齒輪泵知識課件

齒輪泵1-1齒輪泵的工作原理簡單構(gòu)造一對互相嚙合的齒輪(Theteethmeshed)主動齒輪由原動機帶動回轉(zhuǎn)，齒頂和端面被泵體和前后端蓋包圍由于相嚙合齒的分隔，吸入腔和排出腔隔開吸入和排出圖示方向回轉(zhuǎn)時，齒C退出嚙合，其齒間V增大，P降低，液體在吸入液面P作用下，經(jīng)吸入口流入隨著齒輪回轉(zhuǎn)，吸滿液體的齒間轉(zhuǎn)過吸入腔，沿殼壁轉(zhuǎn)到排出腔當(dāng)重新進入嚙合時，齒間的液體即被輪齒擠出結(jié)構(gòu)特點泵如果反轉(zhuǎn)，吸排方向相反由于嚙合緊密，齒頂和端面間隙都小，液體不會大量漏回吸入腔磨擦面較多，只用來排送有潤滑性的油液。圖1-1為外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)簡圖(externalgearrotarypump)1-2-1困油現(xiàn)象的危害和排除危害（當(dāng)封閉V減小時，液體受擠壓而P急劇升高，油液將從縫隙中強行擠出）產(chǎn)生噪音和振動使軸承受到很大的徑向力功率損失增加。容積效率降低（而當(dāng)封閉V增大時，P下降，析出氣泡）對泵的工作性能和使用壽命都有害排除(設(shè)法在封閉V變小時使之和排出腔溝通，而在增大時和吸入腔溝通)開卸荷槽(圖2—2(b)的虛線)。結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，且對稱布置，泵正、反轉(zhuǎn)時都適用，因此被廣泛采用。對稱卸荷槽還不十分完善（還有噪音和振動）1-2-2困油現(xiàn)象的危害和排除(1)不對稱卸荷槽兩個卸荷槽同時向吸入側(cè)移過適當(dāng)距離延長了Va和排出腔相通的時間推遲了Vb和吸入腔相通的時間Vb中可能出現(xiàn)局部真空，但不十分嚴重這種卸荷槽能更好地解決困油問題能多回收一部分高壓液體泵不允許反轉(zhuǎn)使用采用卸荷槽后困油現(xiàn)象影響大大減輕。1-3齒輪泵的徑向力-圖1-3徑向力增加軸承的負荷，影響泵的壽命工作P越高，徑向力就越大對高壓齒輪泵，要設(shè)法限制徑向力，提高軸承壽命1-4齒輪泵的流量-圖1-4

理論上帶到排出腔的油液體積應(yīng)等于齒間工作容積每轉(zhuǎn)的Qt應(yīng)為兩個齒輪全部齒間工作容積之和?？杉僭O(shè)齒間工作容積與齒的有效體積相等。每轉(zhuǎn)Qt是一個齒輪的齒間工作容積與輪齒有效體積的總和近似等于齒的有效部分所掃過的一個徑向?qū)挾葹?m的環(huán)形體積1-4-1齒輪泵的流量公式用上述計算泵的Qt時，數(shù)值偏小應(yīng)乘上修正系數(shù)K。平均Qt為：式中：D——分度圓直徑，mm；m——模數(shù)(m=D／z，z為齒數(shù))，mm；B——齒寬，mm；n——轉(zhuǎn)速，r／min；，K——修正系數(shù)，一般為1．05～1．15。1-4-1齒輪泵的流量公式中、低壓齒輪泵為使流量公式

