某外啮合齿轮泵壳体动力学分析1.docVIP

某外啮合齿轮泵壳体动力学分析 孙捷夫 （辽宁工程技术大学机械工程学院，辽宁阜新123000） 摘要：该齿轮泵在某些特殊的环境下连续长时间工作后发生泄漏现象，针对该现象展开深入的分析，发现外界环境的振动是导致该齿轮泵泄露的主要原因之一，发现前后两个端盖以及端盖与外部接头的连接处是容易发生泄露的区域。本文以大型有限元分析软件ANAYS为依托，建立该类型齿轮泵的有限元模型，并且对该泵壳体进行动力学分析，提取前八阶模态，找出其振型和频率，为同类齿轮泵安装使用的振动控制提供可靠的理论依据。 关键词：齿轮泵；壳体；ANSYS；模态分析 中图分类号：TH137.51 文献标志码：A External gear pump case of a dynamic analysis SUN Jie-fu (College of Mechanical Engineering,Liaoning Technical University ,Fuxin 123000,China) Abstract: The type of gear pumps in certain special circumstances a continuous leakage occurred after working long hours for in-depth analysis of the phenomenon and found that the vibration of the external environment is causing the leak of one of the main gear pumps, found after two a cover and cover the connection with external connectors are prone to leaking areas. In this paper, finite element analysis software ANAYS as the basis to establish the type of finite element model of the gear pump and the pump case for dynamic analysis to extract the first eight-order modes, to identify its type and frequency of vibration for the same gear Pump installation of vibration control to provide a reliable theoretical basis. Keywords: gear pump ；Shell; ANSYS; Mode analysis; 该类型齿轮泵作为工程机械液压系统的动力元件，常安装于工程机械传动系统的变速箱或传动箱壳体上。常见故障一般有两种，即外漏或内漏。外漏的故障现象是工作油箱油面降低，导致变速箱油面升高，加油口溢油；内漏的故障现象是系统的油温升高，执行元件动作迟缓，工作无力。泵体磨损造成径向泄漏；齿轮齿面磨损造成间隙泄漏；侧板青铜面或者浮动油封的磨损造成轴向的泄漏；泵内漏加剧，导致系统温度升高，液压油粘度降低，压力下降，执行元件动作迟缓，严重时导致系统瘫痪。 导致泄露的因素有很多。在实践中发现，在特定的安装使用环境下，该齿轮泵作为动力元件进行工作可以看做一个开环系统。泵的故障出现之前不会以某种信息或信号的形式反馈给外界直至故障的发生。由于该齿轮泵直接安装到基座上，所以面对外界激励最直接影响的是齿轮泵的外壳体，当外壳体的某一阶频率与外界激励的频率接近时，壳体会发生相应该阶模态振型规律下的破坏，首先发生的是薄弱环节——密封系统的破坏。齿轮泵的壳体是支撑安装齿轮、传动装置及其附属元件的基础，壳体的失效会直接导致油槽畸变、齿轮啮合变化、密封失效等严重后果，这些都是导致齿轮泵泄露的主要原因。因此，对齿轮泵壳体进行动力学分析与研究，对齿轮泵应用环境的设计、安装、结构改进等工作都有重要意义。 1.齿轮泵壳体有限元模型的建立及边界条件的确定 对于弹塑性材料许用应力为，其中：为材料的屈服极限。为安全系数。该齿轮泵壳体材料为HT250，，取=1.30，则许用应力。该材料密度为?=7850kg/m3，弹性模量为E=150GPa，泊松比为=0.3。 组成壳体的元件均是由规则实体和阶梯孔组成，因此选用三维10节点四面体结构实体 图1.齿轮泵壳体实体模型 图2 齿轮泵壳体有限元模型 2.齿轮泵壳体的模态分析 对齿轮泵壳体进行模态分析的目的，是根据模态