CN204126875U - 一种内啮合齿轮泵内齿轮运动姿态的监测实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种监测内啮合齿轮泵内齿轮运动姿态的实验装置。本实用新型中的变量泵输出的油液，经单向阀和开关阀后，一路与调定压力的溢流阀输入端连接，另一路与测试基体的高压口连接，测试基体的低压口经流量计与溢流阀输出端接到油箱。由变频器控制的变频电机经联轴器与测试基体的齿轮轴连接。该实验装置可以测量不同工况下内啮合齿轮泵中内齿轮在轴向、径向的位移，获得内齿轮的实际运动姿态，为合理设计内齿轮高压支承结构提供依据。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实验装置，尤其是涉及一种内啮合齿轮泵内齿轮运动姿态的监测实验装置。
背景技术
内齿轮是内啮合齿轮泵中的核心零件。其中，内齿轮浮动安装在壳体中，除旋转运动外，存在径向浮动、轴向浮动以及倾斜等运动姿态。内齿轮的运动姿态直接关系着内啮合齿轮泵中关键摩擦副的油膜形貌和密封特性。获取内齿轮运动姿态，是合理设计内齿轮高压支承结构的依据。目前国内外尚未有关于内啮合齿轮泵运动姿态的监测实验装置见诸文献报道。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种内啮合齿轮泵内齿轮运动姿态的监测实验装置，通过模拟不同工况条件，实验研究在油介质或者水介质环境中内啮合齿轮泵中内齿轮在轴向、径向的位移，获得内齿轮的实际运动姿态，为合理设计内齿轮高压支承结构提供依据。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
本实用新型包括测试基体、加载系统和调速系统。
加载系统包括过滤器、变量泵、单向阀、溢流阀、压力表、开关阀、流量计和油箱；变量泵经过滤器将油液从油箱中输出，经单向阀和开关阀后，一路与调定压力的溢流阀输入端连接，另一路与测试基体的高压口连接，测试基体的低压口经流量计与溢流阀输出端接到油箱。
调速系统包括变频器、变频电机和联轴器；由变频器控制的变频电机经联轴器与测试基体的齿轮轴连接。
测试基体包括齿轮轴、内齿轮、前盖板、前浮动侧板、后浮动侧板、后盖板、滑动轴承、轴封、挡圈、月牙块、壳体、传感器、螺母、垫片、螺栓、壳体密封件、侧板密封件和传感器密封件；齿轮轴与内齿轮偏心啮合，内齿轮与壳体间隙配合，前浮动侧板和后浮动侧板分别安装在齿轮轴和内齿轮的两侧；前浮动侧板、后浮动侧板和齿轮轴为间隙配合；月牙块安装在齿轮轴与内齿轮之间，月牙块的内凹面与齿轮轴的齿顶间隙配合，月牙块的外凸面与内齿轮的齿顶间隙配合；齿轮轴与安装在前盖板和后盖板中的滑动轴承间隙配合；轴封安装在前盖板和后盖板中，并由挡圈定位；前盖板、壳体和后盖板之间由螺母、垫片和螺栓连接；前盖板和后盖板的外端面安装有传感器，壳体外圆面安装有传感器；前浮动侧板、后浮动侧板和前盖板、后盖板之间安装有侧板密封件，前盖板、后盖板和壳体之间安装有壳体密封件，传感器与前盖板、后盖板和壳体之间安装有传感器密封件。
前盖板的外端面上开有三个传感器安装孔；三个传感器安装孔的分布圆直径等于前盖板中间通孔直径与内齿轮外圆直径的和的一半，且该分布圆的圆心与前盖板圆心之间的距离为0.5倍的齿轮轴与内齿轮的偏心距；以前盖板圆心到前盖板中间通孔圆心的连线为参考，第一个传感器安装孔位于该连线逆时针30°处，第二个和第三个传感器安装孔分别位于该连线顺时针45°和135°处。
