توزیع فشار در پمپ دنده ای چگونه است؟

0 دیدگاه
توزیع فشار در پمپ دنده ای

در مختصات ساختاری پمپ دنده ای شافت پمپ توسط یک عنصر فنری پیچشی که رفتار دینامیکی شفت را نشان می‌دهد به شافت محرک الکتروموتور  متصل می‌شود.
مولفه‌های نیرویی که بر روی هر چرخ دنده اعمال می‌شود، نیروها و تکانه حاصل از توزیع فشار fpxk، fpyk، Mpk، نیروی مش‌بندی fmg، واکنش‌های یاتاقان fbxk ،fbyk و گشتاور محرک موتور Mm است. بنابراین، در مورد تماس مشبک در امتداد DLA، نمودار بدنه آزاد اجزای نیرو در شکل ۲ و معادلات حرکت به صورت زیر نشان داده شده است:
افزایش فشار با فاصله از پایین به ناحیه فشار بالا کم و بیش پیشرونده است، اما واقعاً توسط چندین پارامتر ابعادی و عملیاتی مانند فاصله در جهت شعاعی و محوری، ویسکوزیته روغن، فشار خروجی و سرعت شفت مشروط است.
چندین مقاله محاسبه مقدار فشار در فضاهای دندانی را در طول چرخش چرخ دنده‌ها توسعه می‌دهند [1،3،22]. این مدل‌ها فقط تفاوت‌های کوچکی را نشان می‌دهند که عمدتاً در مورد فاصله ثابت یا متغیر بین جعبه و چرخ دنده‌ها یا تعداد ولوم‌های کنترل (حجم‌هایی که پمپ در آن‌ها تقسیم می‌شود) وجود دارد.

توزیع فشار در پمپ دنده ای

تعریف فضای بین چرخ دنده‌ها

به دلیل تغییر در تعداد فضاهای دندانه‌ای جدا شده بین معادله. (۷) امکان محاسبه تغییرات فشار یک سیال (که با مدول حجم روغن Boil مشخص می‌شود) موجود در حجم کنترل V، که توسط افزایش سرعت جریان حجمی DQ و تغییر حجم dV/dy ایجاد می‌شود، امکان‌پذیر می‌کند.

عبارات اصطلاحات سمت راست معادله. (۷)، یعنی حجم V، تغییر آن dV/dy و افزایش نرخ جریان DQ، باید برای هر حجم کنترلی یافت شود. برای تعیین این دبی‌ها، لازم است بدانیم که چگونه هر حجم از طریق خلاهای پمپ با سایر حجم‌ها ارتباط برقرار می‌کند.
شکل ۳ روابط بین این حجم‌ها را نشان می‌دهد. فلش‌های شکل، جهت جریان‌های مبادله شده بین حجم‌ها را نشان می‌دهد.

فشار در محفظه ورودی و خروجی به ترتیب برابر با فشار اتمسفر و فشار خروجی ثابت در نظر گرفته می‌شود. فشار در دایره‌های زهکشی نیز برابر فشار اتمسفر ثابت در نظر گرفته می‌شود. در ادامه هر عبارت معادله (۷) اعمال شده به فضاهای دندان ایزوله محاسبه خواهد شد.
به ویژه نرخ جریان با در نظر گرفتن سهم افت فشار بین حجم‌های مجاور و جریان «کشش» محاسبه می‌شود.

در واقع، به خوبی شناخته شده است که برای یک عنصر فیلم سیال با ارتفاع h، طول l و عرض w، سرعت جریان حجمی ناشی از افت فشار Dp را می‌توان با استفاده از معادله پوازی که جریان آرام را فرض می‌کند محاسبه کرد روابط (۸) و (۹) از این به بعد به منظور محاسبه افزایش نرخ جریان DQ در چهار نوع حجم کنترل استفاده خواهد شد در حالی که تغییر حجم dV/dy از ملاحظات هندسی به دست می‌آید.

توزیع فشار در پمپ دنده ای

افزایش نرخ جریان پمپ دنده‌ای

هنگامی که افزایش نرخ جریان و تغییر حجم برای همه حجم‌های کنترل به دست آمد، سیستم معادله حاصل می‌تواند به صورت عددی یکپارچه شود تا توزیع فشار در اطراف چرخ دنده‌ها به دست آید.
شکل ۴ فضای عمومی دندان i را نشان می‌دهد که بین دو جناح دندان متوالی (i و i+۱) و کیس قرار دارد. هر فضای دندانی با فاصله‌های مربوطه بین کیس و نوک دندان، hi, hi+1 و بین بلوک‌های یاتاقان و جناح‌های جانبی دندان، hf به فضاهای دندان بعدی متصل می‌شود.

علاوه بر این، از طریق فاصله‌های hf بین بلوک‌های یاتاقان و سطوح جانبی چرخ دنده‌ها با دایره زهکشی متصل می‌شود (همچنین به شکل ۳ و ۵ مراجعه کنید).
بنابراین، معادله (۷) اعمال شده به فضای دندان عمومی i خاص می‌شود، یک تجزیه و تحلیل مترولوژیکی بر روی دو کیس پمپ در سه موقعیت زاویه‌ای مختلف انجام شده است.

شکل ۷ (a) نقاط اندازه گیری و مقادیر سایش را بر حسب میلی متر برای دو مورد اندازه گیری شده نشان می‌دهد.
سپس، توزیع سایش در اطراف جعبه با میانگین گیری، برای هر موقعیت، داده‌های تجربی حاصل از دو مورد و درونیابی چنین داده‌های میانگین به منظور به دست آوردن توزیع سایش در اطراف چرخ دنده به دست آمد (شکل ۷(b) ). بنابراین، مدل توزیع فشار را با اضافه کردن مشخصات سایش به فاصله شعاعی بین نوک دندان و کیس ارزیابی می‌کند.

در مقاله نشان داده خواهد شد که پروفیل سایش اهمیت زیادی در روند توزیع فشار و در نیروهای فشار حاصله دارد. در مورد دبی حجمی بین بلوک‌های یاتاقان و کناره جانبی دندان (Qf, i)، سرعت نسبی mf متغیر است و علاوه بر این، عرض b متغیر است.

0 پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟
خیالتان راحت باشد :)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *