力士樂新一代SILENCE PLUS齒輪泵
發(fā)布時(shí)間：2019-08-12 瀏覽次數(shù)：3583
多年以來，外嚙合齒輪泵一直是一種堅(jiān)固型低成本的工作單元，其最獨(dú)特之處是壓力可達(dá)280bar，并且擁有極高的效率和極低的價(jià)格，但不盡人意的是工作噪音也相當(dāng)大。隨著較安靜的低噪音泵的出現(xiàn)，衡量噪音的大小已經(jīng)成為用戶在購(gòu)買時(shí)的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。通過在噪音源上采取措施，能使整個(gè)液壓系統(tǒng)的噪音降低，早在1999年力士樂就已經(jīng)研發(fā)出了SILENCE泵，基本達(dá)到了靜音齒輪泵的要求。作為市場(chǎng)的領(lǐng)軍企業(yè)，在此之后，我們一直都圍繞著這個(gè)問題進(jìn)行堅(jiān)持不懈的努力探索，終于取得了可喜的研發(fā)成果，這就是能夠滿足下列要求的、最新一代的、革新化的靜音型外嚙合齒輪泵，其優(yōu)點(diǎn)是：極大降低噪音和脈沖排油量從12到28cm3/轉(zhuǎn)成本;擁有與著名的SILENCE泵相同的安裝尺寸和幾乎相同的技術(shù)特性齒輪泵最主要的不利因素是泵自身產(chǎn)生的噪音、壓力脈沖以及頻率;聲音位置，我們?cè)诒玫难邪l(fā)項(xiàng)目中針對(duì)克服這些因素制定了三個(gè)核心出發(fā)點(diǎn)：兩齒側(cè)接觸、斜齒嚙合、擠壓油腔。兩齒側(cè)接觸在常規(guī)的外嚙合齒輪泵中，齒輪在工作時(shí)只是前齒側(cè)密封接觸。而在迄今為止的SILENCE泵中，由于齒輪軸間距和齒輪輪廓的誤差都非常小的原因而設(shè)計(jì)成無間隙的兩齒側(cè)接觸的結(jié)構(gòu)，這樣使得背齒側(cè)也能夠密封，從而提高了液壓油的排量，不僅使排油更加連續(xù)，而且脈沖也減少了大約75%，因而有效地降低了整個(gè)液壓設(shè)備的振動(dòng)和噪音。斜齒嚙合在我們的第一個(gè)出發(fā)點(diǎn)中，我們將兩齒側(cè)接觸原理應(yīng)用在減速器常用的斜齒嚙合結(jié)構(gòu)中，這種方式特別有效地降低了泵的噪音，因?yàn)橥ㄟ^斜齒嚙合使齒對(duì)的嚙合變換和由此而產(chǎn)生的傳遞力的波動(dòng)不在整個(gè)齒輪的寬度上同時(shí)進(jìn)行，因此，使整個(gè)過程在空間和時(shí)間上進(jìn)行了分配，從而使嚙合的齒輪對(duì)始終處在特別安靜的運(yùn)行狀態(tài)。使擠壓油腔消失為了達(dá)到制造出全新一代的靜音型外嚙合齒輪泵的目的，僅采用上述原理的組合還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，使新泵的研發(fā)工作取得突破的是所采用的另一個(gè)原理。在采用常規(guī)齒嚙合的外嚙合齒輪泵中，始終存在著單嚙合與雙嚙合的相互變換。為了能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)均勻的運(yùn)動(dòng)，就要求在齒對(duì)進(jìn)入嚙合的開始階段時(shí)，前一對(duì)齒仍要保持一段時(shí)間的嚙合接觸。在不采取其它設(shè)計(jì)措施的情況下，無論是在吸油側(cè)還是在壓油側(cè)都會(huì)在這些接觸點(diǎn)之間形成一個(gè)封閉的油腔，這個(gè)油腔被稱為擠壓油腔，這些油腔的體積變化導(dǎo)致了其中被封閉的液壓油的壓力快速升高，同時(shí)也激發(fā)了相應(yīng)的振動(dòng)。另外，當(dāng)擠壓油腔在低壓側(cè)敞開時(shí)也會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)噪音。雖然借助于已經(jīng)成熟的計(jì)算工具能夠減少這種振動(dòng)過程，但仍然還是會(huì)有一些殘余存在。因此，我們提出了這樣一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題：為什么我們不能研發(fā)一種從原理上就無法形成擠壓油腔的驅(qū)動(dòng)裝置呢？SILENCEPLUS:新一代的外嚙合齒輪泵我們是這樣進(jìn)行設(shè)計(jì)的：在泵中采用的是無間隙的斜齒嚙合驅(qū)動(dòng)裝置，齒輪采用的是非漸開線齒廓，這就在原理上避免了擠壓油腔的形成。兩個(gè)齒輪的齒廓不僅在齒側(cè)上接觸，而且也在齒頂和齒根部位互相接觸，因此就不會(huì)在相鄰的齒側(cè)間產(chǎn)生齒嚙合的突變，自始至終都是只有一個(gè)在一條連續(xù)的，字形封閉的嚙合線上運(yùn)動(dòng)的嚙合點(diǎn)。由斜齒嚙合而產(chǎn)生的作用在齒輪上的軸向力則由端面軸承元件來承接，而靜液壓平衡槽則用來無磨損地承接額外的力。我們首先研發(fā)的是用來確認(rèn)方案可行性的A樣件，在此基礎(chǔ)上，我們成立了一個(gè)由來自試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、產(chǎn)品管理、加工、采購(gòu)、質(zhì)量管理和財(cái)務(wù)部門的人員組成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。在研發(fā)過程中，經(jīng)過大量的計(jì)算和在電腦上的液壓模擬實(shí)驗(yàn)，最終將上述的設(shè)計(jì)原理有機(jī)地結(jié)合在一起，從而研發(fā)出新一代的產(chǎn)品。SILENCEPLUS的設(shè)計(jì)包括了三個(gè)對(duì)明顯降低噪音起到重要作用的元素：無間隙驅(qū)動(dòng)裝置、斜齒嚙合和非漸開線齒廓。那么這些結(jié)構(gòu)特性在自身噪音、壓力脈沖和噪音頻率方面都為客戶在實(shí)際應(yīng)用中帶來了哪些優(yōu)勢(shì)呢？新的外嚙合齒輪泵SILENCEPLUS平均減噪15分貝。振動(dòng)的減少降低了75%的供油脈沖。另外，泵還使噪音頻率降低了35%，從而形成聽起來相對(duì)舒適的聲音。革新化的齒廓形成了一個(gè)無間隙的連續(xù)齒面嚙合點(diǎn)而不產(chǎn)生擠壓油腔。
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