[发明专利]一种内啮合齿轮润滑脂泵端面间隙轴向力平衡系统及方法

说明书

本发明公开了一种内啮合齿轮润滑脂泵端面间隙轴向力平衡系统及方法，啮合齿轮和侧板间端面形成油脂间隙，所述侧板背对油脂间隙的一面设置有静压平衡槽，水泵出口分别与电磁阀和电磁溢流阀相连，电磁阀的另一端连接至静压平衡槽，电磁阀、电磁溢流阀以及水泵形成液压回路，压力检测单元设置在侧板上面对油脂间隙的一侧，压力检测单元、电磁阀、电磁溢流阀以及水泵电机均与控制器电连接，电磁溢流阀设定为压力检测单元检测到的实时压力数值。采用压力传感器获取内啮合齿轮润滑脂泵端面间隙的压力以控制电磁溢流阀的溢流压力，最终借助液压回路对内啮合齿轮润滑脂泵的轴向力进行平衡。

技术领域

本发明涉及一种压力平衡系统及方法，尤其是一种内啮合齿轮润滑脂泵端面间隙轴向力平衡系统及方法。

背景技术

PIV技术能够对泵流场特征进行定量的表征，是探究泵内部流体流动机理最为直接和有效的手段。PIV技术核心是通过测量示踪粒子在已知很短时间间隔内的位移来间接地测量流场的瞬态速度分布，其中，捕捉示踪粒子需要依靠激光对待测流场进行照射，并采用显微镜和CCD相机实现示踪粒子运动轨迹的捕获。因此，采用PIV技术进行泵的流场分析过程中，需要对泵的壳体材质进行限制，均需选用透明材质的材料。

内啮合齿轮泵端面间隙为啮合齿轮与侧板之间构成一对摩擦副。啮合齿轮端面与侧板之间的减摩是依靠间隙之间形成润滑脂液膜的润滑和支撑作用，并且间隙液膜的流动也是泵内泄漏的通道。端面间隙内部的流体具有较高的压力，迫使啮合齿轮和侧板相分离，产生较高轴向力，严重影响了内啮合齿轮泵的运转平稳性。为了削弱轴向力对泵运转的不利影响，通常均需在侧板背面开设静压平衡槽和静压平衡孔，将端面间隙内部的高压流体引入侧板背面，进而对端面间隙内部的流体压力进行平衡。实际上，这种方法并不能够达到很好的效果，端面间隙各点压力不一致，开设静压平衡孔位置对消除轴向力的效果影响很大。另外，针对内啮合齿轮润滑脂泵，润滑脂介质具有一定的颜色，静压平衡槽内部的润滑脂将会致使采用PIV技术无法考察端面间隙内部的流场。因而，开发既能够对内啮合齿轮润滑脂泵端面间隙轴向力进行平衡的系统，同时不影响PIV实验装置对端面间隙流场进行可视化研究的装置，对研究内啮合齿轮润滑脂泵的端面间隙流场特征具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种内啮合齿轮润滑脂泵端面间隙轴向力平衡系统及方法，可以实现对内啮合齿轮润滑脂泵的轴向力进行平衡，同时不影响PIV实验装置对端面间隙流场进行可视化研究，克服了现有技术的不足。

技术方案：一种内啮合齿轮润滑脂泵端面间隙轴向力平衡系统，啮合齿轮和侧板间端面形成油脂间隙，所述侧板背对油脂间隙的一面设置有静压平衡槽，水泵出口分别与电磁阀和电磁溢流阀相连，电磁阀的另一端连接至静压平衡槽，电磁阀、电磁溢流阀以及水泵形成液压回路，压力检测单元设置在侧板上面对油脂间隙的一侧，压力检测单元、电磁阀、电磁溢流阀以及水泵电机均与控制器电连接，电磁溢流阀设定为压力检测单元检测到的实时压力数值。

优选的，所述液压回路内为透明的流体。

优选的，所述流体为纯水。

优选的，所述压力检测单元包括多个压力传感器，压力传感器间隔布置在侧板上，控制器将多个压力传感器检测的压力平均值设置为电磁溢流阀的溢流压力值。

优选的，所述压力传感器设置在侧板上的通孔内，压力传感器与侧板通孔密封连接。

一种内啮合齿轮润滑脂泵端面间隙轴向力平衡方法，啮合齿轮和侧板间端面形成油脂间隙，在侧板背对油脂间隙的一侧设置可容纳流体的静压平衡槽，实时获取油脂间隙侧的压力值并在静压平衡槽内填充等值压力的流体，并设置流体的液压回路。

优选的，所述液压回路为电磁阀、电磁溢流阀和水泵组成的液压回路，水泵的出口分别与电磁阀和电磁溢流阀相连，电磁阀的另一端连接至静压平衡槽，将溢流电磁阀的溢流值设置为油脂间隙侧的压力值。