齒輪泵的發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：通過對(duì)國(guó)內(nèi)外齒輪泵的研究現(xiàn)狀分析，明確了齒輪泵存在的缺點(diǎn)，并對(duì)衛(wèi)星齒輪泵、平衡式復(fù)合齒輪泵等工作結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)進(jìn)行了深層次剖析。結(jié)合研究得知，這些新研制的齒輪泵都將原有的齒輪泵優(yōu)點(diǎn)保留了下來，并且各自有各自的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，可以在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中廣泛利用。

關(guān)鍵詞：齒輪泵;發(fā)展現(xiàn)狀;趨勢(shì)

在日常生產(chǎn)和生活中，齒輪泵的運(yùn)用很普遍，其中液壓元件最為常見，在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)揮著非常大的作用和價(jià)值。與內(nèi)嚙合齒輪泵相比，外嚙合齒輪泵的整體構(gòu)造簡(jiǎn)單，體積很小，重量很輕，制造起來極為便利，并且價(jià)格較為低廉，維修不需要太多費(fèi)用，有著非常大的自吸能力。但這種齒輪泵的噪音很大，還需要深入研究。而外嚙合齒輪泵具有一定的旋轉(zhuǎn)性，滑動(dòng)起來很快，磨削損耗比較大，有著很長(zhǎng)的使用壽命，噪音也相對(duì)較小。但其徑向液壓也存在不平衡性，時(shí)常受到齒輪泵排量不靈活等因素限制。因而，在今后發(fā)展中，還需要深入研究齒輪泵，了解其未來發(fā)展趨勢(shì)。

1齒輪泵的研究進(jìn)展分析

1.1 外嚙合齒輪泵的研究進(jìn)展

對(duì)于外嚙合齒輪泵來說，也可以稱之為普通齒輪泵，其應(yīng)用較為廣泛，無論是在設(shè)計(jì)方面還是在技術(shù)上，水平都很高。在具體的應(yīng)用過程中，主要是對(duì)三片式結(jié)構(gòu)等加以利用，然后借助平衡槽，有效對(duì)齒輪的徑向不平衡力進(jìn)行減少。依照目前來看，外嚙合齒輪泵在額定壓力上，能達(dá)到25Mpa。但是，由于在齒數(shù)不多，因此有很大的流量脈動(dòng)[1]。

1.2 衛(wèi)星齒輪泵的研究進(jìn)展

為了能從根源減少普通齒輪泵的流量脈動(dòng)，衛(wèi)星齒輪泵應(yīng)運(yùn)而生，其結(jié)構(gòu)如1所示。通常情況下，衛(wèi)星齒輪泵在工作期間，原動(dòng)機(jī)動(dòng)力由中心輪輸入，中心輪帶動(dòng)三個(gè)衛(wèi)星輪進(jìn)行逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，然后形成三個(gè)外嚙合齒輪泵，液體由前端蓋上的進(jìn)液口進(jìn)入，通過進(jìn)液通道分別進(jìn)入到三對(duì)嚙合齒輪的進(jìn)液腔，如Q1、Q2、Q3所示。壓力液體則由三對(duì)嚙合齒輪的排液腔，如圖，P1、P2、P3所示，借助排液通道由出液口排出泵外[2]。

1.3 平衡式復(fù)合齒輪泵的研究進(jìn)展

針對(duì)該齒輪泵而言，主要是將行星傳動(dòng)理論與齒輪泵工作原理作為參考依據(jù)，并在此基礎(chǔ)上，加強(qiáng)了優(yōu)化和完善，將普通齒輪泵的有點(diǎn)全部保留下來。針對(duì)傳統(tǒng)齒輪泵存在的缺陷，諸如徑向液壓力不平衡等，進(jìn)行了適當(dāng)改進(jìn)，具體如圖2所示為平衡式復(fù)合齒輪泵結(jié)構(gòu)，主要是由中心輪、內(nèi)齒輪等共同組合而成。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的對(duì)稱性特征，所以平衡式復(fù)合齒輪泵所受靜態(tài)徑向液壓力較為平衡。實(shí)踐研究得知，平衡式復(fù)合齒輪泵具備流量大等優(yōu)勢(shì)，流量十分均勻，各齒輪與泵體之間的間隙控制科學(xué)，可以為高壓化工作的順利實(shí)施提供精準(zhǔn)依據(jù)。

