齒輪泵擁有結(jié)構(gòu)尺寸小、質(zhì)量輕便、工作原理簡(jiǎn)單、方便維護(hù)與維修、自吸能力和抗污染的優(yōu)勢(shì)，是液壓系統(tǒng)的“心臟”——動(dòng)力元件的要選擇，在實(shí)踐中具有的作用。但是齒輪泵由于自身的工作原理會(huì)產(chǎn)生困油現(xiàn)象，這就限制了齒輪泵的使用范圍。開(kāi)設(shè)卸荷槽是解決齒輪泵困油的常用手段，本課題就針對(duì)卸荷槽進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
本文對(duì)齒輪泵的嚙合原理與困油機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，以此為基礎(chǔ)提出了基于Pro/e5.0齒輪泵困油面積虛擬測(cè)量法和困油面積數(shù)學(xué)模型，并將測(cè)量值與計(jì)算值進(jìn)行比對(duì)，兩者互相驗(yàn)證；應(yīng)用FLUENT12流體仿真軟件，對(duì)齒輪泵泵腔流場(chǎng)進(jìn)行了仿真，了泵腔內(nèi)的速度分布和壓力分布；根據(jù)困油面積和困油壓力的變化，基于AUTOCAD提出了四種卸荷槽設(shè)計(jì)方案，其中單側(cè)卸荷槽，將卸荷槽只開(kāi)在排油腔一側(cè)，并配合輪齒卸荷降壓槽來(lái)使用，效果好。
本文卸荷槽的設(shè)計(jì)方法，可以作為設(shè)計(jì)工作者的一種設(shè)計(jì)手段，也可以作為卸荷槽設(shè)計(jì)完成后的驗(yàn)證手段。外嚙合齒輪泵是一種將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能的動(dòng)力裝置，憑借著自己小巧、經(jīng)濟(jì)、易制造安裝卻又抗油液污染強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，被作為液壓系統(tǒng)“心臟”的。但是由于自身的工作原理，在齒輪泵工作時(shí)會(huì)出現(xiàn)困油現(xiàn)象，由此帶來(lái)的噪音污染、齒輪泵的兩個(gè)齒輪徑向受力不平衡、氣蝕現(xiàn)象等會(huì)嚴(yán)重?fù)p害齒輪泵的使用壽命。為了使齒輪泵的為我們服務(wù)，使其創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益，齒輪泵的“心臟病”——解決齒輪泵的困油現(xiàn)象，就顯得尤為。
齒輪泵的困油現(xiàn)象是限制齒輪泵使用范圍的一個(gè)重要原因，如由此引起的噪音、振動(dòng)，使齒輪泵不適宜用在需要平穩(wěn)傳輸?shù)墓潭ㄔO(shè)備上。同時(shí)由齒輪泵困油容積的周期性變化，造成的困油壓力的驟降和驟升、氣穴和氣蝕現(xiàn)象嚴(yán)重影響了齒輪泵的使用壽命。
近30來(lái)都對(duì)齒輪泵的“心臟病”做了大量的研究，但都沒(méi)從根本上齒輪泵的困油現(xiàn)象，只是通過(guò)采取各種手段（如不同形式的卸荷槽）來(lái)進(jìn)一步消弱困油的危害。之所以這一“心臟病”不能是因?yàn)辇X輪泵在工作時(shí)分為兩個(gè)腔即吸油腔和排油腔，這兩個(gè)腔是獨(dú)立的，吸油腔壓力低，通過(guò)大氣壓的作用吸油；排油腔壓力高，將油液擠出。為了齒輪泵的正常工作，使吸油腔和排油腔始終處于相互隔離狀態(tài)，而這個(gè)隔離是靠相互嚙合的輪齒來(lái)完成的。因此在開(kāi)設(shè)卸荷槽時(shí)要嚴(yán)格控制卸荷槽的間距，使齒輪泵的高低壓腔不能相連通。該間距過(guò)大，不能很好地困油現(xiàn)象；間距過(guò)小，吸油腔和排液腔相通，不滿足齒輪泵的工作條件，使其不能正常工作。基于以上分析，我們可以看到，優(yōu)化卸荷槽或改變齒輪泵的結(jié)構(gòu)以困油現(xiàn)象還有很大的研究空間。
本文就針對(duì)齒輪泵的工作特點(diǎn)，以優(yōu)化卸荷槽的開(kāi)設(shè)方法為手段，進(jìn)一步齒輪泵困油現(xiàn)象為目的，對(duì)影響齒輪泵的困油原因進(jìn)行分析，提出卸荷槽開(kāi)設(shè)的新方案。這對(duì)降低齒輪泵的噪音、減弱困油壓力的危害、減少齒輪泵的端面泄露提高容積效率以及延長(zhǎng)齒輪泵的使用壽命具有重要意義。
單螺桿泵在發(fā)達(dá)已廣泛使用，多數(shù)稱單螺桿泵“莫諾泵”《MONOPUMPS》，德國(guó)稱“偏心轉(zhuǎn)子泵”。由于其優(yōu)良的性能，近年來(lái)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用范圍也在擴(kuò)大。它的大特點(diǎn)是對(duì)介質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)、流量平穩(wěn)、壓力脈動(dòng)小、自吸能力高，這是其它任何泵種所不能替代的。
單螺桿泵屬于轉(zhuǎn)子式容積泵，它是依靠螺桿與襯套相互嚙合在吸入腔和排出腔產(chǎn)生容積變化來(lái)輸送液體的。它是一種內(nèi)嚙合的密閉式螺桿泵，主要工作部件由具有雙頭螺旋空腔的襯套(定子)和在定子腔內(nèi)與其嚙合的單頭螺旋螺桿(轉(zhuǎn)子)組成。當(dāng)輸入軸通過(guò)萬(wàn)向節(jié)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子繞定子中心作行星回轉(zhuǎn)時(shí)，定子—轉(zhuǎn)子副就連續(xù)地嚙合形成密封腔，這些密封腔容積不變地作勻速軸向運(yùn)動(dòng)，把輸送介質(zhì)從吸入端經(jīng)定子—轉(zhuǎn)子副輸送至壓出端，吸入密閉腔內(nèi)的介質(zhì)流過(guò)定子而不被攪動(dòng)和破壞。
