随着科学技术的不断发展,外啮合齿轮泵在结构设计及材料工艺等方面取得了一些突破性进展,在提高压力、降低噪声、提高转速等方面取得了明显效果,从而使齿轮泵的性能参数大为提高。由于采用了新的结构,齿轮泵的压力级已提高到20~30MP,(200~300bar),随着齿轮泵使用范围的逐步扩大,过去那种认为齿轮泵是中低压系列泵的概念正在改变,现在齿轮泵已成为应用较广泛的定量泵,而且已经渗透到柱塞泵的使用领域。
为解决上述问题,作者设计了一种特殊的齿轮泵结构。该结构由齿轮泵、磁力偶合离合器、电机及电机控制器组成。此次电机设计为空心杯直流永磁电机,其特点是转动惯量小、反应迅速。齿轮泵和电机连接为非接触式的、采用电磁作用力使之连接起来的结构形式。这种结构主要是取消了皮碗,而使联轴器摩擦力小,使电机的输入功率减少,同时可以使该齿轮泵达到无泄漏要求。为防止锈蚀,齿轮材料采用非金属材料,泵体采用不锈钢。为减少驱动功率和达到可靠的密封性,将动密封转换为静密封,使该齿轮泵具有零泄漏的特性。为达到相容性要求,齿轮选用特殊聚四氟乙烯;为保证运动的稳定性,该结构选用滑动轴承。由于该齿轮泵流量小即0.3L/min,又由于流量太小导致齿轮参数不能按设计标准设计,以致形成齿轮模数相对流量值偏大,而由于驱动功率很小(≤10W),而泄漏量同结构有关,造成流量小的齿轮泵由于端面间隙存在出现大的泄漏量。为保证转动平稳,故此次设计选用滑动轴承。为保证齿轮泵两侧间隙为较佳,保证用小的功率工作(即齿侧保留的间隙)又保证间隙为较小,这就要求滑动轴承运动要稳定,轴承不能产生轴向游动。滑动轴承长度设计为20mm,为减少质量和体积,在保证刚度的情况下,齿轮轴外径设计为φ3.2mm,滑动轴承外径设计为φ5mm。为减少泄漏量,总轴向间隙设计为0.02mm。采用上述设计,保证了小流量齿轮泵可靠地工作。磁力偶合离合器和机械驱动的不同点在于:它传递转矩时与液体相接触的动力传动轴不与外界空间相连通,而是利用磁场透过隔离套的薄壁传递转矩,取消了动密封装置,变动密封为静密封,因此从根本上消除了传动轴所产生的泄漏,解决了一般齿轮泵的泄漏和机械磨损发热问题,为系统的相容性和降低摩擦功率创造了条件。http://www.bthhbf.com