后盖板的外端面上开有三个传感器安装孔；三个传感器安装孔的分布圆直径等于后盖板中间通孔直径与内齿轮外圆直径的和的一半，且该分布圆的圆心与后盖板圆心之间的距离为0.5倍的齿轮轴与内齿轮的偏心距；以后盖板圆心到后盖板中间通孔圆心的连线为参考，第一个传感器安装孔位于该连线顺时针30°处，第二个和第三个传感器安装孔分别位于该连线逆时针45°和135°处。
壳体的外圆面上开有十二个传感器安装孔；该十二个传感器安装孔沿壳体轴向方向分为三组，每组之间的距离为0.25倍壳体的轴向厚度，中间一组位于壳体的轴向中间；壳体的内环面开有均压槽，均压槽中间开有高压口，低压口与高压口关于壳体的中心对称；对于壳体圆周方向的一组传感器安装孔，一共有四个，关于高压口和低压口的中心连线呈对称的两组，其夹角分别是0.8倍的均压槽包角和1.2倍的均压槽包角。
本实用新型具有的有益效果是：
（1）测试基体提供了内齿轮在内啮合齿轮泵中的工作环境，能够准确模拟内齿轮的受载工作状态，并测量内齿轮的运动位移。
（2）加载系统和调速系统能够为测试基体提供调定方便的压力负载和工作转速，从而模拟不同的工作状态，且能够获得内啮合齿轮泵的内泄漏特性。
（3）实验装置可采用液压油、纯水和海水等多种液体作为工作介质，能够测试不同工作介质下内啮合齿轮泵中内齿轮的运动状态。
（4）测试基体安装接口简单，被测元件的装拆十分方便。
附图说明
图1是本实用新型的液压原理示意图。
图2是本实用新型中测试基体的主视剖面图。
图3是本实用新型中测试基体的左视剖面图。
图4是本实用新型中前盖板的左视图。
图5是本实用新型中后盖板的右视图。
图6是本实用新型中壳体的左视图。
图7是本实用新型中壳体的主视剖面图。
图中：1、过滤器，2、变量泵，3、单向阀，4、开关阀，5、压力表，6、溢流阀，7、流量计，8、测试基体，9、变频电机，10、变频器，11、油箱，8.1、齿轮轴，8.2.1~8.2.6、传感器，8.3、前盖板，8.4.1、前浮动侧板，8.4.2、后浮动侧板，8.5、后盖板，8.6.1~8.6.2、滑动轴承，8.7.1~8.7.2、轴封，8.8.1~8.8.2、挡圈，8.9、月牙块，8.10、内齿轮，8.11、壳体，8.12、螺母，8.13、垫片，8.14、螺栓，8.15、壳体密封件，8.16、侧板密封件，8.17传感器密封件。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的实验装置由测试基体8、加载系统和调速系统组成。
加载系统包括过滤器1、变量泵2、单向阀3、开关阀4、压力表5、溢流阀6、流量计7和油箱11。变量泵2根据需要输出一定流量的油液，经过滤器1过滤后，由溢流阀6调定所需压力，压力表5起监测系统压力的作用；开关阀4决定加载系统是否工作，单向阀3起保护变量泵2的作用；高压油液与测试基体8的高压口a连接，为实验装置提供所需压力负载；测试基体8的低压口b经流量计7与溢流阀6输出端接到油箱11，流量计7可以监测实验装置的内泄漏流量。
调速系统包括变频器10、变频电机9和联轴器。变频电机9经联轴器与测试基体8的齿轮轴8.1连接，通过变频器10控制变频电机9的转速，从而实现齿轮轴8.1以设定转速旋转，以模拟不同转速工况。
