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熔体齿轮泵的齿轮轴设计需要注意事项

选择轴向力较小的齿轮形式

熔体齿轮泵的核心运动部件为齿轮组件,齿轮的旋转和哈合一方面可以挤压齿间的熔体,使物料从一端幼送到另一端,另一方面齿轮的喻合能封闭低压腔,有利于提高抽出压力。

熔体齿轮泵的齿轮组件有直齿轮、斜齿轮和人字形齿轮等多种形式。直齿轮和斜齿轮的制造较容易,但直齿轮的自洁性差,而且在较高转速时会产生压力波动,但在工作时不可通免地会产生较大的轴向力,该力既加剧了齿轮轴与滑动轴承的磨损,又会导致齿侧间隙熔体的严重剪切,影响最终塑料制品的质量。为了使熔休泵在重负载的工况下轴向力平衡、运行平稳,最佳结构的齿轮是人字形齿轮。

目前加工一件人字形齿轮组件的通常做法是分别加工二个斜齿轮及一条齿轮轴,加工后利用齿轮轮毂与齿轮轴的过盈静配合将二个斜齿轮同时加热至300℃后装入到齿轮轴颈的特定位置,利用齿轮毂的热收缩联接成一个人字形齿轮组件。

齿轮轴的材质和处理

所选择的齿轮轴材质除了应满足熔体泵输送的物料产生的载荷外,还应考虑该泵在300℃高温下连续工作,理想的材料为经调质热处理的38CrMoA1锻钢,为了改普齿轮轴的耐磨及耐疲劳性,提高其可靠性,机加工后还应经盐浴软氮化表面处理。

齿轮轴的内应力

选择合适的齿轮轴颈与二个斜齿轮(组合后称为人字形齿轮)轮毂间相互静配合的过盈量是减小齿轮轴颈内应力的关健。由使用经验得知,若过盈量不够,泵在运行时会产生齿轮轴与人字形齿轮之间的轴向串动故障;若过盈量太大,则会造成齿轮轮毂与齿轮轴的配合轴顶间的结合面产生过大的内应力,导致受力表面产生裂纹及裂纹扩张,影响齿轮轴的寿命。



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