बाहरी गियर पंप में कई प्रमुख समस्याएँ

बना गयी 05.17

बाहरी गियर पंप में कई प्रमुख समस्याएँ

a. गियर मेशिंग का ओवरलैप गुणांक (डिग्री) e 1 से अधिक होना चाहिए, अर्थात, कम से कम दो जोड़े गियर दांतों को एक ही समय में मेश करना चाहिए। इसलिए, दो जोड़े गियर दांतों द्वारा बनाए गए बंद गुहिका के बीच एक भाग का तेल फंस जाता है, जिसे फंसे हुए तेल क्षेत्र भी कहा जाता है। फंसे हुए तेल क्षेत्र पंप के उच्च और निम्न दबाव वाले तेल गुहिकाओं से जुड़ा नहीं होता है, और गियर के घूर्णन के साथ बदलता है, जैसा कि चित्र C में दिखाया गया है। चित्र C (a) से चित्र C (b) तक, फंसे हुए तेल क्षेत्र V की मात्रा धीरे-धीरे घटती है; चित्र C (b) से चित्र C (c) तक, फंसे हुए तेल क्षेत्र V की मात्रा धीरे-धीरे बढ़ती है। फंसे हुए तेल की मात्रा में कमी फंसे हुए तेल को निचोड़ने और गैप के माध्यम से ओवरफ्लो करने का कारण बनेगी, जो न केवल उच्च दबाव उत्पन्न करेगा, बल्कि पंप ड्राइव शाफ्ट और शाफ्ट पर अतिरिक्त आवधिक लोड डालेगा, बल्कि तेल के गर्म होने का कारण भी बनेगा; जब फंसे हुए तेल की मात्रा छोटी से बड़ी में बदलती है, तो तेल की आपूर्ति न होने के कारण स्थानीय वैक्यूम और कैविटेशन बनेगा, जिससे कैविटेशन और मजबूत कंपन और शोर होगा। चित्र B फंसे हुए तेल की मात्रा के परिवर्तन वक्र को दर्शाता है। फंसे हुए तेल की समस्या न केवल गियर पंप की कार्य गुणवत्ता को प्रभावित करती है,

यह इसकी सेवा जीवन को भी छोटा कर सकता है।

समस्या को हल करने के लिए सामान्य उपाय यह है कि पंप के सामने और पीछे के कवर की आंतरिक सतह पर फंसे हुए तेल क्षेत्र के अनुरूप अनलोडिंग ग्रूव (ग्रूव) सेट किए जाएं। गियर केंद्र रेखा के सापेक्ष सममित रूप से व्यवस्थित डबल आयताकार संरचना (चित्र C) के अलावा, गियर केंद्र रेखा के सापेक्ष सममित रूप से व्यवस्थित डबल गोलाकार अनलोडिंग ग्रूव [चित्र D (क)] और डबल तिरछा कटिंग अनलोडिंग ग्रूव [चित्र C (ख)] और गियर केंद्र रेखा के सापेक्ष सममित रूप से व्यवस्थित पतली पट्टी अनलोडिंग ग्रूव [चित्र D (ग)] भी हैं। विशेषताएँ भिन्न हैं, लेकिन अनलोडिंग का सिद्धांत समान है, अर्थात, यह सुनिश्चित करने की शर्त पर कि उच्च और निम्न दबाव वाले कक्ष एक-दूसरे से जुड़े नहीं हैं, फंसे हुए तेल क्षेत्र को उच्च दबाव वाले कक्ष (तेल दबाव पोर्ट) के साथ जोड़ा जाता है जब मात्रा कम होती है, और निम्न दबाव वाले कक्ष (तेल सक्शन पोर्ट) के साथ जोड़ा जाता है जब मात्रा बढ़ती है। उदाहरण के लिए, चित्र C में डबल डॉटेड लाइन एक सममित डबल आयताकार अनलोडिंग ग्रूव को दर्शाती है। जब फंसे हुए तेल क्षेत्र की मात्रा कम होती है, तो यह बाईं ओर के अनलोडिंग ग्रूव के माध्यम से तेल दबाव कक्ष के साथ जुड़ता है [चित्र C (क)], और जब मात्रा बढ़ती है, तो यह दाईं ओर के अनलोडिंग ग्रूव के माध्यम से तेल सक्शन कक्ष के साथ जुड़ता है [चित्र C (ग)].

