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外嚙合VICKERS齒輪泵困油機(jī)理研究
困油現(xiàn)象是外嚙合VICKERS齒輪泵固有的特性之一，困油壓力值的準(zhǔn)確評(píng)估是控制和減輕困油的前提，以困油模型的建立和困油壓力的精確仿真為目標(biāo)展開(kāi)研究，主要工作包括以下幾個(gè)方面：采用掃過(guò)面積的方法，以主動(dòng)齒輪的嚙合長(zhǎng)度為變量，建立了異齒數(shù)VICKERS齒輪泵的平均流量、流量不均勻系數(shù)、困油容積和困油流量的計(jì)算公式，為后續(xù)困油壓力的仿真做好前期的準(zhǔn)備工作。

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表明主大從小的異齒數(shù)組合對(duì)流量特性有利，對(duì)困油現(xiàn)象不利；而主小從大異齒數(shù)組合的影響則相反。采用計(jì)算創(chuàng)建法與虛擬量測(cè)法相結(jié)合，給出了zui小困油面積和卸荷面積計(jì)算與驗(yàn)證的問(wèn)題。實(shí)例表明卸荷面積的變化為拋物線(xiàn)型，具體應(yīng)用時(shí)，不同參數(shù)下的卸荷面積可采用不同指數(shù)和系數(shù)的拋物線(xiàn)來(lái)簡(jiǎn)化。建立了困油壓力仿真的模型。依據(jù)模型中是否考慮齒輪副的動(dòng)力學(xué)分析，將困油模型分為靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型。采用數(shù)值模擬方法研究了含氣比，側(cè)板傾斜，有效體積模量，離心力和齒輪副的振動(dòng)等因素對(duì)困油壓力的影響。結(jié)果表明含氣是造成處于膨脹階段后期的困油壓力基于零壓附近的主要原因，入口含氣比對(duì)困油壓力的影響不大，而離心含氣比以及出油口含氣比在進(jìn)入困油區(qū)后的放大效應(yīng)的影響較大；過(guò)小的側(cè)隙和過(guò)大的困油壓力會(huì)加劇齒輪副的振動(dòng)；動(dòng)態(tài)模型仿真的壓力峰值一般要比靜態(tài)模型低，采用動(dòng)態(tài)模型更可靠；從動(dòng)輪側(cè)的困油壓力峰值一般也要大于主動(dòng)輪側(cè)的困油壓力峰值。針對(duì)仿真模型中的四大泄漏量進(jìn)行了研究。軸向泄漏考慮了側(cè)板傾斜和困油區(qū)的封閉輪廓在一個(gè)困油周期內(nèi)的變化；靜態(tài)時(shí)，齒面嚙合泄漏依賴(lài)于其間的zui小油膜厚度，側(cè)隙泄漏依賴(lài)于側(cè)隙的原始設(shè)計(jì)值；動(dòng)態(tài)時(shí)，兩者均依賴(lài)于嚙合位置和振動(dòng)位置的變化。實(shí)例表明卸荷泄漏、側(cè)隙泄漏和嚙合泄漏與困油流量基本處于同一數(shù)量級(jí)，是緩解困油壓力的主要途徑?；谂_(tái)架試驗(yàn)測(cè)量了從動(dòng)輪側(cè)的困油壓力，并與理論分析結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，從而對(duì)困油分析模型進(jìn)行了驗(yàn)證。靜、動(dòng)態(tài)模型的仿真結(jié)果之間的差距較大，動(dòng)態(tài)模型比較接近于試驗(yàn)結(jié)果。引流口的體積對(duì)困油壓力造成的影響很小，可以忽略不計(jì)。zui后，對(duì)相關(guān)參數(shù)如何影響困油壓力進(jìn)行了動(dòng)態(tài)模型的仿真分析，結(jié)果表明較小的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、齒寬、齒頂高系數(shù)和較大的正變位系數(shù)，有利于困油壓力的緩解，同時(shí)較大的正變位系數(shù)對(duì)流量脈動(dòng)現(xiàn)象的改善也有一定效果。

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此外，對(duì)于高壓、低速以及低壓、高速工況下的困油特性進(jìn)行了分析。研究工作為困油壓力的精確預(yù)測(cè)提供了一種有效的方法，在VICKERS齒輪泵設(shè)計(jì)尤其在泵的振動(dòng)與噪聲控制等方面，具有一定的理論意義和應(yīng)用前景。