齒輪泵達(dá)到性能要求及設(shè)計(jì)方法

航空燃油泵被稱作發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟，為了滿足現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能的進(jìn)一步提升需要發(fā)展燃油泵。因此開展新型的燃油泵的設(shè)計(jì)研究，以滿足航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的要求，是一項(xiàng)重要的研究課題。
現(xiàn)有的航空推進(jìn)系統(tǒng)采用的柱塞泵、齒輪泵及部分離心泵，雖然能達(dá)到性能要求，但是柱塞泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，隨著   大流量的增加，泵的體積和重量增加較多，流量一般在10000kg/h以下，難以達(dá)到大流量的要求。離心泵轉(zhuǎn)速高、流量大、、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕，但是低轉(zhuǎn)速下不能為發(fā)動(dòng)機(jī)供油裝置提供所需要的壓力，即滿足不了起動(dòng)轉(zhuǎn)速的要求。齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、體積小、，但存在齒輪泵進(jìn)出口壓差越大泵的泄漏就會(huì)加大，造成容積效率降低的問題；同時(shí)壓差大使得從動(dòng)軸的徑向力加大，增大了軸承的磨損，降低了泵的壽命。為提高泵的容積效率，采用端面間隙補(bǔ)償襯套來端面間隙，但是由于預(yù)緊力的作用，容易造成浮動(dòng)側(cè)板與端面磨損加大，齒輪泵的機(jī)械效率會(huì)降低，齒輪泵的壽命也會(huì)有所降低，因此限制了齒輪泵壓力的進(jìn)一步提高。
因此提出一種將多個(gè)齒輪泵串聯(lián)組成多級(jí)齒輪泵的設(shè)計(jì)思想，通過多級(jí)增壓可以達(dá)到高的出口壓力，使總壓負(fù)載分配給各級(jí)齒輪副，從而使單級(jí)壓差減小，減小了泄漏，了高出口壓力。每級(jí)泵的壓力負(fù)載低、，并且具有低噪聲和可以忽略壓力脈動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。齒輪所受徑向力也隨之減小，降低了各軸承的負(fù)載，增加了軸承的壽命，可為航空發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)供應(yīng)高壓燃油。
多級(jí)齒輪泵具有大流量、   高壓力、   高壽命的特點(diǎn)，符合航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)燃油泵的新要求。如布赫公司的QXV系列泵即為一類適用于低粘度油液的利用單泵組成的多級(jí)內(nèi)嚙合齒輪泵，根據(jù)需要   多可組成五級(jí)泵，己成功應(yīng)用于輸送噴氣式航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃料。目前國(guó)內(nèi)對(duì)多級(jí)齒輪泵的研究較少，一些廠家測(cè)繪仿制設(shè)計(jì)產(chǎn)品，缺少自己的設(shè)計(jì)方法，因而針對(duì)多級(jí)齒輪泵的設(shè)計(jì)方法研究是一項(xiàng)具有重要的研究意義。
為此，本文給出一種采用一字形燃油通道結(jié)構(gòu)串聯(lián)方式的多級(jí)內(nèi)嚙合齒輪泵設(shè)計(jì)方法，進(jìn)行多級(jí)泵參數(shù)設(shè)計(jì)并利用UG三維建模軟件完成內(nèi)轉(zhuǎn)子參數(shù)化建模；   后通過ANSYS數(shù)值模擬對(duì)泵的應(yīng)力進(jìn)行仿真并與理論公式進(jìn)行對(duì)比，以檢驗(yàn)泵的設(shè)計(jì)強(qiáng)度是否滿足要求。