अच्छे अनलोडिंग प्रभाव को सुनिश्चित करने और तेल चूसने और दबाव क्षेत्र के टकराव से बचने के लिए, अनलोडिंग ग्रूव का आकार (जैसे आयताकार अनलोडिंग ग्रूव की चौड़ाई और गहराई या गोल अनलोडिंग ग्रूव का व्यास और गहराई) और दो अनलोडिंग ग्रूव के बीच की दूरी उपयुक्त होनी चाहिए। सामान्यतः, गियर पंप के दो अनलोडिंग ग्रूव अक्सर तेल चूसने के क्षेत्र की ओर ऑफसेट होते हैं और विषम रूप से खोले जाते हैं। चित्र e में दिखाया गया है, दो ग्रूव के बीच की दूरी a (न्यूनतम बंद मृत मात्रा) यह सुनिश्चित करनी चाहिए कि तेल चूसने का कक्ष और तेल दबाव कक्ष किसी भी समय एक-दूसरे के साथ टकरा न सकें। मानक इनवोल्यूट गियर के लिए, जिसमें म का माप होता है (विभाजन वृत्त का दबाव कोण a है), a = 2.78m। जब अनलोडिंग ग्रूव विषम होता है, तो तेल दबाव कक्ष की ओर B = 0.8m सुनिश्चित किया जाना चाहिए। स्लॉट की चौड़ाई Cmin > 2.5m और स्लॉट की गहराई h ≥ 0.8m होनी चाहिए।

b. उच्च दबाव गियर पंप की मुख्य बाधा यह है कि वहाँ कई रिसाव के तरीके हैं, और इसे सीलिंग उपायों द्वारा हल करना आसान नहीं है। बाहरी गियर पंप में तीन मुख्य रिसाव के तरीके हैं: गियर के दोनों पक्षों और अंत कवर के बीच अक्षीय स्पष्टता; खोल के आंतरिक छिद्र और गियर के बाहरी वृत्त के बीच रेडियल स्पष्टता; दोनों गियर्स के दांतों की सतह के मेलिंग स्पष्टता। अक्षीय स्पष्टता का रिसाव पर सबसे बड़ा प्रभाव पड़ता है, क्योंकि रिसाव क्षेत्र बड़ा है और रिसाव का मार्ग छोटा है। रिसाव कुल रिसाव का 75% ~ 80% तक हो सकता है। जितनी बड़ी अक्षीय स्पष्टता होगी, उतना ही अधिक रिसाव होगा, जो वॉल्यूमेट्रिक दक्षता को बहुत कम कर देगा; यदि स्पष्टता बहुत छोटी है, तो गियर के अंत चेहरे और पंप के अंत कवर के बीच यांत्रिक घर्षण हानि बढ़ जाएगी, जो पंप की यांत्रिक दक्षता को कम कर देगी।

लीकेज समस्या का समाधान नियंत्रण के लिए उपयुक्त क्लियरेंस का चयन करना है: सामान्यतः, अक्षीय क्लियरेंस को 0.03 ~ 0.04 मिमी पर नियंत्रित किया जाता है; रेडियल क्लियरेंस को 0.13 ~ 0.16 मिमी पर नियंत्रित किया जाता है। मध्यम उच्च दबाव और उच्च दबाव गियर पंपों में, लीकेज को कम करने और पंप की वॉल्यूमेट्रिक दक्षता को सुधारने के लिए सामान्यतः अक्षीय क्लियरेंस की स्वचालित मुआवजा विधि का उपयोग किया जाता है। अक्षीय क्लियरेंस का स्वचालित मुआवजा सामान्यतः पंप के सामने और पीछे के अंत कवर के बीच फ्लोटिंग शाफ्ट स्लीव (फ्लोटिंग साइड प्लेट) या इलास्टिक साइड प्लेट जोड़ने के लिए होता है ताकि हाइड्रोलिक दबाव के क्रिया के तहत गियर के अंत के चेहरे को संकुचित किया जा सके, ताकि पंप में अंत के चेहरे के माध्यम से लीकेज को कम किया जा सके और दबाव बढ़ाने का उद्देश्य प्राप्त किया जा सके। फ्लोटिंग शाफ्ट स्लीव को पहनने के बाद किसी भी समय बदला जा सकता है।

