流量特性平均流量啮闭式齿轮泵的平均流量包括两部分:一是由渐开线齿产生的流量Q1;二是由工作齿产生的流量Q2.设工作齿占据的弧长与zc个渐开线齿占据的弧长相等,则渐开线齿的分度圆直径D=m(z+zc)(1)式中m渐开线齿轮模数;z渐开线齿的齿数。
由渐开线齿产生的流量相当于渐开线齿牙及齿谷所占空间,即Q1=(PDhB-2Pzcz+zcD2hB)n(2)式中h渐开线齿高,h=2m;B齿宽;n工作转子转速。将式(1)代入式(2)得Q1=2Pnm2zB(3)由工作齿产生的流量Q2=n=PBn(h2+2hra)(4)式中Ra工作齿顶圆半径;ra渐开线齿顶圆半径。因此,啮闭式齿轮泵的平均流量Q=Q1+Q2=PBn(2m2z+h2+2hra)(5)瞬时流量同样,啮闭式齿轮泵的瞬时流量也包括两部分。
当工作转子在瞬时时间间隔dt内转过dU角时,渐开线齿使泵排液腔的容积变化<1>dV=B(r2a-r2-f2)dU(6)式中r渐开线齿轮节圆半径;f啮合点位移。将上式两端除以dt,即得在渐开线齿作用下,泵的瞬时流量Qt1=dVdt=BX(r2a-r2-f2)(7)式中X工作转子角速度。
在相同时间间隔内,工作齿使泵排液腔的容积变化dV=(R2a-r2a)BdU/2=(h2+2hra)BdU/2(8)则在工作齿作用下,泵的瞬时流量漏磁法检测钢丝绳断丝的实验装置漏磁法检测钢丝绳断丝的传感器采用霍尔元件,沿着钢丝绳周向规则排列,以检测钢丝绳断丝处的漏磁场,由霍尔电势便可以测得钢丝绳断口处的漏磁场,根据漏磁场来判断钢丝绳的断丝情况。钢丝绳断丝检测装置如所示,钢丝绳断丝实现定量检测的关键在于信号处理,即从检测信号中如何获得有用信息以反映钢丝绳的特征。
钢丝绳断丝检测装置钢丝绳断丝检测信号的小波分析钢丝绳断丝检测的主要目的是确定断丝的位置及断丝根数,对于钢丝绳这种具有奇异性的检测信号,最有效的分析处理方法是小波分析。特别是钢丝绳断丝根数少,细丝小直径钢丝绳,断丝在钢丝绳内部,泄漏出来的漏磁场较小,形成的霍尔电势也小,在检测信号波形上无明显的断丝特征信号。小波分析在时域和频域均具有良好的局部化性质,可以从被干扰了的信号中提取有用信息,应用小波分析的时)频局部化特性提取奇异信号的奇异点位置和奇异程度。
小波滤波原理Qt2=BX(h2+2hra)/2(9)所以啮闭式齿轮泵的瞬时流量Qt=Qt1+Qt2=BX(r2a-r2+h2/2+hra-f2)(10)
结语(1)啮闭式齿轮泵的流量由两部分组成,相同体积条件下,其流量比普通齿轮泵的流量要大得多。(2)由工作齿产生的流量要大于由渐开线齿产生的流量,并且由于工作齿的齿高H大于渐开线齿的齿高h,所以啮闭式齿轮泵的流量均匀性要比普通齿轮泵好得多。(3)工作齿在圆弧形腔体内运动,使圆弧形腔体容积变化。由于腔体的弧长大于断面尺寸,因此这种结构还可适合于弹性模量大的工作介质。
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