2 齿轮泵

第二章齿轮泵液压泵分类一、齿轮泵啮合形式：内啮合式和外啮合式齿形分：渐开线齿形、摆线齿形和圆弧齿形一、齿轮泵一、齿轮泵优点：结构简单，零件数量少，成本低体积小，重量轻，功率密度较高对介质的污染不敏感自吸性能好内啮合齿轮泵的流量脉动和噪声较小。允许转速较高。缺点：排量不能调节外啮合齿轮泵的流量脉动和噪声较大外啮合齿轮泵高压时性能衰减较快、寿命短一、齿轮泵压力：低压齿轮泵的工作压力为2.5MPa；中高压齿轮泵的工作压力为16~20MPa；某些高压齿轮泵的工作压力已达32MPa。排量：常用2.5~250mL/r转速：常用1000~3000r/min，微型齿轮泵最高转速可达20000r/min。最低转速300~500r/min。转速太低时，容积效率大大降低。寿命：低压齿轮泵3000~5000h；高压外啮合齿轮泵几百小时；高压内啮合齿轮泵2000~3000h效率：内啮合比外啮合齿轮泵高，加轴向和径向补偿后效率提高。一、齿轮泵——外啮合齿轮泵一、齿轮泵——外啮合齿轮泵排量：)/(10×π2=32rmlBKZmV－B——齿宽（mm）；m——齿轮模数（mm）；Z——齿轮齿数;K——考虑轮齿实际几何形状差异的修正系数，K=1.139-0.004Z一、齿轮泵——外啮合齿轮泵渐开线外啮合齿轮泵的几个问题1、困油现象及消除措施2、端面泄漏与端面间隙的自动补偿3、径向力及减小径向力的措施1、困油现象及消除措施一、齿轮泵——外啮合齿轮泵齿轮啮合的重叠系数ε应大于1（ε=1.03~1.08），以保证连续平稳地啮合。两对齿轮从压油区开始啮合，从吸油区退出，与吸排油区均不通，形成封闭油腔。困油现象的危害闭死容积由大变小时油液受挤压，导致压力冲击和油液发热，闭死容积由小变大时，会引起气蚀和噪声。卸荷措施在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽一、齿轮泵——外啮合齿轮泵卸荷槽的结构1．对称布置的双矩形卸荷槽2．对称布置的双圆形卸荷槽开设卸荷槽的原则最小闭死容积（两槽间距a）时不沟通，而使闭死容积由大变小时与压油腔相通，闭死容积由小变大时与吸油腔相通。a太小，泄漏；a太大，无效。一、齿轮泵——外啮合齿轮泵2、端面泄漏与端面间隙的自动补偿外啮合齿轮泵的泄漏途径（1）端面间隙泄漏（2）径向间隙泄漏（3）齿面啮合处的泄漏一、齿轮泵——外啮合齿轮泵端面泄漏与间隙补偿措施端面泄漏占80％—85％。端面间隙补偿采用静压平衡措施：在齿轮和盖板之间增加一个补偿零件，如浮动轴套或浮动侧板，在浮动零件的背面引入压力油，让作用在背面的液压力稍大于正面的液压力，其差值由一层很薄的油膜承受。一、齿轮泵——外啮合齿轮泵一、齿轮泵——外啮合齿轮泵一、齿轮泵——外啮合齿轮泵一、齿轮泵——外啮合齿轮泵3、径向力及减小径向力的措施一、齿轮泵——外啮合齿轮泵（1）径向力的产生径向力由液体压力产生的径向力Fp和齿轮啮合产生的径向力FT所组成的。对主动轮来说，径向力FT向上，使合力F1减小；对从动轮来说，径向力FT向下，使合力F2增大。主、从动轴承应以F2的数值进行设计一、齿轮泵——外啮合齿轮泵3、径向力及减小径向力的措施（2）减小径向力的措施合理选择齿宽B和齿顶圆直径De，F=(0.75~0.85)ΔpBDe缩小压油腔尺寸（减小压油腔包角）扩大高压区——使壳体和螺栓受力增加扩大低压区——改善壳体和螺栓受力，但需要采用齿顶密封滑块液压平衡一、齿轮泵——外啮合齿轮泵3、径向力及减小径向力的措施一、齿轮泵——外啮合齿轮泵3、径向力及减小径向力的措施A:受压面积减小；B:剩余压紧力减小比压一、齿轮泵——外啮合齿轮泵3、径向力及减小径向力的措施扩大高压区一、齿轮泵——外啮合齿轮泵3、径向力及减小径向力的措施3、外啮合齿轮泵提高轴承寿命的措施采取减少径向力的措施开泄荷槽时，还应尽可能减少重迭系数ε，以减少液压冲击载荷对轴承充分的冷却和润滑一、齿轮泵——外啮合齿轮泵3.