齒輪泵達到性能要求及設(shè)計方法

航空燃油泵被稱作發(fā)動機的心臟，為了滿足現(xiàn)代航空發(fā)動機的性能的進一步提升需要發(fā)展燃油泵。因此開展新型的燃油泵的設(shè)計研究，以滿足航空發(fā)動機進一步發(fā)展的要求，是一項重要的研究課題。
現(xiàn)有的航空推進系統(tǒng)采用的柱塞泵、齒輪泵及部分離心泵，雖然能達到性能要求，但是柱塞泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，隨著   大流量的增加，泵的體積和重量增加較多，流量一般在10000kg/h以下，難以達到大流量的要求。離心泵轉(zhuǎn)速高、流量大、、結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕，但是低轉(zhuǎn)速下不能為發(fā)動機供油裝置提供所需要的壓力，即滿足不了起動轉(zhuǎn)速的要求。齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、體積小、，但存在齒輪泵進出口壓差越大泵的泄漏就會加大，造成容積效率降低的問題；同時壓差大使得從動軸的徑向力加大，增大了軸承的磨損，降低了泵的壽命。為提高泵的容積效率，采用端面間隙補償襯套來端面間隙，但是由于預(yù)緊力的作用，容易造成浮動側(cè)板與端面磨損加大，齒輪泵的機械效率會降低，齒輪泵的壽命也會有所降低，因此限制了齒輪泵壓力的進一步提高。
因此提出一種將多個齒輪泵串聯(lián)組成多級齒輪泵的設(shè)計思想，通過多級增壓可以達到高的出口壓力，使總壓負載分配給各級齒輪副，從而使單級壓差減小，減小了泄漏，了高出口壓力。每級泵的壓力負載低、，并且具有低噪聲和可以忽略壓力脈動的優(yōu)點。齒輪所受徑向力也隨之減小，降低了各軸承的負載，增加了軸承的壽命，可為航空發(fā)動機平穩(wěn)供應(yīng)高壓燃油。
多級齒輪泵具有大流量、   高壓力、   高壽命的特點，符合航空發(fā)動機對燃油泵的新要求。如布赫公司的QXV系列泵即為一類適用于低粘度油液的利用單泵組成的多級內(nèi)嚙合齒輪泵，根據(jù)需要   多可組成五級泵，己成功應(yīng)用于輸送噴氣式航空發(fā)動機燃料。目前國內(nèi)對多級齒輪泵的研究較少，一些廠家測繪仿制設(shè)計產(chǎn)品，缺少自己的設(shè)計方法，因而針對多級齒輪泵的設(shè)計方法研究是一項具有重要的研究意義。
為此，本文給出一種采用一字形燃油通道結(jié)構(gòu)串聯(lián)方式的多級內(nèi)嚙合齒輪泵設(shè)計方法，進行多級泵參數(shù)設(shè)計并利用UG三維建模軟件完成內(nèi)轉(zhuǎn)子參數(shù)化建模；   后通過ANSYS數(shù)值模擬對泵的應(yīng)力進行仿真并與理論公式進行對比，以檢驗泵的設(shè)計強度是否滿足要求。