Entwicklung und Untersuchung einer geräusch- und pulsationsarmen Hydraulikpumpe mit Kreisbogenverzahnung

低噪声、低脉动圆弧齿液压泵的研制与研究

• 批准号: 218896370
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Uwe Heisel
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Werkzeugmaschinen (IFW)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2011-12-31 至 2014-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/218896370?language=en
• 关键词: Entwicklung; und; Untersuchung; einer; ger

Außenzahnradpumpen (AZP) sind zuverlässig, günstig, kompakt und haben einen hohen Wirkungsgrad. Trotz vieler Untersuchungen und der breiten Umsetzung von Verbesserungsmaßnahmen beinhalten diese Pumpen aber noch erhebliche Optimierungspotentiale. Zu den typischen Nachteilen dieser Pumpenart gehören die Umgebungsbelastung durch einen hohen Schallpegel und eine starke Volumenstrompulsation am Pumpenausgang. Um diese Nachteile zu minimieren, verwenden die Pumpenhersteller hierzu Zahnräder mit Sonderprofilen bzw. Feinkorrekturen der Eingriffsgeometrie, spielfreie Verzahnungen, Pfeil- und Schrägverzahnungen und weitere Maßnahmen in der Pumpenkonstruktion. Allerdings können nicht alle Probleme durch die genannten Optionen vollständig gelöst werden. Z.B. verbessert die Anwendung der Schrägverzahnung die Pumpenakustik und die Strömungsstabilität, sie führt aber zur Entstehung von größeren Axialkräften. Demzufolge werden der Aufbau und die Fertigung der Pumpe komplexer und dementsprechend teurer. Mittels der Pfeilverzahnung können die unerwünschten axialen Kräfte kompensiert werden. Aber die Herstellung von Pfeilzahnrädern ist komplizierter und kostenintensiver im Vergleich mit Schrägzahnrädern. Die Entwicklung der spielfreien SILENCE-Verzahnung mit rundem Zähneprofil (ist auch als Verzahnung mit Zweiflankendichtung bekannt) verspricht eine wesentliche Lärmsenkung und niedrige Volumenstrompulsation im Vergleich zu einer Standardpumpe mit Evolventenverzahnung, da die Ölquetschung im Kammervolumen zwischen den Zahnrädern durch die Zähneprofilgeometrie ausgeschlossen wird. Allerdings sind die Fertigungskosten der SILENCE-Pumpe wesentlich höher als die einer Standardpumpe. Weitere Verbesserungen der Eigenschaften gegenüber den Standardpumpen bieten die DUO-Pumpen mit zwei gleichen Zahnradpaaren in einem Gehäuse, die um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt sind. Trotz diesen Vorteilen ist der Aufbau dieser Pumpen wesentlich aufwendiger und nicht so kompakt wie bei Standardpumpen. Im Unterschied zu den bekannten Pumpen- Varianten besteht eine Möglichkeit, durch Änderung der Zahnform entlang der Flankenlinie mit einem Kreisbogen der Pumpenverzahnung die vorhandenen Probleme von AZP zu lösen. Die Form des eigentlichen Zahnprofil kann dann beliebig bleiben. Das Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer geräusch- und pulsationsarmen, kompakten und wirtschaftlichen Außenzahnradpumpe mit Kreisbogenverzahnung. Um dieses Ziel zur erreichen, werden zuerst die hydraulischen und akustischen Eigenschaften einer Standard- Zahnradpumpe (im Folgenden als Referenzpumpen A genannt) untersucht. Den Gutachterhinweisen des Vorantrags folgend, wird auch eine SILENCE-Plus Pumpe (Referenzpumpe B) messtechnisch erfasst. Um wissenschaftlich korrekt die Pumpen vergleichen zu können, werden neue serienmäßige AZP’s der zwei verschiedenen Bauarten (Standard und SILENCE-Plus) mit gleichem Fördervolumen getestet. Daher kann auf bereits vorhandenes Datenmaterial leider nicht zurückgegriffen werden. Weiter wird ein CAD-Modell der Referenzpumpe A aufgebaut. Das Modell wird in zu erstellende CFD-Tools zur Simulation der hydraulischen Parameter importiert. Die Ergebnisse der Simulationen werden mit den Daten der Pumpenhersteller verglichen. Auf Basis des Referenzmodells A erfolgt anschließend die Erstellung einiger Modelle der Pumpe mit unterschiedlichen Varianten der Kreisbogenverzahnung. Hier werden die Form des Bogenzahnes und der Fußausrundung variiert. Nach dem Vergleich der CFD-Ergebnisse wird das beste Modell für die anschließende hydraulische Optimierung verwendet. Der hydraulisch optimierte Pumpenprototyp wird gefertigt und experimentell untersucht. Ferner folgen FEM-Berechnungen zur Optimierung der Bogenzähne im Abwälzvorgang unter Betriebslast. Dadurch entsteht ein hydraulisch und mechanisch optimiertes Modell der Kreisbogenverzahnung. Im letzten Projektabschnitt wird die hydraulisch und mechanisch optimierte Verzahnung gefertigt, ins Pumpengehäuse eingebaut und experimentell untersucht. Die Volumenstrompulsation, die Fördermenge und der Schalldruckpegel werden unter verschiedenen Betriebsbedingungen experimentell erfasst und mit den gemessenen Parametern der Referenzpumpen A und B verglichen. Den Abschluss des Vorhabens bildet die Erstellung von Konstruktionsempfehlungen und Richtlinien für die Dimensionierung, Auslegung, Konstruktion und Fertigung von Kreisbogenverzahnungen von Außenzahnradpumpen mit Kreisbogenverzahnung.

