集成齿轮传动结构的立式流体输送泵

　　泵体的进出液接口采用上下垂直布置的外螺纹连接结构，进口位于泵体下部靠近支座位置，出口位于泵体上部靠近驱动端位置，这种垂直流道设计可以减少流体在泵腔内的转向阻力，输送低粘度清水、冷却乳液、弱腐蚀性化工介质时，流道内的滞流区体积比侧进侧出结构减少60%以上，不容易残留介质析出的固体颗粒，降低长期运行后的流道堵塞概率。集成在泵体上的齿轮箱腔和泵腔之间采用双道机械密封加隔离腔的结构设计，隔离腔预留有注油孔，顶部带红色旋盖式注油塞，日常维护时可以直接通过这个注油孔补充齿轮润滑脂，不需要拆解泵体和驱动端的连接结构，日常维护的操作空间要求很低，哪怕是安装在设备内部狭窄位置，也能伸手完成注油操作。齿轮箱的输出轴直接和泵腔内的叶轮组件连接，在中小流量高扬程的流体输送工况里，这类集成齿轮箱的立式泵一直是精细化工、小型水处理、实验室流体循环、机床冷却系统里的常用核心部件，和普通直联立式泵不同，它把齿轮减速传动结构直接集成在泵体侧腔，不需要额外加装独立减速机架，整体安装占用的横向空间比分体式减速泵组缩小近四成，很适合安装在设备侧边预留空间狭窄的集成式机组内部。从结构设计逻辑来看，泵体采用一体化铸造的蓝色涂装壳体，底部带一体式安装支座，支座上预留四个对称分布的螺栓安装孔，安装时可以直接通过螺栓固定在钢制安装基座或者设备预留安装平台上，不需要额外制作过渡连接支架，安装基准面和泵轴的同轴度公差可以控制在0.05mm以内，能有效降低长期运行时的轴系振动。

　　输入轴和驱动电机的输出轴通过联轴器直联，齿轮采用斜齿圆柱齿轮传动，传动比稳定在1:2.5到1:5之间，可以把普通驱动电机的高转速降低到泵叶轮适合的工作转速区间，既可以提升泵的输出扬程，也能降低叶轮高速旋转带来的气蚀风险，在输送易汽化的介质比如低温冷却液、低沸点溶剂时，运行稳定性比直联高速泵好很多。从安装边界尺寸来看，整个泵组的总长度从电机尾端到泵轴输出端大概在320mm左右，泵体主体部分的宽度在120mm左右，总高度从支座安装面到顶部注油塞的位置大概在180mm左右，安装时只需要在基座上预留150mm×100mm的安装平面，预留出进出液管的连接空间和电机尾部的接线空间就可以完成布置，不需要额外预留齿轮箱的检修拆解空间，

　　因为齿轮箱的端盖直接布置在泵体的外侧，需要检修齿轮组件时，只需要拆下端盖上的一圈固定螺栓，就可以直接抽出齿轮轴组件完成检查或者更换，不需要把整个泵从安装基座上拆下来，也不需要断开进出液管路，现场检修的工作量比分体式减速泵组减少一半以上。泵体侧面预留有一个外六角螺塞，这个位置是泵腔的排气螺塞，首次启动泵之前，可以拧开这个螺塞排出泵腔内的空气，避免泵启动时空转打不出介质，这个螺塞的位置刚好在泵腔的最高处，排气时不需要倾斜泵体，操作很方便。驱动端的电机连接法兰和齿轮箱壳体采用止口定位，螺栓紧固的连接方式，连接止口的配合公差选H7/h6的间隙配合，既可以保证电机轴和齿轮箱输入轴的同轴度，也能在需要更换不同功率电机的时候快速完成拆装，

　　不需要重新找正轴系的同轴度，适配性很强。在实际选型应用的时候，这类泵特别适合用在小型数控机床的冷却系统里，给切削刀具输送冷却润滑液，因为齿轮箱传动的输出扭矩足够，就算冷却润滑液里混有少量细小的金属切屑，泵也不会因为叶轮卡滞出现过载停转的情况，齿轮传动的过载缓冲能力比直联泵的刚性连接好很多；另外在小型化工实验装置的流体循环回路里，这类泵的立式安装结构可以减少管路的弯头数量，降低整个回路的流阻，集成式的结构也减少了管路连接的密封点，降低了危险介质泄漏的风险。设计这个三维结构的时候，特意把齿轮箱的加强筋和泵体的安装支座加强筋做成了一体化结构，泵体工作时的内部压力和齿轮传动产生的径向力可以通过加强筋直接传递到安装支座上，避免泵体壳体局部应力集中出现开裂的情况，经过有限元应力校核，在额定工作压力1.0MPa的工况下，泵体壳体的最大应力出现在支座和壳体连接的圆角位置，应力值只有壳体材料许用应力的三分之一，长期运行的结构可靠性足够。另外泵轴的伸出端采用标准的圆柱轴伸，带平键连接结构，如果后续需要外接转速传感器或者其他辅助检测元件，可以直接在轴伸端安装连接套，不需要额外加工轴头，给设备的智能化改造预留了足够的扩展空间。