如图2和图3所示，测试基体8包括齿轮轴8.1、内齿轮8.10、前盖板8.3、前浮动侧板8.4.1、后浮动侧板8.4.2、后盖板8.5、滑动轴承8.6.1和8.6.2、轴封8.7.1和8.7.2、挡圈8.8.1和8.8.2、月牙块8.9、壳体8.11、传感器8.2.1、8.2.2、8.2.3、8.2.4、8.2.5和8.2.6、螺母8.12、垫片8.13、螺栓8.14、壳体密封件8.15、侧板密封件8.16和传感器密封件8.17。齿轮轴8.1与内齿轮8.10偏心啮合，两者构成齿轮副以实现油液输运，内齿轮8.10浮动安装在壳体8.11中，两者构成静压支承；前浮动侧板8.4.1和后浮动侧板8.4.2分别安装在齿轮轴8.1和内齿轮8.10的两侧，实现内啮合齿轮泵的轴向密封；前浮动侧板8.4.1、后浮动侧板8.4.2和齿轮轴8.1为间隙配合；月牙块8.9安装在齿轮轴8.1与内齿轮8.10之间，月牙块8.9的内凹面与齿轮轴8.1的齿顶间隙配合，月牙块8.9的外凸面与内齿轮8.10的齿顶间隙配合，实现内啮合齿轮泵的径向密封；齿轮轴8.1与分别安装在前盖板8.3和后盖板8.5中的滑动轴承8.6.1和8.6.2间隙配合；轴封8.7.1和8.7.2分别安装在前盖板8.3和后盖板8.5中，并分别由挡圈8.8.1和8.8.2定位，以防止轴端工作介质外泄漏；前盖板8.3、壳体8.11和后盖板8.5之间由螺母8.12、垫片8.13和螺栓8.14连接；前盖板8.3和后盖板8.5的外端面安装有传感器8.2.1和8.2.2，壳体8.11外圆面安装有传感器8.2.3、8.2.4、8.2.5和8.2.6，可通过这些传感器实现内齿轮位移的监测；前浮动侧板8.4.1、后浮动侧板8.4.2和前盖板8.3、后盖板8.5之间安装有侧板密封件8.16，前盖板8.3、后盖板8.5和壳体8.11之间安装有壳体密封件8.15，传感器8.2.1、8.2.2、8.2.3、8.2.4、8.2.5和8.2.6与前盖板8.3、后盖板8.5和壳体8.11之间安装有传感器密封件8.17，上述密封件保证实验装置内工作介质的密封。
如图4所示，前盖板8.3的外端面上开有三个传感器安装孔；三个传感器安装孔的分布圆直径D等于前盖板8.3中间通孔直径d1与内齿轮8.10外圆直径d2的和的一半，且该分布圆的圆心与前盖板8.3圆心之间的距离为0.5倍的齿轮轴8.1与内齿轮8.10的偏心距e；以前盖板8.3圆心到前盖板8.3中间通孔圆心的连线为参考，第一个传感器安装孔位于该连线逆时针30°处，第二个和第三个传感器安装孔分别位于该连线顺时针45°和135°处。
如图5所示，后盖板8.5的外端面上开有三个传感器安装孔；三个传感器安装孔的分布圆直径D等于后盖板8.5中间通孔直径d1与内齿轮8.10外圆直径d2的和的一半，且该分布圆的圆心与后盖板8.5圆心之间的距离为0.5倍的齿轮轴8.1与内齿轮8.10的偏心距e；以后盖板8.5圆心到后盖板8.5中间通孔圆心的连线为参考，第一个传感器安装孔位于该连线顺时针30°处，第二个和第三个传感器安装孔分别位于该连线逆时针45°和135°处。
如图6和图7所示，壳体8.11的外圆面上开有十二个传感器安装孔；该十二个传感器安装孔沿壳体8.11轴向方向分为三组，每组之间的距离为0.25倍壳体8.11的轴向厚度w，中间一组位于壳体8.11的轴向中间；壳体8.11的内环面开有均压槽，均压槽包角为θ；均压槽中间开有高压口a，低压口b与高压口a关于壳体8.11的中心对称；对于壳体8.11圆周方向的一组传感器安装孔，一共有四个，关于高压口a和低压口b的中心连线呈对称的两组，其夹角分别是0.8倍的均压槽包角θ和1.2倍的均压槽包角θ。
根据上述描述，测试基体8构成内啮合齿轮泵工作环境，能够准确模拟内啮合齿轮泵中内齿轮的实际工作状态。加载系统提供由溢流阀4调定输出压力实现内齿轮8.10承受可调压力负载，调速系统由变频器11驱动变频电机10实现内齿轮8.10以调定转速运转，并由流量计7监测实验装置的内泄漏流量。安装在前盖板8.3和后盖板8.5的外端面的传感器可以测量内齿轮8.10的轴向位移，安装在壳体8.11的外圆面的传感器可以测量内齿轮8.10的径向位移，且上述传感器分布在多个点，可以根据多点位移数据获得内齿轮的倾斜姿态，从而可以获得内齿轮的运动姿态。，为合理设计内齿轮高压支承结构提供依据。