धुरी की स्पष्टता के स्वचालित मुआवजे का सिद्धांत चित्र F में दिखाया गया है। दो संलग्न गियर्स को सामने और पीछे के धुरों की आस्तीन 4 और 2 में स्लाइडिंग बेयरिंग या रोलिंग बेयरिंग द्वारा समर्थित किया गया है, जो आवास 1 में धुरी के अनुसार तैर सकते हैं। दबाव तेल को दबाव तेल कक्ष से शाफ्ट आस्तीन के बाहरी सिरे पर ले जाया जाता है और यह क्षेत्र A1 पर एक निश्चित आकार और आकार में कार्य करता है। हाइड्रोलिक दबाव का परिणामी बल F1 = a1pg है, जो शाफ्ट आस्तीन को गियर के अंत चेहरे पर दबाता है, और इसका आकार पंप के आउटपुट कार्य दबाव PG के आनुपातिक होता है।

गियर के अंत चेहरे पर हाइड्रोलिक दबाव शाफ्ट स्लीव के आंतरिक अंत चेहरे पर कार्य करता है, जो समकक्ष क्षेत्र A2 पर एक विपरीत थ्रस्ट बनाता है, जो कार्यशील दबाव के समानुपाती होता है, अर्थात्, FF = a2pm (PM A2 पर कार्य करने वाला औसत दबाव है)।

जब पंप चालू होता है, तो तैरता शाफ्ट स्लीव लचीले तत्व (रबर सीलिंग रिंग या स्प्रिंग) के क्रिया के तहत गियर अंत चेहरे के करीब होता है ताकि सीलिंग सुनिश्चित हो सके।

शाफ्ट स्लीव को विभिन्न कार्य दबावों के तहत गियर के अंत चेहरे पर स्वचालित रूप से चिपकने और पहनने के बाद स्वचालित रूप से मुआवजा देने के लिए, दबाव बल FY (= ft) को समायोजित किया जाना चाहिए +F1) जो उल्टे थ्रस्ट FF से अधिक होना चाहिए, लेकिन FY को FF से बहुत अधिक नहीं होना चाहिए। दबाव बल और उल्टे थ्रस्ट का अनुपात FY / FF शाफ्ट स्लीव और गियर सामग्री और यांत्रिक दक्षता के [PV] मान पर निर्भर करता है, अर्थात्, घर्षण हानि को कम करने के लिए, शेष दबाव बल (FY FF) का मान बहुत बड़ा नहीं होना चाहिए, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि शाफ्ट स्लीव और गियर के बीच उचित तेल फिल्म बनाई जा सके, जो मात्रा दक्षता और यांत्रिक दक्षता में सुधार करने में मदद करती है। सामान्य

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

इसके अलावा, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि दबाव बल की क्रिया रेखाएँ और उल्टा थ्रस्ट मेल खाती हैं, अन्यथा युग्म उत्पन्न होगा, जो शाफ्ट स्लीव को झुकाएगा और रिसाव को बढ़ाएगा।

c. गियर पंप के काम करते समय रेडियल बल की समस्या और इसके उपाय, गियर पंप के बेयरिंग पर कार्यरत रेडियल बल F गियर के परिधि के साथ तरल दबाव द्वारा उत्पन्न रेडियल बल FP और गियर के मेशिंग द्वारा उत्पन्न रेडियल बल ft का संयोजन है, जैसा कि चित्र G में दिखाया गया है।