1.4 無嚙合力齒輪泵的研究進(jìn)展

對(duì)無嚙合力齒輪泵而言，結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要是由輸入軸、隔板等共同組合而成。與普通齒輪泵不同，因?yàn)橹鳌膭?dòng)齒輪所受的徑向力存在較大差異，所以兩對(duì)軸承荷載會(huì)有很強(qiáng)的不均衡性。并且，將排液與動(dòng)力傳遞有效銜接起來，會(huì)給齒輪的設(shè)計(jì)及加工造成較大難度，加大了齒輪加工成本。而通過對(duì)這種齒輪泵的有效利用，可以很好解決上述問題，其設(shè)計(jì)方式與普通齒輪傳動(dòng)相同，但在設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮齒輪表面粗糙度等因素，材料的應(yīng)用要借助高分子材料等。

2齒輪泵的發(fā)展趨勢(shì)

為了能更好地滿足當(dāng)前生產(chǎn)力發(fā)展需求，液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)速度越來越快，體積也逐漸減小，噪音適當(dāng)降低。并且，針對(duì)齒輪泵而言，除了產(chǎn)品需要采取相應(yīng)的措施，讓低壓定量系統(tǒng)持續(xù)保持之外，也應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)。

2.1 高壓化以及低流量脈動(dòng)

對(duì)于齒輪泵而言，在高壓工作期間，其整體發(fā)展速度較快，并獲得了良好的成效。但是，由于新結(jié)構(gòu)的開發(fā)存在了較大難度，再加上受到自身構(gòu)造的局限，所以在發(fā)展期間還存在很多不足，而從表面構(gòu)造分析，多齒輪泵將有很大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，尤其是平衡化齒輪泵[3]。

通常情況下，流量脈動(dòng)會(huì)使得壓力靜脈移動(dòng)，致使系統(tǒng)不能和現(xiàn)代相關(guān)振動(dòng)、噪音保持一致。因而，為了可以改變這種現(xiàn)狀，應(yīng)該減少流量脈動(dòng)，除了要采取相應(yīng)的措施之外，還應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)內(nèi)齒輪泵和多齒輪泵的優(yōu)化和改進(jìn)。

2.2 低噪音

新時(shí)期下，社會(huì)發(fā)展速度在日益加快的同時(shí)，人們對(duì)環(huán)保也越來越重視，思想意識(shí)明顯提高。齒輪泵的實(shí)際應(yīng)用期間，在噪音方面提出了較高要求。通常情況下，針對(duì)齒輪泵的噪音來說，主要可以體現(xiàn)在兩方面，一方面為機(jī)械在操作環(huán)節(jié)，由于零件的不斷磨損，導(dǎo)致噪音漸漸形成，另一方面為油壓導(dǎo)致的噪音。對(duì)于前者來說，對(duì)齒輪加工和安裝精度要求很高，而后者則與泵的卸載完整性有密切關(guān)聯(lián)。針對(duì)外部齒輪而言，實(shí)現(xiàn)完全卸載根本不可能，所以需要盡量對(duì)泵噪音進(jìn)行減少。在這一層面，內(nèi)齒輪泵因?yàn)椴僮骶哂休^強(qiáng)的穩(wěn)定性，不會(huì)出現(xiàn)油藏情況，噪音比較低，因此將會(huì)是未來的發(fā)展趨勢(shì)。

