پارامترهای عملکرد پمپ دنده
اگر پمپ دندهای سیکلوی بخواهد فشار بالایی داشته باشد، نیاز به استفاده از ساختار جبرانسازی فاصله انتهایی دارد و فشار کاری آن میتواند به 16MPa برسد.
2.1.4 پارامترهای عملکرد
عملکرد اصلی پمپ دندهای شامل فشار، جابجایی، سرعت، کارایی و عمر است.
(1) حداکثر فشار پمپ دندهای با جابجایی کوچک و متوسط که دارای فاصله محوری و جبران فاصله شعاعی مناسب است، بیش از 25MPa است و پمپ دندهای داخلی که به تازگی راهاندازی شده حتی به 40MPa میرسد. فشار نامی پمپ دندهای با جابجایی بزرگ 16 ~ 20MPa است.
(2) برآورد و دامنه جابجایی جابجایی پمپ دنده هیدرولیک پارامتر اصلی مشخصات پمپ است که عمدتاً به پارامترهای هندسی مانند تعداد دندانه Z، مدول، عرض دندانه b و غیره بستگی دارد. فرمول محاسبه تقریبی جابجایی پمپ دنده با ساختارهای مختلف در جدول زیر نشان داده شده است. دامنه جابجایی محصولات پمپ دنده هیدرولیک بسیار وسیع است، از 0.05 تا 800 میلی لیتر / R، اما جابجایی معمول مورد استفاده 2.5 تا 250 میلی لیتر / R است.
فرمول محاسبه تقریبی برای جابجایی پمپ دندهای با ساختارهای مختلف
نوع پمپ | 排量(ml/r)近似计算式 | توضیح |
渐开线标准齿形(压力角a=20°,齿顶高系数f=1)的外齿轮泵 | V=2πKzm2B×10-3(این فرمول تحت فرض برابری حجم کاری بین دندانهها و حجم مؤثر دندانهها استخراج شده است) | z-تعداد دندانه، z=z1=z3؛ m-مدول، mm؛ B-عرض دندانه، mm؛ K-ضریب تصحیح با توجه به تفاوت شکل واقعی مجموعه دندانهها. z=620 باشد، K=1.1390.004z را در نظر بگیرید. |
渐开线标准齿形(压力角a=20°,齿顶高系数f=1)的内齿轮泵 | V=πBm2(4z1-z1/z2-0.75) ×10-3 | z1، z2- دندانههای چرخ دنده و دندانههای حلقه؛ B- عرض دندانه، میلیمتر؛ m- مدول، میلیمتر |
یک دندانه اختلاف چرخ دنده سوزنی حلقه پمپ | V=2πeBDe(z2-0.125) ×10-3 | e-偏心距,mm;B-齿宽,mm;De-针齿齿顶圆直径,mm;z2-外转子齿数 |
(3) سرعت پمپ دندهای میکرو بالا است، تا 20000 دور در دقیقه. سرعت نامی پمپ دندهای که معمولاً در مهندسی استفاده میشود 2000 ~ 2500 دور در دقیقه است. حد پایین سرعت پمپ دندهای معمولاً 300 ~ 500 دور در دقیقه است. از فرمول (1-10) میتوان مشاهده کرد که وقتی سرعت پمپ خیلی پایین است، به دلیل اینکه جریان خروجی خیلی کوچک است، نسبت جریان نشت افزایش مییابد، به طوری که کارایی حجمی پمپ هیدرولیک به سطح بسیار پایینی کاهش مییابد، و تشکیل شرایط خوب روانکاری و خنکسازی دشوار میشود، که منجر به گرم شدن سریع و آسیب میگردد. بنابراین، حداقل سرعت پمپ معمولاً توسط سازنده مشخص میشود.
(4) کارایی منحنیهای ویژگی کارایی معمولی پمپهای دندهای با ساختارهای مختلف در شکل U نشان داده شده است. میتوان مشاهده کرد که عملکرد پمپ دندهای با تدابیر جبران خلا به وضوح بهتر از نوع خلا ثابت است و عملکرد پمپ دنده داخلی بهتر از پمپ دنده خارجی است.
(5) عمر سرویس پمپ دنده کم فشار 3000 ~ 5000 ساعت است، عمر سرویس پمپ دنده خارجی با فشار بالا تنها چند صد ساعت تحت فشار نامی است، و عمر سرویس پمپ دنده داخلی با فشار بالا 2000 ~ 3000 ساعت است.
(6) پارامترهای ساختاری اصلی پارامترهای ساختاری اصلی پمپ دندهای شامل عرض دندانه b، مدول دنده m و تعداد دندانه 2 است.
زمانی که عرض دندانه B بزرگتر باشد، کارایی کلی پمپ دندهای بالاتر است، اما زمانی که فشار پمپ بالاتر باشد، بار روی شافت دنده و بلبرینگ خیلی زیاد است. ماژول m دنده به طور مستقیم بر پارامترهای ساختاری پمپ تأثیر میگذارد، مانند فشار، جابجایی، نوسان، نویز و عرض دندانه B. افزایش ماژول و کاهش تعداد دندانهها به کاهش حجم پمپ کمک میکند، اما تعداد خیلی کم دندانهها باعث افزایش جریان و نوسان فشار پمپ میشود.
تعداد دندانههای چرخ دنده معمولاً z = 6 ~ 30 است، پمپ دندهای فشار پایین معمولاً نیاز به نوسان جریان کوچک دارد، بنابراین بیشتر z = 13 ~ 20 است؛ پمپ دندهای فشار بالا نیاز به استحکام ریشه بزرگ دارد، بنابراین مدول بزرگ است و تعداد دندانهها کوچک است، معمولاً z = 6 ~ 14. به منظور جلوگیری از برش و تضعیف استحکام ریشه، لازم است که پروفیل دندانهها اصلاح شود.
رابطه بین عرض دندانه B و مدول m چرخ دنده به صورت b = km است، K ضریب عرض دندانه است، دامنه مقدار پمپ دنده فشار پایین K بین 6 تا 10 است و دامنه مقدار پمپ دنده فشار بالا K بین 3 تا 6 است. هرچه فشار کاری بیشتر باشد، K باید کوچکتر باشد.
ماژول m دنده عمدتاً به نرخ جریان پمپ بستگی دارد. دامنه ماژول پمپ دنده فشار متوسط و پایین با نرخ جریان q = 4 ~ 125L / min برابر با m = 1.5 ~ 5mm است. هرچه نرخ جریان بزرگتر باشد، ماژول بزرگتر است.