auz ßenzahnradpumpen (AZP) sind zuverlässig, g<e:1> nstig, kompakt and haben einen hohen Wirkungsgrad。他说：“我认为这是一个非常好的例子。我认为这是一个非常好的例子。”[endtypischen Nachteilen dieser Pumpenart] gehören [endumgebungshbelastung] durch einen hohen Schallpegel和eine starke体积脉动与Pumpenausgang。]1 .微型微型机器人，微型微型机器人，微型微型机器人，微型微型机器人。Feinkorrekturen der ingriffsgeometrie, spielfreie Verzahnungen, Pfeil- und Schrägverzahnungen and weitere Maßnahmen in der pumpenkonstruction。过敏症können夜间过敏症问题，可选方法vollständig gelöst werden。Z.B. verbessert die Anwendung der Schrägverzahnung die Pumpenakustik und die Strömungsstabilität, sie fhrt aber zur Entstehung von größeren Axialkräften。对泵复配器和元件进行分析。Mittels der Pfeilverzahnung können die unerw<e:1> nschten axialen Kräfte kompensiert werden。[1]〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕〔1〕。Die Entwicklung der spielfreien SILENCE-Verzahnung mitzweiflankendichtung bekant verspricht eine wesentliche Lärmsenkung and niedrige volenstro脉冲在Vergleich zueiner标准泵在Evolventenverzahnung， da Die Ölquetschung在kammervolumumzwischen den Zahnrädern durch Die Zähneprofilgeometrie ausgeschlossen wid。过敏源：Fertigungskosten der SILENCE-Pumpe wesentlich höher也die einer标准泵。Weitere Verbesserungen der Eigenschaften gegenh . h .标准抽气机bieten die DUO-Pumpen mit zwei gleichen Zahnradpaaren in einem Gehäuse， die um eine halbe Teilung gegeneinder versetzt sind。Trotz diesen Vorteilen ist der Aufbau dieser Pumpen wesentlich aufwendiger and nightnightso kompakt wie bei Standardpumpen。1 .我不知道如何研究抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶-抽水马桶Die Form des igenentlichen Zahnprofil kann dann beliebig bleiben。研究结果表明：脉动研究是一种有效的研究方法，它可以帮助研究人员更好地利用脉动研究。zzzzur erreichen， werden zuerst die hydraulic和akustischen Eigenschaften标准- zahnradpump （im Folgenden als Referenzpumpen A genant）。Den Gutachterhinweisen des Vorantrags folgenes，采用超快的超静音泵（参考泵B）技术。umwissenschaftlich korrekt die Pumpen vergleichen zu können， werden neue serienmäßige AZP的der zwei verschiedenen Bauarten (Standard and SILENCE-Plus) mit gleichem Fördervolumen getestet。Daher kann auberits vorhandenes Datenmaterial leader nightzurkgegriffen werden。在cad - model der Referenzpumpe A augebaut中的wetter wind。基于CFD-Tools的液压参数仿真研究[j]。模拟实验的实验结果与模拟实验的实验结果是一致的。参考模型的基础A .模型的基础A .模型的基础A .模型的基础A .模型的基础A .模型的基础他的名字叫《bogenzanes》，名字叫《Fußausrundung variiert》。基于CFD-Ergebnisse的最优化模型分析：基于CFD-Ergebnisse的最优化模型分析。水力优化后的泵样机进行了试验研究。Ferner folgen FEM-Berechnungen zur Optimierung under Bogenzähne im Abwälzvorgang under betrieblast。Dadurch对液压和机械优化模型进行了研究。本文研究了风模液压与机械优化设计，并在Pumpengehäuse上进行了实验研究。模具体积脉动，模具Fördermenge und der Schalldruckpegel werden der schschiedenen Betriebsbedingungen实验，超快模型，参数der Referenzpumpen A和B verglichen。在工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计、工程设计。