齿轮泵培训资料

目录外啮合齿轮泵的结构。外啮合齿轮泵的工作原理。外啮合齿轮泵的工作原理。外啮合齿轮泵的工作原理。经典齿轮泵齿轮泵定义和简介齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间，当齿轮转动时，齿轮脱开侧的空间的体积从小变大，形成真空，将液体吸入，齿轮啮合侧的空间的体积从大变小，而将液体挤入管路中去。吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出口处阻力的大小。齿轮泵的分类按额定排出压力pH高低可分为：低压齿轮泵(pH≤2.5MPa)；中压齿轮泵(pH＝2.5～8MPa)高压齿轮泵(pH≥8MPa)。一、外啮合齿轮泵1.外啮合齿轮泵的结构外啮合齿轮泵的组成：前后端盖、泵体、一对齿数和模数相等的齿轮、传动轴等。3.结构特点泵如果反转，吸排方向相反啮合紧密，齿顶和端面间隙都小，液体不会大量漏回吸入腔由于磨擦面较多，一般只用来排送有润滑性的油液4.齿轮泵困油现象外齿轮泵一般采用渐开线齿形为转运平稳，要求齿轮的重迭系数ε大于1前一对啮合齿尚未脱离啮合时，后一对齿便已进入啮合。在部分时间内相邻两对齿会同时处于啮合状态，形成一个封闭空间，使一部分油液困在其中，而这封闭空间的容积又将随着齿轮的转动而变化(先缩小，然后增大)，从而产生困油现象。4.1齿轮泵的困油现象4.2困油现象的危害和排除危害（当封闭V减小时，液体受挤压而P急剧升高，油液将从缝隙中强行挤出）产生噪音和振动使轴承受到很大的径向力功率损失增加。容积效率降低（当封闭V增大时，P下降，析出气泡）对泵的工作性能和使用寿命都有害排除(设法在封闭Va变小时使之和排出腔沟通，而在Vb增大时和吸入腔沟通)在两端盖内侧各挖两个矩形凹槽，它们的内边缘正好与封闭容积最小时两啮合点相接。结构简单，容易加工，且对称布置，泵正、反转时都适用，因此被广泛采用。对称卸荷槽还不十分完善（还有噪音和振动）4.2困油现象的危害和排除不对称卸荷槽两个卸荷槽同时向吸入侧移过适当距离延长了Va和排出腔相通的时间推迟了Vb和吸入腔相通的时间Vb中可能出现局部真空，但不十分严重这种卸荷槽能更好地解决困油问题能多回收一部分高压液体泵不允许反转使用采用卸荷槽后困油现象影响大大减轻。无论采用何种卸荷槽，两卸荷槽的间距必须确保在任何时候都不使吸、排油腔相通5.齿轮泵的径向不平衡力产生径向不平衡力的原因：1、吸油腔压力低于压油腔压力。2、齿轮的啮合力。在齿轮泵中，油液作用在齿轮外缘的压力是不均匀的，从低压腔到高压腔，压力沿齿轮旋转的方向逐齿递增，因此，齿轮和轴受到径向不平衡力的作用，工作压力越高，径向不平衡力越大，径向不平衡力很大时，能使泵轴弯曲，导致齿轮压向低压端，使齿轮偏磨，同时也加速轴承的磨损，降低轴承使用寿命，甚至齿轮刮壳。5.齿轮泵的径向不平衡力改善措施：1、开压力平衡槽。即将齿槽中的高压区引向低压吸油口，齿槽中的低压区引向高压吸油口。2、缩小排液口尺寸。使压油腔的压力仅作用在一个齿到两个齿的范围内。压油口缩小后，齿轮泵只能单向运转。压力平衡槽缩小压油区面积6.6.泄漏问题1、浮动轴套补偿原理：将压力油引入轴套背面，使之紧贴齿轮端面，补偿磨损，减小间隙。2、弹性侧板式补偿原理：将泵出口压力油引至侧板背面，靠侧板自身的变形来补偿端面间隙结构防超过额定Pd，装设有安全阀安全阀阀体是一空心的圆柱体左端带有锥形密封面当作用在环形凸肩上的压力超过弹簧值时，阀开启，沟通排、吸两端泵的转向必须符合规定为防止油液外漏，设有机械轴封是广泛使用的一种密封方式主要密封面是轴静环和动环构成动、静环的材料分别为硬质材料和软质材料做成图2—5外啮合齿轮泵7.外啮合齿轮泵的优缺点优点：结构简单，体积小、重量轻、价格低、结构紧凑、工作可靠、自吸性能好、对油液污染不敏感，便于制造、维修。