضخة التروس، القوة الشعاعية F المؤثرة على المحمل لمضخة التروس تتكون من القوة الشعاعية FP الناتجة عن ضغط السائل على طول محيط الترس والقوة الشعاعية ft الناتجة عن تداخل التروس، كما هو موضح في الشكل G.

عندما يعمل مضخة التروس، في الخلوص الشعاعي بين الترس والثقب الداخلي للغلاف، يتزايد توزيع ضغط السائل من غرفة سحب الزيت إلى غرفة ضغط الزيت تدريجياً خطوة بخطوة، ومنحنى توزيع ضغط السائل التقريبي موضح في الشكل G. القوة الشعاعية FP الناتجة عن ضغط السائل على الترس الدافع والترس المدفوع هي بالضبط نفس الشيء، واتجاهها عمودي ومتجه لأسفل نحو غرفة سحب الزيت. القوة الشعاعية ft الناتجة عن تداخل التروس على الترس الدافع والترس المدفوع متساوية تقريباً، لكن الاتجاه مختلف. وفقاً للقوة الشعاعية FP الناتجة عن ضغط السائل حول الترس والقوة الشعاعية ft الناتجة عن تداخل التروس، يمكن الحصول على صيغة الحساب التقريبية للقوة الناتجة F1 للقوة الشعاعية على الترس الدافع والقوة الناتجة F2 للقوة الشعاعية على الترس المدفوع.

F1=0.75△pBDe                           (2-2)

F2=0.85△pBDe                           (2-3)

حيث △ P -- فرق الضغط بين مدخل ومخرج مضخة التروس؛

B -- عرض سن الترس؛

De -- قطر دائرة الإضافة للتروس.

من الواضح أن القوة الناتجة F2 من الترس المدفوع أكبر من تلك F1 من الترس الدافع. لذلك، عندما تكون مواصفات المحامل على العجلة الدافعة والعجلة المدفوعة متطابقة، فإن المحامل على العجلة المدفوعة تتآكل بشكل أسرع. من أجل جعل عمر الخدمة للمحملين متساويًا أو قريبًا، يمكن تعويض منفذ الزيت المضغوط إلى الجانب الذي لديه قوة شعاعية صغيرة، بحيث تصبح F2 ~ F1.

لأن القوة الشعاعية هي قوة غير متوازنة، وكلما زاد ضغط العمل، زادت القوة الشعاعية غير المتوازنة. عندما تكون الحالة خطيرة، سيتشوه عمود التروس، وسيتم خدش جانب منفذ سحب الزيت من الغلاف بواسطة أسنان التروس. في نفس الوقت، ستتسارع عملية تآكل المحمل، وسيتم تقليل عمر المضخة. هناك طريقتان شائعتان لتقليل القوة الشعاعية غير المتوازنة.

الطريقة 1: الاختيار المعقول لمودول التروس m وعرض الأسنان b (B / M = 6-10 لمضخة التروس ذات الضغط المنخفض و B / M = 3-6 لمضخة التروس ذات الضغط المتوسط والعالي) يمكن أن يقلل من القوة الشعاعية دون تقليل الكفاءة الحجمية.

الطريقة 2: تغيير توزيع الضغط على طول المحيط، مثل تقليل حجم منفذ زيت الضغط في المضخة، بحيث يعمل زيت الضغط فقط على سن واحد إلى سنين، أو إعداد أخدود الزيت (أخدود التوازن) على اللوحة العلوية أو حول غلاف العمود لتقليل القوة الشعاعية. كما هو موضح في الشكل h، فإن أخاديد التوازن 1 و 2 على اللوحة العلوية متصلة مع غرفة الضغط المنخفض وغرفة الضغط العالي على التوالي لتوليد قوة شعاعية هيدروليكية تتوافق مع غرفة سحب الزيت وغرفة ضغط الزيت لتحقيق توازن القوة الشعاعية.

اترك معلوماتك و
سوف نتصل بك.

Phone

WeChat