液压齿轮泵浮动侧板的改进设计

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1、万方数据2010年第11期液压与气动59液压齿轮泵浮动侧板的改进设计吴飚，任玉红，赵敏建，赵斌ImproveddesignoffloatsideplateforhydraulicgearpumpWUBiao，RENYu—hong，ZHAOMin．jian，ZHAOBin(中国北方发动机研究所，山西大同037036)摘要：该文针对齿轮泵由于短时超压侧板变形造成齿轮泵早期损坏的问题，对浮动侧板进行改进设计，确保用户正常使用，延长齿轮泵的使用寿命。关键词：齿轮泵；超压；侧板变形中图分类号：THl37．5文献标识码：B文章编号：10004858(2010)11-0059—031概述我厂生产

2、的CBZ—A系列齿轮泵是一种带有中部密封结构的轴套式高压齿轮泵，额定压力为20MPa，最高25MPa。主要应用于煤炭行业，由于个别井下操作人员素质较低使用时，将机组上的限压阀压力调压过高(煤矿使用时经常有类似情况发生)，导致泵超压使用，使得液压泵早期损坏。虽然我厂多次派技术及售后服务人员到井下作这方面的培训及指导，近期依然有多起由于超压使用造成的泵损坏。给我厂的售后及销售部门带来了很大的工作量，也造成了很大的经济损失，并且直接影响了我厂的销售及信誉。为了从根本上杜绝由于用户超压使用造成的质量事故，我们决定从设计上对液压泵的侧板进行改进。2原因分析我厂生产的齿轮泵为轴向浮动侧板补偿式

3、高压齿轮泵，由于结构特点，齿轮泵容积损失中，轴向间隙漏损占75％～80％。采用浮动侧板使轴向间隙自动补偿，是提高容积效率的解决措施。由于轴向浮动间隙很小，所以齿轮泵在起动和空载运转时，由橡皮密封条(耳形密封圈)的预压紧力来保证浮动侧板和齿轮端面的紧密接触。在正常运转时，从压油腔引至侧板外端面的油液作用在补偿密封区域内所形成的补偿力应大于齿轮端面液压作用在侧板工作端面的反推力，使得补偿力略大于反推力即K>1，保证泵在各种压力下，侧板自动贴紧齿轮端面，磨损后能自动补偿。但是补偿力不允许比反推力大得过多。若大得过多(即超出设计的额定压力)。会影响泵的机械效率、破坏侧板与齿轮端面的油膜形成

4、，造成过度的磨损和发热，导致烧毁侧板和齿轮端面。CBZ．A系列齿轮泵设计的额定压力为20MPa，即侧板在额定工况20MPa以内正常工作时，补偿力对侧板的作用不会破坏侧板与齿轮端面的油膜形成，泵能够正常工作，而如果长时间超出额定压力使用时，随着压力的提高补偿力将愈来愈大的超出反推力，造成侧板与齿轮端面之间油膜损失，侧板过渡的磨损和发热，导致烧毁侧板和齿轮端面。3改进方案方案1在侧板的高压侧工作面增加了一个倒角，见图1。将高压油引超压时不易润滑的区域，增加侧板与齿轮的端面润滑。倒角图1方案1方案2在侧板的两端及补偿力较大的区域增加一个油孔，见图2。加大反推力及提高润滑效果，由于轴向液压

5、压紧力减小，因此将轴向间隙由原来的0．22mm调整为0．12innl，由于轴向问隙减小，耳形密封圈压紧力(预紧力)过大，将其轴向尺寸由原来的2．4mm调整为2．3mm。其余各尺寸保持不变。收稿日期：2010旬5-04作者简介：吴飚(1969一)，男，上海人，高级工程师，主要从事液压技术方面的科研工作。万方数据60液压与气动2010年第11期图2方粟24方案验证结果第一轮试验，将双联泵一、二联的侧板均按照方案1的要求，对侧板进行一r倒角，根据CBZ—A侧板改进试验大纲要求，对泵进行

6、厂出厂性能测试，一联容积效率为95．5％；二联容积效率为95％，其余各项性能指标满足试验要求，随后按照

7、大纲要求，在转速为1500r／mjn、压力25MPa、进口油温50℃±2℃的丁矿下对泵进行J，10h的考核试验，试验过程中，两联压力均稳定，容积效率随时问递减，运行2h后，一联容积效率降低至92％以下，二联为93％；运行5b后二联容积效率也降低至92％以下，运行6h后容积效率基本趋于稳定，一联为86．5％，二联为90．2％。10h考核结束后，一联为84％；二联为88．5％。全部试验后对该泵又进行r性能测试，20MPa时容积效率一联为87％；二联为93．4％。一联容积效率低于要求的92％。随后对该泵进行了拆解分析，一、二联泵体均有轻微的扫膛，二联侧板运行状况很好，一联有磨偏的痕迹(后

8、对试验台连接盘进行了检测，定位支口尺寸超差，更换了试验连接盘)，其他零部件均运行正常，经过尺寸复检，各配合尺寸均合格。第二轮试验，将第二联侧板更换为第二方案即侧板长度方向两端打孔，根据试验大纲要求，对二联泵进行了超高压测试，20MPa时容积效率一联为92％；二联为94．9％；25MPa时容积效率一联为86％；二联为91．7％；30MPa时容积效率一联为78．6％；二联为90．8％；试验完毕后对该泵进行了拆解，一、二联均有不同程度的局部磨损，一联侧板(倒角方案)有轻微烧