• 1
  • 2

分类导航

齿轮泵失效的原因分析

时间:2013-11-22 09:35:03

在哥伦布SSRN积分赛,我看到罗恩·汉比剥壳牙齿脱下齿轮泵,把他的竞争。我很惊讶,因为我一直在关注SSRN齿轮泵失效的问题,并认为这是解决了。道格·杜特拉也是在这场比赛中,经过一番讨论,我们决定做一些严重倾斜六油泵驱动系统,看看我们是否能够确定所有最近的失败的原因分析。

道格·杜特拉,西摩佩德森(SSRN编辑),我收集的一些信息,并收集了一些故障部件进行检查和分析。在我们的教训还不够聪明地讨论这个问题,我们可能会问各种专业人士的意见。许多车手的帮助下(感谢)积累“个案”,许多技巧和零件摆检查。经过大量的研究,试验和磋商,我们已经得出结论,他们似乎是众所周知的“好消息 - 坏消息”。好消息是,我们有一个更好的认识问题 - 它是一个简单的发动机和传动齿轮系统的设计限制。,当然坏消息是,有没有快速和容易解决。

齿磨损下来之前,“剥离”和切口凸轮齿轮我们发现,这个问题是不是新的,亦不限于倾斜6。稍后我们将看到,这是一个许多其他发动机制造商的关注。6齿轮泵倾斜是非常小的,(1 1/8英寸外径),但原来的设计是足够的。倾斜6与股票泵运行30W油和45磅的压力将永远运行在正常的行驶速度。但是赛车的引擎与高容积泵,50W油和65磅的压力真的加载,在6000转的小齿轮!齿轮只是不折断;,牙齿磨损急剧下降,最后一个休息和一切,她说。齿轮泵失败显示所有牙齿严重磨损,甚至有些“好”使用齿轮表现出明显的磨损。

要得出这些结论,我们首先收集的数据从一个许多车手。我们使用的数据来自两个失败的发动机和无故障。这是一个投入。我们一直在寻找通过矩阵,这可能显示一个特定的泵的犯罪嫌疑人,还是有一定的条件,是常见的一个共同点。起初,结果似乎没有定论,但是我们后来的研究结果表明,它做很多更有意义,如果我们寻找的因素组合。

我们检查泵寻找任何关键的差异来自不同制造商和齿轮相比,但是什么都没有出现,显然是错误的。我成立了一个虚拟引擎只是一个曲柄,凸轮,油泵,检查齿轮的关系,如果凸轮会尝试“爬”齿轮泵和改变网格。原来,实际上推动凸轮泵的拖累回后部的发动机(就像它的目的是,我想)。齿轮硬度测试(以后会更多),并测量不同直径和齿形。同样,没有明显的证据出现。

在这一点上,我就开始问一些专业问题的意见。我接触下面的人:

迪克·戈登,工业配件制造厂商,前者股价块摩托艇赛车谁遇到这个问题之前。

约翰比尔德莫尔GM多项专利,多发动机的设计经验,并拖动赛车,高级工程师。

前通用汽车公司的工程师汤姆·兰登,运行。“兰登Stovebolt”,一个世界级的权威直列发动机。

太平洋热处理位于加州桑尼维尔,帮助我们,谢谢!吉姆·福西特,通用汽车公司工作的工程师,谁生产的发动机和齿轮传动出问题的滚子凸轮上的现代转型。

菲尔MCLAIN,大缸飞镖支架赛车专业发动机制造商和我的伙伴。

道格·杜特拉谈道格·霍尔特在太平洋热处理和追逐迈克·奥斯特豪斯在MELLING工具。MELLING使得许多斜6更换水泵和我们今天所使用的部分。

正如预期的那样,每个人都没有同意对所有点,但找到足够的共同点是得到一个了解的情况。这里是他们的帮助我们学到了什么:

在各齿齿轮的互动和续模式集中斜6油泵关闭凸轮轴通过齿轮驱动泵的典型设计。其他引擎使用相同的设置,但通过轴分配器齿轮是用来驱动泵的,所以在分配器齿轮是真的的油泵驱动齿轮。齿轮类型称为“直角螺旋驱动器”,主要用于成本和元件封装的原因,不是因为它是最好的设计。齿轮工程师似乎憎恨它。的齿轮被称为“点接触”,这意味着有很少的表面积在牙齿上传送电源,高的齿轮齿上的应变。也不断滑动的齿轮表面,这会导致摩擦和随后的磨损。从我们可以收集,泵(或经销商)的齿轮设计要柔和,先穿出来,节省了凸轮。这就是所谓的“牺牲”的齿轮。

我们已经有好有坏泵齿轮,新的和用过的收购选择,这些测试硬度。罗克韦尔“C”级,23和27之间的所有测试。为了比较,我们测试两个GM总代理齿轮认为是庞蒂亚克和别克这些测试分别为32和29。

道格想出了克莱斯勒凸轮齿轮规格。呼吁48-52罗克韦尔,确认“牺牲”的理论。然而,它必须被报道,当我们做了测试的凸轮齿轮,但没有出现任何困难比泵齿轮。我们需要弄清楚为什么泵的齿轮似乎总是先穿出来。难道仅仅是因为齿轮泵是小?

