齒輪泵的結(jié)構(gòu)設計

關(guān)于齒輪泵的原理和結(jié)構(gòu)設計，文獻論述比較詳細，國內(nèi)大專院校供本生學習的教材大同小異。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。理論要同實際相結(jié)合，這句話應該說特別有寓意。
齒輪泵在工業(yè)上的應用己經(jīng)很久了，到目前為比，不但在航空、航天、兵器工業(yè)應用，而且在輕工、鋼鐵等工業(yè)都了廣泛應用。齒輪泵之所以如此青睞，是因為它具有的優(yōu)點：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，才能達到   的壽命，同時齒輪泵的傳動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，作者設計了一種的齒輪泵結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由齒輪泵、磁力偶合離合器、電機及電機控制器組成。此次電機設計為空心杯直流永磁電機，其特點是轉(zhuǎn)動慣量小、反應。齒輪泵和電機連接為非接觸式的、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，使電機的輸入功率減少，同時可以使該齒輪泵達到無泄漏要求。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)動功率和達到的密封性，將動密封轉(zhuǎn)換為靜密封，使該齒輪泵具有零泄漏的特性。
具體設計如下：
1、齒輪軸及軸承的設計
為達到相容性要求，齒輪選用聚四氟乙烯；為運動的穩(wěn)定性，該結(jié)構(gòu)選用滑動軸承。由于該齒輪泵流量小即0.3L/min，又由于流量太小導致齒輪參數(shù)不能按設計標準設計，以致形成齒輪模數(shù)相對流量值偏大，而由于驅(qū)動功率很小(≤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)動平穩(wěn)，故此次設計選用滑動軸承。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，這就要求滑動軸承運動要穩(wěn)定，軸承不能產(chǎn)生軸向游動?；瑒虞S承長度設計為20mm，為減少質(zhì)量和體積，在剛度的情況下，齒輪軸外徑設計為小3.2mm，滑動軸承外徑設計為小5mm。為減少泄漏量，總軸向間隙設計為0.02mm。采用上述設計，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械驅(qū)動的不同點在于：它傳遞轉(zhuǎn)矩時與液體相接觸的動力傳動軸不與外界空間相連通，而是利用磁場透過隔離套的薄壁傳遞轉(zhuǎn)矩，取消了動密封裝置，變動密封為靜密封，因此從根本上了傳動軸所產(chǎn)生的泄漏，解決了一般齒輪泵的泄漏和機械磨損發(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用特點如下：
(1)實現(xiàn)液體傳動的零泄漏
由于磁力偶合離合器在傳動時并不需要2個永磁件之間相對接觸或連接，因此當主動件旋轉(zhuǎn)時，在磁場力的作用下即可實現(xiàn)從動件同時旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)動力傳遞過程中的靜密封，齒輪泵外漏做到零泄漏。
(2)可避免振動的傳遞
由于主動件與從動件相互間無接觸，不存在剛性連接問題，因此在主動件發(fā)生突變或振動時都不會直接傳動到從動件上，同時從動件發(fā)生突變或振動時都不會影響主動件的工作狀態(tài)，從而可避免突變或振動的傳遞，實現(xiàn)工作平穩(wěn)運行。
(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、電機的設計
電機采用無刷直流電機，它具有壽命長、無換向火花帶來的電磁干擾、結(jié)構(gòu)簡單、運行的優(yōu)點。位置傳感器采用的霍爾集成電路。采用上述設計的微小流量齒輪泵，具有良好的化學相容性、很好的性能和較小的功率。