齒輪泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

關(guān)于齒輪泵的原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，文獻(xiàn)論述比較詳細(xì)，國內(nèi)大專院校供本生學(xué)習(xí)的教材大同小異。在具體結(jié)構(gòu)上，一般書本上的編寫結(jié)構(gòu)就顯得力不從心了。理論要同實(shí)際相結(jié)合，這句話應(yīng)該說特別有寓意。
齒輪泵在工業(yè)上的應(yīng)用己經(jīng)很久了，到目前為比，不但在航空、航天、兵器工業(yè)應(yīng)用，而且在輕工、鋼鐵等工業(yè)都了廣泛應(yīng)用。齒輪泵之所以如此青睞，是因?yàn)樗哂械膬?yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、工作、使用壽命長。但是普通齒輪泵軸承都需要潤滑脂或潤滑油潤滑，才能達(dá)到   的壽命，同時(shí)齒輪泵的傳動(dòng)軸部分都存在漏液現(xiàn)象，由于軸封的作用，齒輪泵需要   的功率用來克服軸端摩擦力。
為解決上述問題，作者設(shè)計(jì)了一種的齒輪泵結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由齒輪泵、磁力偶合離合器、電機(jī)及電機(jī)控制器組成。此次電機(jī)設(shè)計(jì)為空心杯直流永磁電機(jī)，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、反應(yīng)。齒輪泵和電機(jī)連接為非接觸式的、采用電磁作用力使之連接起來的結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)主要是取消了皮碗，而使聯(lián)軸器摩擦力小，使電機(jī)的輸入功率減少，同時(shí)可以使該齒輪泵達(dá)到無泄漏要求。為防止銹蝕，齒輪材料采用非金屬材料，泵體采用不銹鋼。為減少驅(qū)動(dòng)功率和達(dá)到的密封性，將動(dòng)密封轉(zhuǎn)換為靜密封，使該齒輪泵具有零泄漏的特性。
具體設(shè)計(jì)如下：
1、齒輪軸及軸承的設(shè)計(jì)
為達(dá)到相容性要求，齒輪選用聚四氟乙烯；為運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，該結(jié)構(gòu)選用滑動(dòng)軸承。由于該齒輪泵流量小即0.3L/min，又由于流量太小導(dǎo)致齒輪參數(shù)不能按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以致形成齒輪模數(shù)相對(duì)流量值偏大，而由于驅(qū)動(dòng)功率很小(≤10W)，而泄漏量同結(jié)構(gòu)有關(guān)，造成流量小的齒輪泵由于端而間隙存在出現(xiàn)大的泄漏量。為轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，故此次設(shè)計(jì)選用滑動(dòng)軸承。為提   齒輪泵兩側(cè)間隙為   佳，用小的功率工作(即齒側(cè)保留   的間隙)又間隙為   小，這就要求滑動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)要穩(wěn)定，軸承不能產(chǎn)生軸向游動(dòng)?；瑒?dòng)軸承長度設(shè)計(jì)為20mm，為減少質(zhì)量和體積，在剛度的情況下，齒輪軸外徑設(shè)計(jì)為小3.2mm，滑動(dòng)軸承外徑設(shè)計(jì)為小5mm。為減少泄漏量，總軸向間隙設(shè)計(jì)為0.02mm。采用上述設(shè)計(jì)，了小流量齒輪泵地工作。
2、磁力偶合離合器
磁力偶合離合器和機(jī)械驅(qū)動(dòng)的不同點(diǎn)在于：它傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)與液體相接觸的動(dòng)力傳動(dòng)軸不與外界空間相連通，而是利用磁場(chǎng)透過隔離套的薄壁傳遞轉(zhuǎn)矩，取消了動(dòng)密封裝置，變動(dòng)密封為靜密封，因此從根本上了傳動(dòng)軸所產(chǎn)生的泄漏，解決了一般齒輪泵的泄漏和機(jī)械磨損發(fā)熱問題，為系統(tǒng)的相容性和降低摩擦功率創(chuàng)造了條件。
磁力偶合離合器的應(yīng)用特點(diǎn)如下：
(1)實(shí)現(xiàn)液體傳動(dòng)的零泄漏
由于磁力偶合離合器在傳動(dòng)時(shí)并不需要2個(gè)永磁件之間相對(duì)接觸或連接，因此當(dāng)主動(dòng)件旋轉(zhuǎn)時(shí)，在磁場(chǎng)力的作用下即可實(shí)現(xiàn)從動(dòng)件同時(shí)旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞過程中的靜密封，齒輪泵外漏做到零泄漏。
(2)可避免振動(dòng)的傳遞
由于主動(dòng)件與從動(dòng)件相互間無接觸，不存在剛性連接問題，因此在主動(dòng)件發(fā)生突變或振動(dòng)時(shí)都不會(huì)直接傳動(dòng)到從動(dòng)件上，同時(shí)從動(dòng)件發(fā)生突變或振動(dòng)時(shí)都不會(huì)影響主動(dòng)件的工作狀態(tài)，從而可避免突變或振動(dòng)的傳遞，實(shí)現(xiàn)工作平穩(wěn)運(yùn)行。
(3)與剛性連軸比較，安裝、拆卸、維修都很方便。
(4)凈化環(huán)境，污染。
3、電機(jī)的設(shè)計(jì)
電機(jī)采用無刷直流電機(jī)，它具有壽命長、無換向火花帶來的電磁干擾、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。位置傳感器采用的霍爾集成電路。采用上述設(shè)計(jì)的微小流量齒輪泵，具有良好的化學(xué)相容性、很好的性能和較小的功率。