(齿轮泵凸轮齿轮外径1/8/13颗牙齿,1 3/4 OD / 13齿)

如前所述,泵的齿轮上的负载增加的特定比赛条件下。齿轮上完成的小脊齿面接触面像刀具的行为,和滑动的动作是很重要的,因为产生摩擦,从而增加使用RPM。切割螺旋齿轮是相当复杂的,相比正常齿轮滚齿机“和一些凸轮磨床和设备制造商可能没有足够的资源做一个完全光滑的表面。还要注意的是冶金性能和硬度的齿轮磨损寿命长的关键。我们正在努力寻找,如果材料和热处理工艺最初由克莱斯勒仍在使用。这是一个复杂得多,我们有没有想过,有问题,甚至是专业设计师,让一切工作。

高容量油泵有一个较厚的叶轮主体在大多数发动机的经销商/油泵传动齿轮是很容易拉动经销商进行检查,但应去除,以获得良好的外观在齿轮泵上的倾斜6。因为它是一个外部的泵,在油盘并不需要拉,这是很好的。然而,上A-身体Mopars,泵难以去除由于接近架K-成员(捕捉22)和高流量泵具有更厚的外壳,这将使它更难以消除。泵取出承担研究问题,因为这将是非常有益的拉泵,并定期检查齿轮。

泵本身到源的齿轮载荷和高容量泵,是有问题的好处。叶轮的大小与所需要的力,转动泵有许多像他们一样的发动机制造商,“保险”,但有一个缺点。原装现货泵转子厚度为5/8“A”标准更换“泵从MELLING措施7/8” -增加了40%。高容积泵有1英寸厚的转子-增加了60%,所有这些泵使用相同的小传动齿轮,较厚的叶轮有一些影响在电源输入所需负载齿轮驱动装置和结果。同时,溢流阀仍然是股票大小,可以不流血的大叶轮的体积/压力,根据需要迅速在A股引擎时,安全阀打开低转速,不太远以上闲置。真相是,的股票泵叶轮已经设计过大的,所以它可以提供油在极端条件下,如高热量及稀油。所有许多车手的需要,除非轴承间隙被设置放置真正松动或其他油系统需求,可能是股票容积泵在发动机上,如涡轮上油,远程油冷却器或特殊的过滤器中。

 

我们看到了很多的证据表明,其他引擎也有这个问题。最近的雪佛兰6缸的书上说,他们的许多车手远离高容量泵,因为它“只增加了压力弱驱动设计”。福特发动机可能会折断,泵驱动轴一个高流量泵,这样一个特殊的硬化轴。同Mopar的V8齿轮泵是巨大的,但一个特殊的泵驱动轴推荐的赛车引擎。如Summit,JEG和很多经销商齿轮PAW列表,其中包括青铜合金齿轮速度快,设备目录。PAW目录指出:“使用高容量泵”的青铜齿轮。有没有人用过?青铜齿轮是有趣的,但可能无法使用倾斜的,我们仍然在寻找一些测试。一月'02问题汽车工艺“杂志有一篇文章分配器齿轮,以获得更多的信息和思想,很值得一读,但好像我们还有更多的问题比答案,所以我们的方式来保持数据!

不同的供应商的SL6油泵,所以是不一样的来概括,把负载齿轮的主要因素是:泵的尺寸/体积,机油压力,机油粘度和转速。由于我们需要RPM马力,我们来看看在其他因素,以减少齿轮负荷。任何减少齿轮齿面接触摩擦也很有帮助,如齿轮对齐,更好的装备的光洁度和更好的润滑。我们将继续收集数据(破损的部件),并谈专业人士可能有其他的解决思路。我们已经积累了一些技巧,从车手的后续文章,其中将涵盖所有的齿轮故障预防的思想和活动,检查/调整,以帮助避免这一问题,并希望任何其他的想法,从我们的读者。

齿轮泵故障跟进报告

由Doug杜特拉

在最后一个问题中,伯尼·库舍尔检讨其SL6油泵(OP)齿轮故障数据收集结果。在许多不合格的样品测试,OP的齿轮表面光洁度和硬度是犯罪嫌疑人。我们看到广泛OP上的轮齿和几乎无磨损凸轮齿轮磨损。最失败的样品看起来好像OP齿轮穿,然后在“剥离”,然后插话牙凸轮齿轮,

有特别油泵拉马,由一个拉杆球头拉马几件事情可能会导致此:

* OP齿轮材料太软。

*有没有足够的石油在齿轮上,以防止金属与金属接触磨损。

*凸轮齿轮的齿面更难或具有粗糙的表面光洁度。

*齿轮没有适当的“网格”,小的接触点,所以负载很重。

我们的目标是看看我们是否能解决所有这些问题做出一些改变/改善。我们希望,如果我们解决所有可疑的齿轮故障的原因,我们将防止或减少我们听到的故障数(即使我们并不完全了解的原因)。

