一种高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法技术

本发明专利技术公开了一种高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法，包括，计算高压齿轮泵在额定工况下各区域的压力，并根据各区域的压力和其作用点计算合力和合力的作用点；计算止推板所受各分力，并根据止推板在高压情况下所受合力平衡建立平衡方程A；基于止推板所受各分力计算止推板上各分力相对于X轴和Y轴的力矩，并根据力矩平衡建立平衡方程B；根据平衡方程A和平衡方程B对止推板上补偿油槽的面积、形状和位置进行调整；本发明专利技术通过在齿轮泵上设计压力补偿油槽，使止推板在较高压力情况下保持平稳工作，起到压力补偿的效果，提高止推板和高压齿轮泵的使用寿命。压齿轮泵的使用寿命。压齿轮泵的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法


[0001]本专利技术涉及高压齿轮泵的
，尤其涉及一种高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法。

技术介绍

[0002]止推板是高压齿轮泵中的重要零件，是直接与齿轮配合的零件，起到密封高压油的作用。止推板结构设计不合理将直接导致止推板和齿轮之间发生侧向磨损，使两者之间的油膜无法建立，进而使止推板和齿轮之间相互磨损，降低齿轮泵的使用寿命。

技术实现思路

[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术提供了一种高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法，能够解决现有高压齿轮泵止推板因设计不合理导致止推板发生磨损的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：包括，计算高压齿轮泵在额定工况下各区域的压力，并根据所述各区域的压力和其作用点计算合力和合力的作用点；计算止推板所受各分力，并根据所述止推板在高压情况下所受合力平衡建立平衡方程A；基于所述止推板所受各分力计算止推板上各分力相对于X轴和Y轴的力矩，并根据力矩平衡建立平衡方程B；根据所述平衡方程A和平衡方程B对止推板上补偿油槽的面积、形状和位置进行调整。
[0007]作为本专利技术所述的高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法的一种优选方案，其中：计算所述各区域的压力包括，利用CFD流体仿真软件计算所述高压齿轮泵在额定工况下各区域的压力。
[0008]作为本专利技术所述的高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法的一种优选方案，其中：计算所述合力包括，通过所述CFD流体仿真软件获得计算得到主动齿轮各齿廓区域的压力、从动齿轮各齿廓区域的压力以及啮合区域的压力，结合主动齿轮各齿廓区域的面积、从动齿轮各齿廓区域的面积以及啮合区域的面积计算齿轮流体域止推板所受的向上合力F
up
：
[0009]F
up
＝F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8+F9+F
10
+F
11
+F
12
+F
13
+F1’
+F2’
+F3’
+F4’
+F5’
+F6’
+F7’
+F8’
+F9’
+F
10
’
+F
12
’
+F
13
’
+F
14
+F
15
+F
16
其中，F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F
10
、F
11
、F
12
、F
13
、F1’
、F2’
、F3’
、F4’
、F5’
、F6’
、F7’
、F8’
、F9’
、F
10
’
、F
12
’
和F
13
’
为止推板下侧各区域所受流体所施加的向上推力；F
14
、F
15
、F
16
为啮合区域所受的流体所施加的向上推力。
[0010]作为本专利技术所述的高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法的一种优选方案，其中：所述合力的作用点包括，在止推板齿轮侧由主动齿轮各齿廓区域、从动齿轮各齿廓区
域以及啮合区域各作用点产生的流体向上推力的合力中心坐标为：
[0011][0012][0013]其中，i为整数，取值为从1到n，n为整数，为面积单元个数的最大值；X为流体向上推力的合力横坐标，Y为流体向上推力的合力纵坐标，S为齿槽区域的总面积，σ为微分中的面积单元。
[0014]作为本专利技术所述的高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法的一种优选方案，其中：计算止推板所受各分力包括，设齿轮泵出口区域的压力为P