外啮合齿轮泵提高轴承寿命的措施几种润滑方式：（1）利用高压泄漏油润滑将齿轮端面间隙的泄漏油引到轴承腔对轴承进行润滑。其特点是：泵在初次启动时，由于润滑不充分，泄漏油温度也较高，轴与轴承因摩擦产生的热量来不及带走，容易造成轴承烧伤；另外，泄漏油会将金属粉末带入轴承内使轴承损坏，而滚针轴承由于具有对油液滤清要求低、对工作温度不敏感等特点，所以这种润滑方式不宜在滑动轴承中应用，而多用于滚动轴承。一、齿轮泵——外啮合齿轮泵几种润滑方式（2)利用困油容积扩大及齿轮脱开啮合时形成的真空实现低压油的自吸润滑在滑动轴承的外端，有足够大的通道与泵的进油口连通，以保证轴承外端的油压与泵的进油油压相等；在轴承内孔，非承载面上沿轴向开设润滑油槽，并在轴承孔的内端车出倒角（在轴颈根部车出沉割槽）形成集油槽，既可稳压，又可使低压油顺利通过；在轴套内端的低压侧开设长槽，与两个轴承孔连通。齿轮泵工作时，当困油容积扩大及齿轮脱开啮合时形成了真空，此时轴承两端形成压差，所以泵的进口有一股油液由轴承外端进入轴承孔内的轴向油槽，对轴承进行润滑和冷却后，再经轴承内端的集油槽，流入压力较低的长槽，进而填充到有一定真空度的齿间容积，从而实现低压油的自吸润滑。3.外啮合齿轮泵提高轴承寿命的措施一、齿轮泵——外啮合齿轮泵几种润滑方式（2)利用困油容积扩大及齿轮脱开啮合时形成的真空实现低压油的自吸润滑优点是：因为泵的进油口油温较低，既改善了油膜形成的条件，又能通过循环将轴承热量带走，对轴承起到良好的润滑和冷却作用；此外，这种润滑方式与高压润滑相比，因减小了高压油的损耗而提高了泵的容积效率。3.外啮合齿轮泵提高轴承寿命的措施一、齿轮泵——外啮合齿轮泵几种润滑方式(3)利用困油容积缩小向轴承脉冲供油的高压润滑优点：有足够的润滑油量缺点：进入轴承的油温较高，油膜承载能力低；耗油而导致容积效率的降低。3.外啮合齿轮泵提高轴承寿命的措施一、齿轮泵——外啮合齿轮泵几种润滑方式（4）由高压腔向轴承供油的高压润滑3.外啮合齿轮泵提高轴承寿命的措施一、齿轮泵——外啮合齿轮泵几种润滑方式（5）螺旋吸油式低压润滑当轴旋转时，利用轴承孔内螺旋槽的作用将轴承外端的油液吸入轴承，油液对轴承进行润滑和冷却后，再经轴承内端的大缺口流入刚脱开啮合的轮齿根部，这种润滑方式称为螺旋吸油式低压润滑。这种润滑方式的特点是：可以获得相当大的润滑油流量；进入轴承的润滑油都是冷油，油液粘度大，油膜的形成条件好，且承载能力强；油液又能通过循环不断地将轴承热量带走，对轴承起到良好的润滑和冷却作用；由于有大量的油液去填充刚脱离啮合的轮齿根部，大大改善了泵的吸油性能，避免了吸空现象，不仅可以提高容积效率，而且对减轻气蚀和噪声都有显著的效果。几种润滑方式（6）利用辅助泵供油进行低压润滑3.外啮合齿轮泵提高轴承寿命的措施一、齿轮泵——外啮合齿轮泵采用复合材料轴承近年来，许多生产厂家采用复合材料滑动轴承替代滚动轴承和金属滑动轴承，以降低最大接触应力。复合材料作为一种新型工程材料，具有高韧性、耐腐蚀、自润滑、减振、降噪、纳垢等一系列优点。与金属轴承相比，复合材料轴承的减振降噪性能好、结构简单，有一定的过载能力。成本低且维修方便。3.外啮合齿轮泵提高轴承寿命的措施一、齿轮泵——外啮合齿轮泵工作原理一对相互啮合的小齿轮和内齿轮与侧板所围成的密闭容积被齿啮合线分割成两部分，当传动轴带动小齿轮旋转时，轮齿脱开啮合的一侧密闭容积增大，为吸油腔；轮齿进入啮合的一侧密闭容积减小，为压油腔。特点无困油现象流量脉动小，噪声低一、齿轮泵——内啮合齿轮泵摆线齿轮泵外转子比内转子多一个齿。外转子与内转子都转动且轴线有偏心距。工作时，内转子的齿都进入啮合状态。相邻两齿的啮合线与端盖间形成密闭容积。结构紧凑，零件数少，流量脉动小，噪声低。缺点：密封性较难保证，效率低，工艺性差。