缺点：流量和压力脉动大、噪音大，排量不可调节，容积效率较低。二、内啮合齿轮泵1.内啮合齿轮泵分类有两种形式带月牙形隔板的内齿轮泵摆线转子泵。右图所示为一种带月牙形隔板的可逆转内啮合齿轮泵。2.带月牙形隔板的内啮合齿轮泵齿环3与圆盘泵轴一体。底盘6上有月牙形隔板2和与泵轴偏心的短轴，短轴上空套着齿轮1。当泵轴带齿环转动时，与其内啮合的齿轮也转动，产生吸排作用。齿轮比齿环齿数少，齿轮与齿环转向相同，齿轮比齿环转速大。2.带月牙形隔板的内啮合齿轮泵底盘6的背面圆心处有带弹簧的钢球，当轴逆时针旋转时，啮合力使底盘转至其销钉4卡到半圆形环槽的最右端位置为止，泵是下吸上排。当轴顺时针转动时，啮合力使底盘转过180°，泵的吸排方向不变3.月牙隔板式齿轮泵的优点和缺点优点（与外啮合齿轮泵相比）泵的吸油区大、流速低、吸入性能好，流量脉动小，流量脉动率σQ=1％～3％啮合长度较长，工作平稳，特殊齿形将困油现象减轻，或在齿环各齿谷中开径向孔导油，从而完全消除困油现象，噪声很低。缺点制造工艺较复杂漏泄途径多，容积效率ηv比外啮合泵低，65％～75％（外齿轮泵的ηv=0.7～0.9，用间隙自动补偿装置时，ηv可达0.8～0.96）4.摆线转子泵外转子比内转子多一个齿，二者轴线偏心，异速转动。采用摆线齿形。采用皮碗轴封，皮碗轴封由弹性体、金属骨架和弹簧组成。皮碗的制造、安装和维护较简单，成本低，但唇边的磨损较重，功率消耗较大。5.转子泵的优点和缺点优点转子泵配流口的中心角较大；且为侧向吸入，不受离心力影响，故吸入性能好能用于高速运转齿数较少，工作空间容积较大结构简单紧凑两个转子同向回转且只差一个齿，故相对滑动速度很小，运转平稳，噪声低，寿命长。缺点齿数少时流量和压力脉动较大而且密封性较差，ηv较低制造工艺不如渐开线齿轮简单。三、齿轮泵的特点1.齿轮泵的特点齿轮泵属于容积式泵，密封性较差。1．有一定的自吸能力能形成一定程度的真空，泵可装得比滑油液面高。排送气体时密封性差，故自吸能力不如往复泵应注意：齿轮泵摩擦部位较多间隙较小线速度较高起动前齿轮表面必须有油，不允许干转。2．理论流量是由工作部件的尺寸和转速决定的，与排除压力无关，不允许关排出阀节流调节流量。Qt＝（6.66~7）Zm2Bn•10-6L／min，中低压齿轮泵齿数多（流量均匀），系数取6.66；高压齿轮泵齿数少，系数取7。齿轮泵实际流量Q=Qtηv理论流量Qt理论上带到排出腔的油液体积应等于齿间工作容积每转的Qt应为两个齿轮全部齿间工作容积之和。可假设齿间工作容积与齿的有效体积相等。每转Qt是一个齿轮的齿间工作容积与轮齿有效体积的总和近似等于齿的有效部分所扫过的一个径向宽度为2m的环形体积提高齿轮泵理论流量途径增加齿轮的直径、齿宽、转速和减少齿数。转速n过高会使轮齿转过吸入腔的时间过短n和直径增加使齿轮的圆周速度增加，离心力加大增加吸入困难，齿根处P降低，可能析出气体，导致Q减小，造成振动和产生噪声，甚至使泵无法工作。故最大圆周速度应根据所输油的粘度而予以限制，最大圆周速度不超过5～6m／s，最高转速一般在3000r／min左右。加大齿宽会使径向力增大，齿面接触线加长，不易保持良好的密封。减少齿数虽可使齿间V加大而Q增加，但会使Q的不均匀度加重。影响齿轮泵ηv的主要因素1.密封间隙(内漏)齿轮端面和盖板间的轴向间隙（最主要的泄漏）齿顶和泵体内侧的径向间隙轮齿的啮合线这些漏泄量约占总漏泄量的70％～80％，漏泄量的大小是与间隙值的立方成正比，故密封间隙特别是轴向间隙对泵的ηv影响甚大。2.排出压力漏泄量与间隙两端的压差成正比。内漏较多，在排P升高时，Q的下降要比往复泵大3.吸入压力吸入真空度增加时，气体析出量增加，ηv亦将降低。影响齿轮泵ηv的主要因素4.