聚合物熔体泵齿轮设计需要考虑哪些因素？

聚合物熔体泵在聚合物加工业的应用已有很长历史了，熔体泵在聚合物加工中通常与单螺杆或者双螺杆挤出机一起使用，它可以使物料进一步均化，确保输送过程压力稳定，物料输出无脉动，从而提高制品的质量。熔体泵的工作原理及主要结构与液压系统中的熔体泵近似，但由于聚合物加工工艺的特殊性，其选材及结构设计业存在一定独特性。 齿轮设计过程中需要考虑以下因素：

1、聚合物熔体泵的近似流量公式为Q=2π㎡ZBn，其中m为模数，Z为齿数。当熔体泵的体积一定时，增大模数对流量的贡献比增大齿数要大，因此熔体泵一般采取较大模数（1.5~4.5）。熔体泵输送聚合物熔体的过程中，齿轮是一对一对相互啮合的，因此其瞬间流量是脉动的。脉动程度取决于轮齿的弹性模量和轮齿的多少，齿数越少，齿间越深，脉动越大。为了减少脉动，可增加齿数，通常齿轮都多于16个，这也符合避免轮齿根切的原则。

2、常用齿形有渐开线，阿基米德螺线，圆弧等，圆弧齿形的熔体泵与渐开线齿形的熔体泵相比，具有齿数少，体积小，无根切，传动平稳，噪声低和寿命长等特点，被认为是当前佳的齿形。圆弧齿形具有一点连续啮合的特点，所以不会出现困油现象。圆弧齿形在少齿数的情况下，不会产生干涉现象，但由于其啮合的断面重叠系数为1/2，所以不能做成直齿，必须在整个齿宽方向错开1/2个节距，也就是必须采用螺旋齿轮，由于齿形是对称的，所以齿轮的两端面仅需错开1/4周节的整数倍，就可以达到消除流量波动的目的。

考虑到熔体泵输送的液体为高压，高粘度的聚合物熔体，采用既易于加工，又可承受较高载荷的渐开线斜齿轮非常合适。这样就能增加齿轮啮合的重合度，啮合时能对物料进行连续，平稳地挤压，减少压力的波动。同时，斜齿轮还具有一定的自洁作用，可以避免物料的沉积分解。

3、采用剖分错位齿轮的熔体泵。采用剖分错位齿轮的熔体泵，实质上相当于将原来的每个齿轮垂直与轴线剖分成两个齿轮，并将两只齿轮彼此错开半个齿距安装在同一个轴上，成为双副啮合的熔体泵。为了避免两齿轮的封液区在轴向沟通，在两齿轮之间需用平板隔开。

值得注意的是：在轮齿离开啮合区与熔体泵体封闭的这段时间内，如果物料没有足够的能量充满齿谷，熔体泵就会处在“饥饿”喂料状态。随着齿轮的旋转，未充满的齿槽就会产生负压，形成空穴，产生气蚀。为了避免这种情况的发生，一方面可以改变操作条件，提高入口压力或降低熔体泵的转速，另一方面可在几何参数上予以改进，其中切实可行的办法是增大开放角，给物料足够的时间去充满齿谷。