ZCBG3350型齒輪泵高噪聲故障及診斷排除
①功用及故障現(xiàn)象ZCBG3350型齒輪泵是某液壓元件廠為用戶生產的低壓大排量齒輪泵,主要用于船舶齒輪箱的潤滑和冷卻。該泵在裝機試驗時發(fā)現(xiàn)噪聲高(約91 dB),影響系統(tǒng)性能和使用壽命,同時不利于船舶的工作和生活環(huán)境,其他性能基本正常,用戶表示無法隨主機使用。
②原因分析首先,分析可能由于齒輪的節(jié)距誤差和齒形誤差太大,造成齒輪嚙合不平穩(wěn),產生比較高的機械噪聲。為此,采用磨齒工藝,調整齒輪嚙合側隙,并提高了齒輪的加工精度,但試驗后,噪聲無明顯下降。其次,把泵裝配后的軸向和徑向間隙適當加大,減小用戶系統(tǒng)的吸油口壓力損失(以防汽蝕噪聲)等,但效果仍不理想。經多次分析對比試驗,斷定主要由于此泵側板(高壓側)圓形卸荷孔通流面積太小,引起困油在高壓區(qū)卸載不暢,產生很大周期性液壓沖擊,造成很高噪聲。而解決困油最常用的方法是在齒輪嚙合部分的側板(或軸套)上開卸荷槽,當閉死體積變小時,通過卸荷槽與排油腔相通,避免壓力急劇上升,當此體積增大時,通過低壓卸荷槽與吸油腔相通,避免形成真空。因ZCBG3350型齒輪泵是在定型產品CBG3200型中高壓齒輪泵基礎上改進而來,主要變化是齒寬比CBG3200型增加了75%,故困油量相應增加了75%,而卸荷孔結構尺寸未變(圖C),當主、從動齒輪兩嚙合點(A、B)相對于嚙合節(jié)點對稱時,此時齒側間隙最小,而高壓側卸荷孔與困油腔通流面積很小,勢必引起困油卸載不通暢、不徹底,產生振動和噪聲。
③改進方案及效果 按以上分析,對ZCBG3350型泵的結構采取了兩點改進措施:一是把側板改為浮動軸套,DU軸承裝在軸套內,能更好地保證裝配同軸度,因浮動軸套比側板厚很多,與泵體內孔配合面長,沖擊產生的振動相對小,同時,卸荷槽深度可以不受厚度限制(因側板厚度只有7mm,為保證一定強度,卸荷槽不可太深);二是把圓形卸荷孔改為高、低壓腔不對稱長方形卸荷槽(圖D),深度由2.5mm增大至6mm;高壓側卸荷槽通流能力大為改善,且低壓側體積增大,可及時由低壓卸荷槽補充油液,避免體積增大時形成真空。
采用上述改進方案后,通過模擬用戶工況進行試驗和不同位置多次測量,噪聲值均降為82dB左右,能滿足用戶主機使用要求。證明了改變卸荷槽形狀、增大卸載通流面積,對降低齒輪泵液壓沖擊產生的噪聲的正確性。