out1
，面积为S
out
；齿轮泵进口区域的压力为P
in
，面积为S
in
；则齿轮泵进口区域和齿轮泵出口区域对止推板产生向上的推力分别为：
[0015]F
in
＝P
in
*S
in
[0016]F
out
＝P
out
*S
out
[0017]其中，F
in
为齿轮泵进口区域对止推板产生向上的推力，F
out
为齿轮泵出口区域对止推板产生向上的推力。
[0018]作为本专利技术所述的高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法的一种优选方案，其中：还包括，设止推板上出口区域S
down
的压力为P
out2
，面积为S
down
，则止推板上侧对止推板产生的向下推力为：
[0019]F
down
＝P
out2
*S
down
[0020]其中，F
down
为止推板上侧对止推板产生的向下推力。
[0021]作为本专利技术所述的高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法的一种优选方案，其中：所述平衡方程A包括，
[0022]F
up
+F
in
‑
F
down
＝0。
[0023]作为本专利技术所述的高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法的一种优选方案，其中：所述平衡方程B包括，以Y轴为旋转轴，顺时针为负逆时针为正，由止推板力矩平衡可得：
[0024]‑
F
up
*|X|+F
down
*|X
down
|
‑
F
in
*|X
in
|＝0
[0025]以X轴为旋转轴，顺时针为负逆时针为正，由止推板力矩平衡可得：
[0026]‑
F
up
*|Y|+F
down
*Y
down
+F
in
*|Y
in
|＝0
[0027]其中，X
in
和Y
in
分别为齿轮泵进口区域作用点的横、纵坐标，X
down
和Y
down
分别为向下推力作用点的横、纵坐标。
[0028]本专利技术的有益效果：本专利技术通过在齿轮泵上设计压力补偿油槽，使止推板在较高压力情况下保持平稳工作，起到压力补偿的效果，提高止推板和高压齿轮泵本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法，其特征在于：包括，计算高压齿轮泵在额定工况下各区域的压力，并根据所述各区域的压力和其作用点计算合力和合力的作用点；计算止推板所受各分力，并根据所述止推板在高压情况下所受合力平衡建立平衡方程A；基于所述止推板所受各分力计算止推板上各分力相对于X轴和Y轴的力矩，并根据力矩平衡建立平衡方程B；根据所述平衡方程A和平衡方程B对止推板上补偿油槽的面积、形状和位置进行调整。2.如权利要求1所述的高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法，其特征在于：计算所述各区域的压力包括，利用CFD流体仿真软件计算所述高压齿轮泵在额定工况下各区域的压力。3.如权利要求1所述的高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法，其特征在于：计算所述合力包括，通过所述CFD流体仿真软件获得计算得到主动齿轮各齿廓区域的压力、从动齿轮各齿廓区域的压力以及啮合区域的压力，结合主动齿轮各齿廓区域的面积、从动齿轮各齿廓区域的面积以及啮合区域的面积计算齿轮流体域止推板所受的向上合力F
up
：F
up
＝F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8+F9+F
10
+F
11
+F
12
+F
13
+F1’
+F2’
+F3’
+F4’
+F5’
+F6’
+F7’
+F8’
+F9’
+F
10
’
+F
12
’
+F
13
’
+F
14
+F
15
+F
16
其中，F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7、F8、F9、F
10
、F
11
、F
12
、F
13
、F1’
、F2’
、F3’
、F4’
、F5’
、F6’
、F7’
、F8’
、F9’
、F
10
’
、F
12
’
和F
13
’
为止推板下侧各区域所受流体所施加的向上推力；F
14
、F
15
、F
16
为啮合区域所受的流体所施加的向上推力。4.如权利要求1所述的高压齿轮泵止推板及其补偿油槽的设计方法，其特征在于：所述合力的作用点包括，在止推板齿轮侧由主动齿轮各齿廓区域、从动齿轮各齿廓区域以及啮合区域各作用点产生的流体向上推力的合...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞达，陈义，赵永武，王永光，倪自丰，钱善华，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：