新型内齿轮流量计

　　1　问题的提出

　　(1)技术背景

　　对于高压液压系统的流量测量问题,国内目前还没有成型的产品,只是在部分研究机构、院校的实验室,在实验室条件下,通过间接测量流量的方法,可准确测量流量,但如果实验条件变了,如流体的黏度、温度、流速、脉动、压力、流态等条件变了,就很难准确地测量出该高压液压系统的流量。流量仪表是一种性能强烈依赖于使用条件的仪表。流量计是使用比制造要艰难得多的少数仪表之一,在实验室它可得到极高的精确度,但是在使用现场,一旦条件变化,情况完全不同。发明专利“容积式流量计”和发明专利“耐高压双向椭圆齿轮流量计”,都是以椭圆齿轮为研究对象,对椭圆齿轮流量计本身可能给被测系统带来的流量脉动,没有加以考虑,很难用于高压动态流量的测量。新型实用专利“平衡式多齿轮高压动态流量计”,由于其结构复杂,转动部件多,转动惯量大,又有外啮合齿轮对的参加,流量脉动较大,故很难真正地用于液压系统的动态流量的测量。单对外啮合产生的流量脉动一般为7%~15%,单对内啮合产生的流量脉动一般为1%~7%。为克服以上技术的不足,提出了一种新型内齿轮流量计。

　　该高压动态内齿轮流量计,适用于以矿物油、乳化液或水为工作介质的系统,是一种能可靠地测量高压液压系统流量的高压流量计,属于流体传动的动态流量测试领域。

　　(2)内齿轮流量计的分类

　　内齿轮流量计分为普通渐开线内齿轮流量计和多型渐开线内齿轮流量计两大类,普通渐开线内齿轮流量计简称内齿轮流量计,它是由一个内齿轮和一个小齿轮及密封块组成,X形渐开线内齿轮流量计简称X形内齿轮流量计,它是由一个内齿轮、X个小齿轮和密封块等组成,根据小齿轮个数的不同来区分,即有几个小齿轮就称为几型,如三型内齿轮流量计就是具有3个小齿轮的内齿轮流量计。

　　2　工作原理

　　(1)普通内齿轮流量计的工作原理

　　内啮合齿轮流量计的工作原理:一般情况下,它是由一对相互啮合的内齿轮、小齿轮、密封块、前后盖板等组成,内啮合齿轮流量计的2个齿轮应具有相同的参数。当压力油从进油口进入后,推动该对齿轮旋转,将油液带入出油口,这就是普通内啮合齿轮流量计的工作原理。流量计连续不断地进油和出油,使得齿轮不停地旋转,通过测量内齿轮或小齿轮的转速,就可确定通过齿轮流量计的流量大小。

　　(2)新型三型内齿轮流量计的工作原理

　　本课题组设计了一种低脉动、低转动惯量的高压动态内齿轮流量计。

　　利用平衡式复合齿轮泵的工作原理,设计了一种能够在液压系统的高压侧,测量液压系统动态流量的高压动态内齿轮流量计,该流量计具有不受环境条件影响,准确地测量高压液压系统动态流量的特点,对大型工矿企业液压系统的故障诊断和自动控制将起重要作用,该项研究填补了国内无该类高压动态容积式流量计的空白。经过合理地选择内齿轮和小齿轮的参数,让3对内啮合齿轮实现错位叠加,流量脉动只有原来的1/9,低于0.5%。以三型内齿轮流量计为例说明多型内齿轮流量计的工作原理。如图1所示,固定的内齿轮的内部均匀分布3个与之相啮合的小齿轮,和保持架一起由配流轴支承。前壳体、后壳体与内齿轮、3个小齿轮、保持架及配流轴一起,构成3个密闭的进油口、3个出油口,前壳体上布置有进液口,后壳体上布置有　　出液口。内齿轮与前壳体、后壳体固定在一起,保持架上装有用于测速的均布磁铁,前壳体上装有齿轮测速传感器,前壳体、后壳体与内齿轮间用O形密封圈密封,用螺栓联接,保持架上开有保持架进油口环形槽和保持架出油口环形槽,用小密封圈密封。