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内啮合齿轮泵轴向间隙自动补偿研究
摘要
本文研究了内啮合齿轮泵轴向间隙自动补偿技术。首先介绍了内啮合齿轮泵的工作原理和结构特点，然后详细阐述了轴向间隙自动补偿技术的基本原理，包括压力控制和弹簧自动补偿两种方法。接着，本文对内啮合齿轮泵轴向间隙自动补偿技术的优缺点进行了分析，同时对该技术在工业应用中存在的问题及发展方向进行了探讨。
关键词：内啮合齿轮泵；轴向间隙；自动补偿；压力控制；弹簧自动补偿
引言
内啮合齿轮泵是一种常见的正向位移泵，具有结构简单、装配方便、流量稳定等优点，在化工、冶金、石油等行业得到了广泛的应用。然而，内啮合齿轮泵在使用过程中会产生轴向间隙，导致泵的效率降低、流量不稳定、噪声增大等问题。为了解决这些问题，业界提出了一种轴向间隙自动补偿技术。
本文主要研究内啮合齿轮泵轴向间隙自动补偿技术，从基本原理、优缺点、应用问题及发展方向等几个方面进行探讨。
一、内啮合齿轮泵的工作原理和结构特点
内啮合齿轮泵是一种由内齿轮和外齿轮啮合转动而形成体积变化的位移泵。其工作原理如下：
当内齿轮和外齿轮啮合时，它们之间的隙缝会随着齿轮的旋转而不断变化。由于啮合点随着齿轮的旋转而不断移动，泵腔的容积得以相应地变化。当泵的进口端形成负压时，液体会从进口处进入泵腔；随着齿轮的旋转，负压继续向泵内部蔓延，将液体推向泵的出口处。由于齿轮啮合密封良好，可以确保泵腔内没有死角，因此能够稳定输送高粘度、高扬程、高温度等不同类型的流体介质。
内啮合齿轮泵的齿轮通常由一对相等的同向旋转的内外齿轮所组成，其结构特点主要有以下几点：
（1）齿轮的啮合方式：内啮合齿轮泵采用内齿轮和外齿轮组成的一对齿轮，两者共同啮合。内齿轮是一种中空的齿轮，齿轮外部有六个或更多的齿，齿间距相等。外齿轮的齿数是内齿轮齿数加一，齿距也相等。内齿轮固定不动，而外齿轮随着轴的旋转而绕内齿轮转动。
（2）结构简单：内啮合齿轮泵结构简单、装配方便，容易维护。
（3）体积变化：内啮合齿轮泵是一种由体积变化来实现泵送的正向位移泵，由于齿轮绕轴旋转而形成的体积变化可用于输送各种类型的介质，不易出现灌流现象，流量精度高。
二、轴向间隙自动补偿技术的基本原理
轴向间隙是指内啮合齿轮泵内外齿轮轴向方向上的间隙，其大小与泵的设计、制造、安装等因素有关。轴向间隙会导致泵的效率降低、流量不稳定、噪声增大等问题。为了解决这些问题，可以采用轴向间隙自动补偿技术。
轴向间隙自动补偿技术可分为压力控制和弹簧自动补偿两种方法。
（1）压力控制自动补偿法
按照“注泵压”中的定义：注泵压=注油压强-系统压强，当注油压强大于系统压强时即产生压力控制自动补偿。压力控制自动补偿的步骤如下：
a.在注油管路上振荡安装一个压力表，并连接泵前室和由减压阀直接与泵前室相接通的低压细管。泵前室压力通过低压细管传送到压力表表头。
b.状态反馈。将高压油管路上的两个传感器安装在泵前室和电液换向阀处，并将其接入控制器中。采用控制器实现反馈。
c.根据实际压力变化来调节阀的开口度和时间控制，来实现自动补偿。通过调节减压阀前的阀门来控制泵前室的油对齿轮的侧向压力变化，从而使得轴向间隙不变。
（2）弹簧自动补偿法
弹簧自动补偿是在泵的出口侧与弹簧相接的盖板中设有调整螺母，并在调整螺母中与弹簧相接的碟簧盖中刻度盘上给出每个标尺下面的弹簧变形量值，通过磁力伸缩传感器检测出泵在实际工作中的轴向间隙，然后利用调整螺母对碟簧产生的压力力矩作用，在实时调整泵的轴向间隙。通过调整弹簧压缩量来调整轴向间隙，从而实现自动补偿。
三、轴向间隙自动补偿技术的优缺点
轴向间隙自动补偿技术有一些优点，例如：
（1）自动补偿：通过压力控制或弹簧机构来实现对轴向间隙的自动补偿，从而保证泵的效率和稳定性。
（2）结构简单：自动补偿技术的实现并没有引入复杂的控制元件和传感器，因此泵的结构简单。
（3）性能优越：自动补偿技术能够提高泵的运转效率，稳定流量，降低噪音，达到节能的目的。
自动补偿技术也存在一些缺点，例如：
（1）造价较高：自动补偿技术需要增加一些机构和控制元件，因此会增加泵的制造成本。
（2）实现困难：压力控制自动补偿需要对泵前室进行调试和校验，需要一定的技术和经验；而弹簧自动补偿则需要准确测量泵的轴向间隙。
四、轴向间隙自动补偿技术的应用问题和发展方向
轴向间隙自动补偿技术在实际工业应用中还存在一些问题，例如：
（1）倍频共振现象：内啮合齿轮泵在工作中受到的高频激励会引起泵的箱体和部件的共振，从而使得泵的效率降低和泵体产生振动。
（2）自动补偿机构的可靠性：压力控制自动补偿机构的开关阀动作频繁，弹簧自动补偿机构的调整螺母容易松动，从而会影响其自动补偿的准确性。
为了解决这些问题，未来内啮合齿轮泵轴向间隙自动补偿技术的发展方向主要有以下几点：
（1）加强结构设计：尽