Claims (1)
1. 一种内啮合齿轮泵内齿轮运动姿态的监测实验装置，包括测试基体(8)、加载系统和调速系统，其特征在于：
加载系统包括过滤器(1)，变量泵(2)经过滤器(1)将油液从油箱(11)中输出，经单向阀(3)和开关阀(4)后，一路与调定压力的溢流阀(6)输入端连接，另一路与测试基体(8)的高压口(a)连接，测试基体(8)的低压口(b)经流量计(7)与溢流阀(6)输出端接到油箱(11)；
调速系统包括变频器(10)、变频电机(9)和联轴器；由变频器(10)控制的变频电机(9)经联轴器与测试基体(8)的齿轮轴(8.1)连接；
所述的测试基体(8)包括齿轮轴(8.1)、内齿轮(8.10)、前盖板(8.3)、前浮动侧板(8.4.1)、后浮动侧板(8.4.2)、后盖板(8.5)、滑动轴承(8.6.1、8.6.2)、轴封(8.7.1、8.7.2)、挡圈(8.8.1、8.8.2)、月牙块(8.9)、壳体(8.11)、传感器(8.2.1、8.2.2、8.2.3、8.2.4、8.2.5、8.2.6)、螺母(8.12)、垫片(8.13)、螺栓(8.14)、壳体密封件(8.15)、侧板密封件(8.16)和传感器密封件(8.17)；齿轮轴(8.1)与内齿轮(8.10)偏心啮合，内齿轮(8.10)与壳体(8.11)间隙配合，前浮动侧板(8.4.1)和后浮动侧板(8.4.2)分别安装在齿轮轴(8.1)和内齿轮(8.10)的两侧；前浮动侧板(8.4.1)、后浮动侧板(8.4.2)和齿轮轴(8.1)为间隙配合；月牙块(8.9)安装在齿轮轴(8.1)与内齿轮(8.10)之间，月牙块(8.9)的内凹面与齿轮轴(8.1)的齿顶间隙配合，月牙块(8.9)的外凸面与内齿轮(8.10)的齿顶间隙配合；齿轮轴(8.1)与分别安装在前盖板(8.3)和后盖板(8.5)中的滑动轴承(8.6.1、8.6.2)间隙配合；轴封(8.7.1、8.7.2)分别安装在前盖板(8.3)和后盖板(8.5)中，并分别由挡圈(8.8.1、8.8.2)定位；前盖板(8.3)、壳体(8.11)和后盖板(8.5)之间由螺母(8.12)、垫片(8.13)和螺栓(8.14)连接；前盖板(8.3)和后盖板(8.5)的外端面安装有传感器(8.2.1、8.2.2)，壳体(8.11)外圆面安装有传感器(8.2.3、8.2.4、8.2.5、8.2.6)；前浮动侧板(8.4.1)、后浮动侧板(8.4.2)和前盖板(8.3)、后盖板(8.5)之间安装有侧板密封件(8.16)，前盖板(8.3)、后盖板(8.5)和壳体(8.11)之间安装有壳体密封件(8.15)，传感器(8.2.1、8.2.2、8.2.3、8.2.4、8.2.5、8.2.6)与前盖板(8.3)、后盖板(8.5)和壳体(8.11)之间安装有传感器密封件(8.17)。
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| CN104295480A (zh) * | 2014-10-13 | 2015-01-21 | 浙江大学舟山海洋研究中心 | 内啮合齿轮泵内齿轮运动姿态的监测实验装置 |
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