2.3 可變排量齒輪

對(duì)于泵排量而言，由于不能調(diào)節(jié)，最終導(dǎo)致其適用范圍受到了很大影響，而通過對(duì)平衡復(fù)合齒輪泵的有效應(yīng)用，可以合理調(diào)整內(nèi)齒輪的速度，以此來對(duì)泵的排量加以改變。但在對(duì)該方式利用期間，由于技術(shù)不夠成熟，所以還要深入研究。但無論采取怎樣的，齒輪泵可變排水都將是今后的主要發(fā)展趨勢(shì)。

2.4 齒輪泵CAD的發(fā)展趨勢(shì)

為了能從整體的角度對(duì)傳統(tǒng)液壓泵開發(fā)期間存在的問題進(jìn)行解決，減少繁瑣的過程，提升系統(tǒng)運(yùn)行效率，我國(guó)在實(shí)際研究過程中也加強(qiáng)了對(duì)先進(jìn)技術(shù)手段的利用，并開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，力求可以有效解決這些問題。但是，由于屬于跨平臺(tái)操作，所以系統(tǒng)開發(fā)人員與產(chǎn)品開發(fā)人員經(jīng)常會(huì)存在不同步的情況，系統(tǒng)開發(fā)人員對(duì)產(chǎn)品體驗(yàn)不足，使得系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)常出現(xiàn)不適應(yīng)性。而針對(duì)產(chǎn)品開發(fā)人員來說對(duì)，相應(yīng)的知識(shí)掌握不全面，從而為CAD系統(tǒng)的生成以及運(yùn)行造成了較大影響。為了可以更好地滿足環(huán)境變化，齒輪泵在發(fā)展期間，必須做出創(chuàng)新，加大對(duì)現(xiàn)代化信息技術(shù)以及信息手段的利用，有針對(duì)性地進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)。當(dāng)前形勢(shì)下，齒輪泵的三維設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，水平也得到了明顯提升。通過對(duì)這種手段的高效運(yùn)用，可以讓設(shè)計(jì)更加規(guī)范科學(xué)，具有較強(qiáng)的反應(yīng)能力，能夠與設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思想相一致。三維開發(fā)技術(shù)的大力應(yīng)用以及推廣，是對(duì)傳統(tǒng)方式的一次改革，從宏觀的層面剖析，三維設(shè)計(jì)會(huì)逐步對(duì)傳統(tǒng)二維平面進(jìn)行替代，是今后的一大發(fā)展趨勢(shì)。此外，隨著齒輪泵CAD系統(tǒng)的高效運(yùn)用，其對(duì)應(yīng)用技術(shù)的要求也會(huì)明顯提高，所以在功能不斷增加的基礎(chǔ)上，齒輪泵會(huì)逐漸朝著智能化、便捷化方向邁進(jìn)。

結(jié)束語：

綜合而言，針對(duì)齒輪泵而言，在實(shí)際的發(fā)展過程中，應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)先進(jìn)技術(shù)以及管理方式的利用，在依照當(dāng)前發(fā)展形勢(shì)的基礎(chǔ)上，逐步構(gòu)建集約化、智能化發(fā)展模式，并能以標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)省等作為目標(biāo)，加強(qiáng)對(duì)傳統(tǒng)構(gòu)造的優(yōu)化和改進(jìn)，保證齒輪泵可以更好地服務(wù)于生產(chǎn)生活。

參考文獻(xiàn)：

[1]姚春芳.齒輪泵研究的現(xiàn)狀與發(fā)展簡(jiǎn)論[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，37（21）：120+122.

[2]楊世強(qiáng).齒輪泵研究的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中國(guó)高新區(qū)，2018，21（15）：153-157.

[3]張海洋，李小月，欒振輝.齒輪泵的發(fā)展趨勢(shì)[J].流體機(jī)械，2019，14（05）：126-128.

作者簡(jiǎn)介：

羅彥（1998-10）男，漢族，湖南益陽，本科，湖南應(yīng)用技術(shù)學(xué)院。