油液的温度和粘度油液的T越高，µ越低，漏泄量就越大但油T过低则µ太大，又会使吸入条件变差，吸入真空度变大，析出气体增多，也会使ηv下降。5.转速漏泄量与n关系不大n低Qt就小，会使ηv降低当n200～300r／min，ηv将降到不能容许的地步n过高又会造成吸入困难，也使ηv降低。6.外齿轮泵的ηv=0.7～0.9，用间隙自动补偿装置时，ηv可达0.8～0.96。高压齿轮泵采取的措施液压间隙自动补偿装置轴向间隙补偿在齿轮端面与泵体之间设浮动元件将排出压力引至该元件的外侧(靠排出侧,橡皮圈限定区域内)使其液压力稍大于内侧向外的液压力（使浮动元件贴靠齿轮）自动补偿齿轮端面磨损而增加的间隙（轴向间隙始终很小）径向间隙自动补偿--有些高压泵采用齿轮泵的特点3．额定排除压力Pd与工作部件尺寸、转速无关Pd取决于泵的密封性能和轴承承载能力为防泵过载，一般应设安全阀。4.流量连续，有脉动（没瞬间挤入齿间的轮齿体积周期性地变化）外啮合齿轮泵流量脉动率σQ在11％～27％范围内，噪声较大Z越少，σQ越大内齿轮泵σQ较小，约为1％一3％，噪声也较小。5．结构简单，价格低廉。工作部件作回转运动无泵阀允许采用较高n，通常可与电动机直联与同样Q的往复泵相比，尺寸、重量小易损件少，耐撞击．工作可靠6．磨擦面较多用于排送不含固体颗粒并具有润滑性的油类。2.齿轮泵的使用场合使用场合一般被用作排出压力Pd不高、Q不大，以及对Q和Pd的均匀性要求不很严的油泵,如：滑油泵驳油泵液压传动中的供油泵由于齿轮泵结构简单，价格低廉，又不易损坏，因而已开发了高压齿轮泵。如：液压泵。四、齿轮泵管理要点1.注意泵的转向和连接反转会使吸排方向相反。吸、排口经不同、卸荷槽非对称设计、安全阀，正确安装。泵和电机保持良好对中，最好用挠性连接，同心度不大于0.05mm2.齿轮泵虽有自吸能力起动前泵内要存有油液（否则严重摩损）吸油高度一般不大于0.5m。3.机械轴封属于较精密的部件拆装时要防止损伤密封元件安装时应在轴上涂滑油，按正确次序装入，用手推动环时应有浮动性。上紧轴封盖时要均匀，机械轴封一定要防止干摩擦。四、齿轮泵管理要点4.不宜超额定Pd工作会使原动机过载，加大轴承负荷，使工作部件变形，磨损和漏泄增加，严重时造成卡阻。5.要防止吸口真空度大于允许吸上真空度否则不能正常吸入当吸入P过低时，会产生“气穴现象”油在低压区析出许多气泡，Q降低当气泡到高压区时，空气重新溶入油中，形成局部真空，四周的高压油液就会以高速流过来填补产生液压冲击，并伴随剧烈的噪声四、齿轮泵管理要点6.保持合适的油温和粘度运动粘度以25～33mm2／s为宜粘度太小则漏泄增加，还容易产生气穴现象粘度过大同样也会使ηv降低和吸入不正常。7.要防止吸入空气会使流量减少，而且产生噪声。四、齿轮泵管理要点8.端面间隙对齿轮泵的自吸能力和ηv影响甚大可用压软铅丝的方法测出9.低压齿轮泵吸口设100目的滤油网即可10.高压齿轮泵敏感度大吸油口可用150目网式滤器液压系统泵要求滤油精度≤30—40μm回油管路滤油器精度最好≤20μm五、齿轮泵常见故障分析(1)不能排油或流量不足不能建立足够大的吸入真空度的原因：泵内间隙过大，内漏严重；新泵及拆修过的齿轮表面未浇油，难自吸；泵转速过低、反转或卡阻吸入管漏气或吸口露出液面。吸入真空度较大而不能正常吸入的原因：吸高太大(一般应不超过500mm)；油温太低，粘度太大；吸入管路阻塞，如吸入滤器脏堵或容量太小，吸入阀未开等排出方面的问题：油温过高或吸入油中的气泡太多，产生：气穴现象排出管漏泄或旁通，安全阀或弹簧太松；排出阀未开或排出管滤器堵塞，安全阀顶开四、齿轮泵常见故障分析(2)工作噪声太大噪声根据产生的原因不同，可分两类：液体噪声，是由于漏入空气或产生气穴现象而引起机械噪声，对中不良、轴承损坏或松动、安全阀跳动、齿轮啮合不良、泵轴弯曲或其它机械摩擦等。(3)磨损太快油液含磨料性杂质；