齿轮研磨和热处理要解决表面硬度问题,我们采访了一个专业的热处理。他们跑了几个齿轮样品通过了“碳化”的热处理工艺。这样做是为了使OP的齿轮的齿面的难度,同时保持内芯的齿轮软。软核,沿键槽,齿轮将破碎或分裂的可能性就会降低。什么开始作为测试RC 20-22,.003,.005深的表面硬度,热处理到40-42 RC硬度,.020至.025深。这一过程造成的内齿轮孔直径小了些,所以如果你有这些样本齿轮,轻轻沙内孔(ID),在安装前,检查密切。允许无高点齿轮ID墙壁上。(高点会显示为光亮的斑点)。要安装到泵轴传动齿轮泵,热齿轮和冻结轴/泵总成,使其更容易按齿轮。到油盘导轨的位置,凸轮泵,齿轮

仍然是一个很大的辩论多少油沾到油泵驱动齿轮。你可能会认为曲柄杆飞溅关闭将提供大量的齿轮油,但一些人认为,这是不正确的,特别是当一个的风阻托盘和曲柄刮板。一些车手已经开发方式,使确保额外的齿轮油放在右转入。一种方法是简单地钻了一个洞,通过块市场的主力原油厨房“口袋”,然后按下一个小卷管针或一个.030孔直接流油,直接到齿轮。

油壶管件,获得较大的图像点击文本

类似的方法使用一个 特殊的空心螺栓管总成,螺栓插入未使用的块“口袋”里的油泵安装。然后,一个小的“反虹吸”或对峙管用于连接加压,口袋。对峙管可以安装在油泵或块中的齿轮油壶形状和位置,使用厚壁 -  NOS管等硬管口袋,但可以肯定的管延伸的腔体的顶部。这将防止油从引流出主关机后厨房(油漏背)。

该输送管系统压力油喷洒到齿轮,权之前,他们彼此联系。您将需要一个“6孔”油泵,如果你打算做此修改,它需要一些额外的工作,但是,它需要确保大量的油是放在那些齿轮。

齿轮齿面质量是关注的另一个被忽略的领域。如果您检查的几个齿轮,凸轮,你快看,表面质量会相当顺利真实粗糙。在我们最近的OP齿轮热处理,研磨时间花在做的情况下硬化前齿面光滑。

齿轮研磨装置和设置包的过程也可以在试验期间组件上的凸轮来完成安装的油泵凸轮,使用细研磨剂旋转的齿轮齿上。高点和粗糙的表面会很快出现,可以研磨出两个齿轮。有形的接触模式也将出现,并应集中在轮齿。调整这种模式,如果需要移动OP齿轮泵轴的位置上。可以进行附加的齿面接触,齿轮齿隙的调整,如果干油泵是由更小,以允许泵向上移动。完全包的操作完成时,清洁两个齿轮上的齿轮齿在最后的安装中使用的组件的润滑油。

积极式凸轮停止“按钮”由一个SL6的摇臂adjuestment螺丝

一些其他齿轮故障的预防措施,我们已经看到的是:

*添加一个积极式凸轮停止“按钮”从向前移动,以防止凸轮正时链盖。(凸轮“走”脱牙移动的接触模式。)

*放大和去毛刺系统所有的石油通道和泵油腔。

*避免使用高容量/高压油泵。限制你的油压。

钻井油泵通道特大型,也磨掉尖角在我们的调查中,我们考察了很多油泵,并看到了一些分歧。一个显着的差异是在泵转子的设计。大多数泵转子有大而圆的“三叶草”寻找瓣,而其他人使用一个星形的“Georotor”集结号。工厂莫帕尔的水泵和MELLING单位有圆角的裂片; Dynagear和“离岸”品牌有锐利的耳垂。(我说这是一个福特转子设计)是利益的事实,当你打开每个泵/转子型的  不同的泵有不同类型的叶轮手,的星形叶设计感觉更容易打开。(是的,两个泵有相同的厚度为7/8的转子组件。)在这一点上,这仅仅是观察,但它是我们希望做进一步的测试。您可能要随时留意其他样式泵转子。(这两个小泵盖拱平顶星形转子泵杜特拉发现。)

另一个有趣的信息是MELLING告诉我们,他们停止使用泵轴键槽齿轮接口。他们认为,关键是“杀错良民”,并增加了单位的成本。现在是时候得到一些MELLING重建套件,如果你喜欢的键槽齿轮轴泵设计。还有一些特殊的工具用于返工油泵

注意,它是可以可视地检查通过周期性地拉出分销商和检查下面的凸轮的齿轮齿的凸轮齿轮磨损。可以看出,通过凸轮齿轮齿分销商的安装开孔时,使用明亮的灯光。

与往常一样,请提出任何信息。或观察油泵或齿轮故障,这样我们就可以传递信息传授给他人。