基于Fluent的外啮合齿轮泵内部流场仿真分析

发布时间：2021-04-05 04:11

　　为提高外啮合齿轮泵的使用寿命,减轻齿轮泵的困油和泄漏现象,利用Fluent软件对外啮合齿轮泵的内部流场进行了仿真,研究了齿轮泵齿侧间隙为0.05 mm、0.1 mm和0.15 mm时对困油压力的影响,分析了转速为1 000 r/min、2 000 r/min和3 000 r/min时齿轮泵内部速度流场分布。结果表明,齿轮泵的侧向间隙越大,泄漏量越大,容积效率越低;齿轮泵转速越大,内泄漏越大,容积效率越低,流量脉动加大,液场流速增大。研究成果为外啮合齿轮泵的设计改进提供了技术参考,具有一定的实践意义。 

【文章来源】：科技与创新. 2020,(24)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

静压分布云图（g）

、振动和噪声。从图2（d）、2（e）和2（f）可以看出，困油腔的压力呈现先增后减趋势。当齿轮退出啮合，困油腔内形成真空，气穴由此产生。当齿轮完全结束啮合状态，由于问隙与吸油腔相通，困油腔地压力变小并恢复到正常工作压力。从图2（g）和2（h）可看出，困油区的压力急速变动，对齿轮泵有较大冲击，由此会减少齿轮泵的使用寿命。3.3不同侧隙对困油压力的影响调整齿轮中心距使其齿侧间隙为0.05mm、0.1mm和0.15mm，通过仿真可以得到不同侧隙下的困油压力，结果如图3所示。从图3可清楚看到，齿侧问隙越小，齿轮泵在正常工作时，困油腔内的压力就会越大，且波动变化就越明显。但当齿侧间隙变大到0.15mm时，困油腔内的压力变小，且压力波动变化趋势变得平缓。但因此也会使齿轮泵的内泄漏增加，容积效率下降，从而振动加大，噪声增大，因此需要合理选择齿轮传动的齿侧间隙。图3不同侧隙条件下的困油压力曲线4外啮合齿轮泵瞬时流量仿真当齿轮泵的转速为分别设置为1000r/min、2000r/min和3000r/min时，通过仿真得到其流场流速云图，如图4、图5和图6所示。由图4可知，在低于正常工作转速情况下，即当齿轮转速为1000r/min时，由于其进出的流量较小，泄漏量几乎为零。由图5和图6可知，在额定转速为2000r/min时，进出口瞬时流量增加，容积效率为94.18%；当转速加到3000r/min时，因为流量逐渐增加，平均流量达到180L/min，容积效率变小，为91%，同时泄漏量增加，并且存在流量脉动明显。随着速度进一步增加，齿轮泵中的气蚀会加剧，这将会引起较大的振动与噪声，因此齿轮泵的转速要控制在适合速度范围。最终可得出?

泄漏量几乎为零。由图5和图6可知，在额定转速为2000r/min时，进出口瞬时流量增加，容积效率为94.18%；当转速加到3000r/min时，因为流量逐渐增加，平均流量达到180L/min，容积效率变小，为91%，同时泄漏量增加，并且存在流量脉动明显。随着速度进一步增加，齿轮泵中的气蚀会加剧，这将会引起较大的振动与噪声，因此齿轮泵的转速要控制在适合速度范围。最终可得出齿轮泵在不同转速时的流场速度图，如图7所示。（a）0.015s（b）0.025s（c）0.035s（d）0.045s图41000r/min时流场流速分布云图（a）0.015s（b）0.025s

【参考文献】：
期刊论文
[1]外啮合齿轮泵壳体几何参数对其流量的影响研究[J]. 李金鑫,张年松,何勇.  机床与液压. 2014(09)
[2]基于流场的外啮合齿轮泵径向力计算[J]. 冀宏,赵光明.  机床与液压. 2013(07)
[3]外啮合齿轮泵齿顶与泵体间的最佳理论径向间隙[J]. 周雄,朱新才,李良.  液压与气动. 2007(12)
[4]齿轮泵齿轮基本参数的优化设计[J]. 李志华,刘小思,顾广华.  江西农业大学学报. 1997(03)

硕士论文
[1]基于FLUENT的外啮合斜齿轮泵内部流场的仿真与分析[D]. 毛子强.兰州理工大学 2014



本文编号：3119111