پمپ دنده‌ای برای صنعت چه مزایایی دارد؟

0 دیدگاه
پمپ دنده‌ای برای صنعت

از آنجایی که هدف این مقاله مطالعه کلی‌ترین نوع چرخ دنده‌های پیچ خورده تولید شده توسط رک-کاتر است، زیر برشی که توسط ویژگی‌های شکل قفسه برش حاصل می‌شود باید در نظر گرفته شود.
به طور کلی، مدول چرخ دنده احتمال تداخل (تماس غیر کونژوگه) را کاهش می‌دهد، اما نسبت تماس را نیز کاهش می‌دهد و از نظر مکانیکی چرخ دنده دنده را ضعیف می‌کند.
در حالی که ملاحظات استحکام چرخ دنده‌ها خارج از محدوده این مطالعه است، تأثیر بر نسبت تماس چرخ دنده‌ها که توسط مدول چرخ دنده داده می‌شود به دقت مورد توجه قرار می‌گیرد.
یک قفسه کاتر به شکل کلی شکل ۳ به عنوان مرجع برای تولید چرخ دنده‌هایی با پروفیل چرخ دنده پیچی در نظر گرفته شده است.
شکل کاتر نامتقارن است تا امکان تولید چرخ دنده‌های نامتقارن را فراهم کند.
منحنی فیله در نوک کاتر توسط یک قوس دایره‌ای با شعاع ρd برای سمت محرک و ρc برای سمت ساحل تشکیل می‌شود.
فرآیند تولید (برش) یک چرخ دنده را می‌توان به عنوان همگام‌سازی ترجمه خطی برش و حرکت چرخشی چرخ دنده مشاهده کرد.
پس از یک تبدیل مختصات مناسب، با یک چارچوب مرجع ثابت در مرکز چرخ دنده، این فرآیند را می‌توان به عنوان ترکیبی از دو حرکت قفسه برش نسبت به چرخ دنده در نظر گرفت: انتقالی و چرخشی (همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده است.
در نتیجه می‌توان با حرکت قسمت مستقیم کاتر پروفیل یک چرخ دنده پیچ خورده ایجاد کرد.

معرفی پمپ دنده ای در کاربرد های صنعتی

جریان سینماتیکی در پمپ دنده‌ای

نرخ جریان سینماتیکی را می‌توان با معرفی مفهوم محفظه جابجایی (DC) برای یک پمپ دنده‌ای  تعیین کرد.
DC یک ولوم کنترل متحرک است که به فضای چرخ دنده بین چرخ دنده‌های مجاور یک چرخ دنده مربوط می‌شود و با چرخش چرخ دنده‌ها می‌چرخد. در یک پمپ دنده ای، DCهای ۲z وجود دارد، همانطور که در شکل ۹ نشان داده شده است.
با تحقق فرآیند مش‌بندی توسط چرخ دنده‌ها، هر DC ابتدا کاهش می‌یابد و سپس حجم خود را افزایش می‌دهد و متوجه جابجایی سیال از ورودی به خروجی می‌شود.
با در نظر گرفتن محیط‌های ورودی و خروجی، کل حجم سیال داخلی محدود شده توسط چرخ دنده‌ها و محفظه را می‌توان به ۲z + ۲ تقسیم کرد.
برای هر موقعیت زاویه‌ای چرخ دنده‌ها، مجموع حجم آن‌ها همیشه برابر با یک مقدار ثابت است.
نرخ جریان نظری (سینماتیک) براییک پمپ دنده ای را می‌توان بر اساس پایستگی حجم DC، با الگوریتمی که قبلاً توسط نویسندگان در [6] ارائه شده است، فرموله کرد.
به طور کلی، فرمولی که نرخ جریان نظری را برای مورد چرخ دنده‌های متقارن بیان می‌کند، قبلاً توسط چندین نویسنده پیدا شده است [3،5،6،25]. این عبارات در مورد چرخ دنده‌های نامتقارن نیز صدق می‌کند، اما فقط در صورتی که در شرایط تماس تک بال عمل کنند.
با این حال، فرمولی که نرخ جریان نظری را در مورد دنده دو طرفه نامتقارن با اصلاح پروفیل بیان می‌کند، ادبیات موجود نیست.
به همین دلیل، در بخش بعدی این بخش، این مورد خاص با استفاده از روشی مشابه با رویکرد حجم دیفرانسیل مورد استفاده در [6] مورد بررسی قرار می‌گیرد.

معرفی پمپ دنده ای در کاربرد های صنعتی

طراحی شماتیک

پارامترهای طراحی و نتایج عددی اصلی را نشان می‌دهد که روند طراحی بهینه را در همگرایی بهینه‌سازی با wtip/m ≥ ۰ نشان می‌دهد.
با این حال، در واقعیت، تعداد زیاد چرخ دنده همیشه مطلوب نیست، زیرا اندازه پمپ را افزایش می‌دهد.
بنابراین، یک معامله بین حجم و جریان غیر یکنواخت وجود دارد. اما روند طراحی‌های بهینه نشان می‌دهد که چگونه پمپ‌هایی با جابجایی ویژه حجم بالاتر، نوسانات جریان بالاتری را ارائه می‌دهند.
همچنین، می‌توان متوجه شد که الگوریتم بهینه‌سازی مقادیر بهینه برای OFها را با رسیدن به کران محدودیت‌ها، یعنی حداقل نسبت تماس و حداقل عرض نوک پیدا می‌کند. بنابراین، این محدودیت‌ها به عنوان عوامل محدود کننده مهم رفتار می‌کنند.
همانطور که توسط داده‌های جداول ۲ و ۳ منعکس شده است، طرح‌هایی با عملکرد بهینه در عدم یکنواختی جریان و اندازه پمپ همیشه به یک محدوده محدود در نسبت تماس یا عرض نوک می‌رسیدند.
نتایج همچنین نشان می‌دهد که ضریب تصحیح پروفایل x زمانی عملکرد بهینه را ارائه می‌دهد که مقدار بسیار نزدیک به صفر داشته باشد. با این حال، این به مقدار در نظر گرفته شده برای TW به عنوان محدودیت نیز بستگی دارد.
همچنین، طرح‌های بهینه دارای مقادیر اضافی نزدیک به ۱.۵ هستند (با تعداد چرخ دنده‌ها از ۱.۴ به ۱.۷ افزایش می‌یابد). هر دو واقعیت در تضاد با نتیجه گیری ارائه شده توسط چندین مرجع هستند، مانند [3]، که تصحیح پروفایل x و شعاع بیرونی بالاتر را برای کاهش ضربان جریان توصیه می‌کند.
این امر به این دلیل است که در این کار گذشته، محدودیت‌هایی از جمله نسبت تماس، عرض نوک در نظر گرفته نشده است.
مشاهده این که چگونه طرح‌های بهینه همیشه در زوایای فشار کناری، همانطور که در جدول ۳ نشان داده شده است، عدم تقارن را نشان می‌دهند، جالب باشد.
محدودیت این امر فضایی را برای کاهش بیشتر زاویه فشار سواحل فراهم می‌کند تا فاصله واکنش برگشتی به حداقل برسد تا عدم یکنواختی جریان بهبود یابد.
در نهایت، شعاع فیله اثر کمتری نسبت به سایر پارامترها در این بهینه‌سازی نشان می‌دهد. در واقع شعاع فیله ریشه بر اثرات تراکم‌پذیری تأثیر می‌گذارد.

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 *