低噪音高转速水液压内啮合齿轮泵关键技术研究

本项目以低噪音高转速水液压内啮合齿轮泵为研究对象，将绿色水液压技术与高压内啮合齿轮泵技术相结合，拟突破高速重载内齿轮副的轮齿冲击及齿面磨损、高压全水润滑间隙自动补偿与摩擦功率损失、不锈金属材料表面硬度强化与耐蚀性及高速强剪切流场的气蚀与流体噪声等关键技术问题，通过学科交叉，采用理论分析、数值模拟及实验研究相结合的方法，研究高速少齿差内齿轮副齿面拓扑结构优化、高压全水润滑间隙自动补偿控制、不锈金属材料耐蚀性表面强化方法、高速强剪切流场流体噪声抑制，研制额定压力14MPa、排量10mL/rev、额定转速3000rpm、容积效率不低于85%、噪声等级比同规格同压力水液压柱塞泵低3～5dB(A)的低噪音高转速水液压内啮合齿轮泵。本项目研究对于丰富水液压动力元件设计理论、提升我国水液压动力元件水平、推动绿色水液压技术的工业应用及产业化、促进国民经济发展和加强国防建设都具有重要的理论和现实意义。

本项目以低噪音高转速水液压内啮合齿轮泵为研究对象，通过学科交叉，采用理论分析、数值模拟及实验研究相结合的方法，研究了全齿共轭渐开线内啮合齿轮副的参数化数学建模方法及图形化建模方法，对齿轮泵内部流场进行了分析，得到了齿轮副组成区域点的压力状况。在此基础上，对齿轮副和侧板等关键元件基于数值积分准确求解其受力状态；基于雷诺方程对齿圈/壳体摩擦副润滑膜润滑特性进行了分析。研制了水液压内啮合齿轮泵样机和测试系统，对样机性能进行了测试，分析了其主要失效形式及原因。本项目研究对于丰富水液压动力元件设计理论、提升我国水液压动力元件水平、推动绿色水液压技术的工业应用及产业化、促进国民经济发展和加强国防建设都具有重要的理论和现实意义。