जब गियर पंप काम करता है, तो गियर और शेल के आंतरिक छिद्र के बीच के रेडियल क्लियरेंस में, तेल चूसने वाले कक्ष से तेल दबाव कक्ष तक तरल दबाव वितरण क्रमशः चरण दर चरण बढ़ता है, और तरल दबाव का लगभग वितरण वक्र चित्र G में दिखाया गया है। तरल दबाव द्वारा ड्राइविंग गियर और ड्रिवन गियर पर उत्पन्न रेडियल बल FP बिल्कुल समान है, और इसका दिशा ऊर्ध्वाधर और नीचे की ओर तेल चूसने वाले कक्ष की ओर है। ड्राइविंग गियर और ड्रिवन गियर पर गियर मेशिंग द्वारा उत्पन्न रेडियल बल ft लगभग समान है, लेकिन दिशा भिन्न है। गियर के चारों ओर तरल दबाव द्वारा उत्पन्न रेडियल बल FP और गियर मेशिंग द्वारा उत्पन्न रेडियल बल ft के अनुसार, ड्राइविंग गियर पर रेडियल बल के परिणामी बल F1 और ड्रिवन गियर पर रेडियल बल के परिणामी बल F2 का लगभग गणना सूत्र प्राप्त किया जा सकता है।

F1=0.75△pBDe                           (2-2)

F2=0.85△pBDe                           (2-3)

Where △ P -- गियर पंप के इनलेट और आउटलेट के बीच दबाव का अंतर;

B -- गियर की दांत की चौड़ाई;

De -- गियर के ऐडेंडम सर्कल का व्यास।

स्पष्ट रूप से, संचालित गियर का परिणामात्मक बल F2 संचालित गियर के बल F1 से बड़ा है। इसलिए, जब ड्राइविंग व्हील और ड्रिवन व्हील पर बेयरिंग के विनिर्देश समान होते हैं, तो ड्रिवन व्हील पर बेयरिंग तेजी से घिसते हैं। दो बेयरिंग की सेवा जीवन को समान या निकट बनाने के लिए, दबाव तेल पोर्ट को छोटे रेडियल बल के साथ साइड में ऑफसेट किया जा सकता है, ताकि F2 ~ F1 बनाया जा सके।

क्योंकि रेडियल बल असंतुलित बल है, और काम करने का दबाव जितना अधिक होगा, रेडियल असंतुलित बल उतना ही बड़ा होगा। जब यह गंभीर होता है, तो गियर शाफ्ट विकृत हो जाएगा, और शेल के तेल चूसने वाले पोर्ट की तरफ गियर दांतों द्वारा खरोंच जाएगा। साथ ही, बेयरिंग का घिसाव तेज हो जाएगा, और पंप की सेवा जीवन कम हो जाएगी। रेडियल असंतुलन बल को कम करने के दो सामान्य तरीके हैं।

विधि 1: गियर मोड्यूलस m और दांत की चौड़ाई b का उचित चयन (कम दबाव गियर पंप के लिए B / M = 6-10 और मध्यम और उच्च दबाव गियर पंप के लिए B / M = 3-6) रेडियल बल को कम कर सकता है बिना मात्रा दक्षता को कम किए।

विधि 2: परिधि के साथ दबाव वितरण को बदलें, जैसे कि पंप के दबाव तेल पोर्ट के आकार को कम करना, ताकि दबाव तेल केवल एक दांत से दो दांतों पर कार्य करे, या कवर प्लेट या शाफ्ट स्लीव के चारों ओर तेल नाली (संतुलन नाली) स्थापित करना ताकि रेडियल बल को कम किया जा सके। जैसा कि चित्र h में दिखाया गया है, कवर प्लेट पर संतुलन नालियाँ 1 और 2 क्रमशः निम्न दबाव कक्ष और उच्च दबाव कक्ष से जुड़ी हुई हैं ताकि तेल चूसने वाले कक्ष और तेल दबाव कक्ष के लिए संबंधित हाइड्रोलिक रेडियल बल उत्पन्न किया जा सके और रेडियल बल को संतुलित किया जा सके।

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