数字齿轮泵定量灌装探究范文

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《轻工科技杂志》2015年第五期

1机械齿轮泵方面的机构设计与优化分析

正交弧形齿轮副应用于齿轮泵中是一种新颖的、特殊的齿轮啮合传动，它结合了圆齿轮、圆锥齿轮和面齿轮的传动优点，极大减少了齿轮在啮合传动过程中的困油、噪声大、磨损严重等问题，在实际工程中有很广阔的应用前景。

如图2所示，正交弧形齿轮的节曲线a、面齿轮的节曲线b、圆柱齿轮的节曲线c，三者同时切于一点，正交弧形齿轮的节曲线a与面齿轮的节曲线b作纯滚动其齿廓可以分别包络出非圆齿轮的齿廓1和面齿轮的齿阔2.利用AutodeskInventorANSYS的有限元分析软件对两齿轮啮合应力角度和齿轮系统的强度、振动和啮合齿间接触应力进行了有限元计算分析如图3。

上述分析结果提示在两齿轮啮合边沿处产生齿间接触应力集中，所受振动强度冲击最大，齿轮中的困油因素也是由此产生，通过添加新的结构特征（补强结构），直接重新进行分析计算，很明显，原设计中两齿轮之间的连接部分，显然对于零件强度没有明确的作用，可以把它除去，最终最小安全系数变为1.81，大于预期1.17；变形为0.183，小于预期0.7，已经达到要求，而其重量减少了0.43kg。这些材料的减少，会对降低成本有直接的效果。

2先进智能控制模块电子控制系统的分析

本系统中需要利用变频电机进行灌装速度的控制，实现稳定的加减速自调节，防止出现抖动产生的间歇性气泡的问题而影响灌装精度；其定量的灌装是通过与电机轴相连的旋转编码器同步运行来实现的，其工作流程如图4。

3结束语

数字旋转式齿轮泵作为现代中小型精密、综合灌装设备，有其显著的优点，包括：

（1）灵活性强，可实现各种小剂量液体灌装，方便地应用于外形尺寸各异的灌装容器的物料填充。

（2）灌装精度高且可靠，在电子计数器控制下，泵每转一周或转动一个角度便可对容器进行精确的灌装，每转一周计数20次，配药量由5ml至几升可调，灌装精度高于0.5%。

（3）可方便地进行数字运算与程序控制，有很高的智能化程度。泵的转速在变频器及微机的控制下，从0到全速可调，它由交流电机驱动，触摸屏构成人机界面，人机交互简易，并由HIM显示的参数来控制设备的工作状态。

作者：郑秀丽 杨晔 谢胜终 单位：浙江工贸职业技术学院汽车与机械工程学院