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圆弧齿轮泵在各大行业的应用

作者:优源石油设备 日期:2019-02-15
内容摘要:圆弧齿轮传动是点啮合传动,从理论上讲,点啮合传动的两齿廓只有一点接触,齿轮只有经过充分跑合,变为局域接触后,才能具有较强的承载能力。

齿轮传动是最重要的机械传动方式之一,由于具有传递扭矩大、传递运动准确、可靠性高等特点,而成为各种机器和装备中应用最广泛的动力和运动传递装置。现代齿轮传动有“线接触”和“点接触”两种啮合制度,线啮合制,齿轮副沿齿高方向的相对滑动速度较大,对轴、轴承、齿轮及箱体等相关零件的变形有较大的敏感性,要求相关零件有较高的精度和刚度,特别是大功率高速传动时齿面磨损严重。而和其具有相同尺寸的圆弧点啮合齿轮,由于当量曲率半径大数十倍,可大幅度提高共扼齿面的接触强度,具有承载能力高、使用寿命长、磨损均匀以及齿面间易形成油膜等优点,己被广泛应用于冶金轧钢、矿山运输、建材水泥、交通航运、轻工榨糖、发电设备、采油炼油、化工化纤等行业,具有广阔的发展前途。

上海11选5开奖由于从油井直接采出的是含油、气、水及各种杂质的多相流混合物,且气相和液相含量往往超过常规泵或压缩机的工作范围。多相混输技术是近年来发展起来的一种高效经济的油田开发方式,其关键设备是多相流混输泵。多相流混输泵一般可分为旋转动力式多相泵和容积式多相泵,在各种容积泵中,双螺杆多相流混输泵则具有明显的优势。

圆弧齿轮传动是点啮合传动,从理论上讲,点啮合传动的两齿廓只有一点接触,齿轮只有经过充分跑合,变为局域接触后,才能具有较强的承载能力。现有的双圆弧齿轮的强度计算方法,均是建立在双圆弧齿轮齿面充分接触这一前提条件下进行的。而在工程实际中,由于采用了不合理的齿形参数和跑合规范,双圆弧齿轮需经很长时间的充分跑合,使生产周期增长、成本提高。尤其是对井下环境用的双圆弧齿轮,如果在井下跑合,就会将重大安全隐患带入井下,影响采油工作进度甚至造成油井报废。所以设计双圆弧齿轮时,应充分考虑其跑合性能,使它在很短的时间内就能达到充分的跑合状态。因此,基于双圆弧齿轮跑合模型研究其跑合周期是非常必要的。

现代机械向高速重载方向发展,势必导致传动系统及其零部件发热严重,尤其在贫油甚至无油润滑的条件下,一方面系统中热生成速率加快,另一方面因热量无法随润滑油散逸而积累起来,导致温升加剧,零件出现变形甚至破坏,从而导致整个传动系统工作失效。若为降低齿面温度而增加润滑系统的体积,这将导致整个齿轮传动系统输出功率的降低,且体积增加,限制了齿轮传动系统在井下驱动采油设备中的应用。在井下工作环境中,齿轮箱润滑油得不到二次补充,在贫油或无油润滑工况下,齿面或滚动体接触处摩擦生成的热量会导致过大的热变形,使齿侧间隙消除,出现齿轮“楔紧”现象,甚至被卡死。因此,啮合齿轮的齿侧间应留有微量间隙。这个间隙通常是由制造时的齿厚最小减薄量及其公差来给予保证的。为此,在齿轮传动系统设计中,如果揭示传动系统的发热机理、预测传热过程及温度分布,知道某一工况下传动系统究竟处于什么样的温度场、哪些零部件(或部位)是温度较高、易于失效的危险零部件(或危险部位),就可有的放矢地进行改进,这正是热分析的意义之所在。

根据圆弧齿轮泵的设计指导思想,结合国内加工工艺的实际情况,采用大模数、大齿宽、小压力角、少齿数、小间隙、高转速、低轴承负荷的措施,并据此选择泵的各项参数。

在尺寸不变下,油泵的流量和模数、齿宽成正比。一般,齿轮泵齿的模数取3一4,而圆弧齿轮取6.25,如此可增大流量,提高齿轮强度。齿宽的选择,一般推荐为模数的4一8倍,这里取10倍模数,如此可减少漏油,提高泵的效率。

一般渐开线齿轮压力角取20一30,圆弧齿轮取14。50,这可减小径向力和流量的脉动。实践证明,小压力角是确实可行的。根据泵的理论,在其它参数不变下,齿数越少、流量越大。渐开线齿轮在压力角20时,最少的齿数为17;圆弧齿轮泵不存在最少齿数的问题,可取较少的齿数,从而可减小泵的尺寸和机械损失,提高泵的效率。这里取泵的齿数为6。齿轮泵的间隙与其特性有很大的关系,小间隙可提高泵的容积效率,但过小的间隙会降低泵的机械效率。一般,推荐泵的间隙为0。06一0。15mm,根据实际的使用情况,这里取端面间隙为小值,取径向间隙为大值。

泵的流量与转速成正比,高转速有利于流量的提高。根据发动机的要求,取2600r/min,比普通电机泵的1500r/min高,这有利于减少间隙的泄漏。为了减小轴承的负荷,设计中增加了起卸荷作用的出油槽。


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