Erläuterung zur radialen Kraft der Voith-Zahnpumpen

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Während eine Voith-Zahnpumpen arbeitet, setzt sich die radial wirkende Kraft auf die Lager der Zahnpumpe aus der durch den Druck des Flüssigkeitsstroms entstehenden Radialkraft sowie aus der durch das Zusammenspiel der Zähne entstehenden Radialkraft zusammen. Dieses Phänomen wird gemeinsam als Radialkraftproblem der Voith-Zahnpumpe bezeichnet. 　　Während eine Zahnradpumpe arbeitet, nimmt die Druckverteilung des Fluids vom Saugkammerbereich zum Druckkammerbereich im radialen Spiel zwischen den Zähnen und den Innenwänden der Gehäuse allmählich zu. Es handelt sich dabei um eine annähernde Kurve der Druckverteilung. Die Größe der radialen Kraft FP, die durch den Flüssigkeitsdruck auf das Antriebsrad und das Angetriebene Rad entsteht, ist bei beiden identisch. Ihre Richtung ist senkrecht nach unten, in Richtung des Ölansaugraums. Die Größe der radialen Kraft FT, die durch das Zahnverbinden auf dem Antriebszahnrad und dem Angetriebenen Zahnrad entsteht, ist ungefähr gleich, doch ihre Richtung ist unterschiedlich. Daher ergibt sich die resultierende Radialkraft, die auf das Antriebsrad wirkt, aus der Radialkraft, die durch den Druck des Flüssigkeitsstroms um den Zahnkreis entsteht, sowie aus der Radialkraft, die durch das Zusammenpressen der Zähne entsteht. Offensichtlich ist die resultierende Kraft auf das kleinere Zahnrad größer als die auf das Antriebsrad. Deshalb verschleißen die Lager auf der Antriebswelle schneller, wenn die Spezifikationen der Lager auf Antriebs- und Angetriebewelle gleich sind. Um die Lebensdauer der beiden Lager gleich oder annähernd gleich zu machen, kann der Ölzufuhrkanal auf die Seite verschoben werden, an der die Radialkräfte geringer sind. Dadurch wird die Gesamtkraft auf das kleinere Zahnrad größer als die Gesamtkraft auf das größere Antriebszahnrad. 　　Da die oben genannten radialen Kräfte ungleichmäßige Kräfte sind, wird diese radiale Ungleichgewichtskraft umso größer, je höher der Betriebsdruck ist. In schweren Fällen kann dies dazu führen, dass sich die Zahnradschraube verformt, die Öffnung des Gehäuses auf der Seite der Zähne beschädigt wird. Gleichzeitig wird die Abnutzung der Lager beschleunigt, wodurch die Lebensdauer der Pumpe verringert wird. 　　Werkstatt für die Wartung von Hydraulikgeräten in Häfen – Eine der gängigen Methoden, um die radialen Ungleichgewichtskräfte zu verringern, besteht darin, den Zahnmodul sowie die Zahnbreite B sorgfältig auszuwählen. Bei Nieddruckzahnpumpen wird in der Regel ein bestimmter Wert für B gewählt; bei Mittel- und Hochdruckzahnpumpen kann man diesen Wert so wählen, dass die radialen Kräfte verringert werden, ohne dass die Volumeneffizienz abnimmt. Die zweite Methode besteht darin, die Verteilung des Drucks entlang der Umfangsrichtung zu verändern. Dazu kann beispielsweise die Größe des Öleingangs der Pumpe verringert werden, sodass das Drucköl nur auf einem Bereich zwischen zwei Zähnen wirkt. Alternativ können Öffnungen in der Abdeckplatte oder am Außenrand des Zylindergehäuses angebracht werden, um die radialen Kräfte zu verringern. Dadurch werden die in der Abdeckplatte vorhandenen Ausgleichsschlitze 1, 2 mit dem Niedrigdruckraum sowie dem Hochdruckraum verbunden. Dadurch entsteht eine hydraulische Radialkraft, die der Radialkraft, die im Ölansaugraum und im Öldruckraum entsteht, entgegenwirkt und somit für ein Gleichgewicht sorgt. 　　Die Probleme im Zusammenhang mit den radialen Kräften der Voith-Zahnpumpen müssen behoben werden. Es ist notwendig, die Wirkung dieser radialen Kräfte zu regulieren, Ungleichgewichte in diesen Kräften zu vermeiden oder zu verringern. Dadurch kann die Stabilität der Hydraulikpumpe sowie ihre Volumeneffizienz gewährleistet werden.