Qt＝6.66zm2Bn?10-6L／min(2—4)高壓齒輪泵的流量公式：Qt＝7zm2Bn?10-6L／min(2—5)1-4-2提高齒輪泵理論流量的途徑增加齒輪的直徑、齒寬、轉(zhuǎn)速和減少齒數(shù)。n過高會使輪齒轉(zhuǎn)過吸入腔的時間過短n和直徑增加使齒輪的圓周速度增加，離心力加大增加吸入困難，齒根處P降低，可能析出氣體，導(dǎo)致Q減小，造成振動和產(chǎn)生噪聲，甚至使泵無法工作。故最大圓周速度應(yīng)根據(jù)所輸油的粘度而予以限制，最大圓周速度不超過5～6m／s，最高轉(zhuǎn)速一般在3000r／min左右。加大齒寬會使徑向力增大，齒面接觸線加長，不易保持良好的密封。減少齒數(shù)雖可使齒間V加大而Q增加，但會使Q的不均勻度加重。1-4-3影響齒輪泵ηv的主要因素密封間隙(內(nèi)漏)齒輪端面和蓋板間的軸向間隙齒頂和泵體內(nèi)側(cè)的徑向間隙輪齒的嚙合線這些漏泄量約占總漏泄量的70％～80％，漏泄量的大小是與間隙值的立方成正比，故密封間隙特別是軸向間隙對泵的ηv影響甚大。排出壓力漏泄量與間隙兩端的壓差成正比。內(nèi)漏較多，在排P升高時，Q的下降要比往復(fù)泵大吸入壓力吸入真空度增加時，氣體析出量增加，ηv亦將降低。1-4-3影響齒輪泵ηv的主要因素油液的溫度和粘度(viscosity)

油液的T越高，μ越低，漏泄量就越大但油T過低則μ太大，又會使吸入條件變差，吸入真空度變大，析出氣體增多，也會使ηv下降。轉(zhuǎn)速漏泄量與n關(guān)系不大n低Qt就小，會使ηv降低當(dāng)n<200～300r／min，ηv將降到不能容許的地步n過高又會造成吸入困難，也使ηv降低。外齒輪泵的ηv=0.7～0.9，用間隙自動補償裝置時，ηv可達0.8～0.96。1-5齒輪泵的特點1．有一定的自吸能力能形成一定程度的真空，泵可裝得比滑油液面高。排送氣體時密封性差，故自吸能力不如往復(fù)泵應(yīng)注意：齒輪泵摩擦部位較多間隙較小線速度較高起動前齒輪表面必須有油，不允許干轉(zhuǎn)。2．Qt是由工作部件的尺寸和n決定的，與Pd無關(guān)。3．額定Pd與工作部件尺寸、n無關(guān)Pd取決于泵的密封性能和軸承承載能力為防泵過載，一般應(yīng)設(shè)安全閥。1-5齒輪泵的特點4.流量連續(xù)，有脈動外嚙合齒輪泵σQ在11％～27％范圍內(nèi)，噪聲較大Z越少，σQ越大內(nèi)齒輪泵σQ較小，約為1％一3％，噪聲也較小。5．結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉。工作部件作回轉(zhuǎn)運動無泵閥允許采用較高n，通?？膳c電動機直聯(lián)與同樣Q的往復(fù)泵相比，尺寸、重量小易損件少，耐撞擊．工作可靠6．磨擦面較多用于排送不含固體顆粒并具有潤滑性的油類。1-5齒輪泵的特點使用場合一般被用作排出P不高、Q不大，以及對Q和Pd的均勻性要求不很嚴的油泵,如：滑油泵駁油泵液壓傳動中的供油泵由于齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，又不易損壞，因而已開發(fā)了高壓齒輪泵。如：液壓泵。1-6典型結(jié)構(gòu)-外嚙合齒輪泵有直齒、斜齒、人字齒等幾種齒輪，一般采用漸開線齒形。見下圖主動和從動齒輪是由右和左螺旋齒輪拼成的入字齒輪既能承受較大負荷，又可避免產(chǎn)生軸向推力。齒輪4空套在從動軸上以補償制造、安裝時出現(xiàn)的誤差具有一定的自整位能力齒輪兩端面有配合良好的蓋板泵軸裝在單列向心球軸承上。在泵體和端蓋之間墊有紙墊16紙墊厚度可改變齒輪端面與蓋板之間的軸向間隙。圖1-6外嚙合齒輪泵1-6典型結(jié)構(gòu)-外嚙合齒輪泵防超過額定Pd，裝設(shè)有安全閥(safetyvalve)安全閥閥體是一空心的圓柱體左端帶有錐形密封面當(dāng)作用在環(huán)形凸肩上的壓力超過彈簧值時，閥開啟，溝通排、吸兩端泵的轉(zhuǎn)向必須符合規(guī)定為防止油液外漏，設(shè)有機械軸封是廣泛使用的一種密封方式主要密封面是軸靜環(huán)11和動環(huán)12構(gòu)成動、靜環(huán)的材料分別為硬質(zhì)材料和軟質(zhì)材料做成1-6典型結(jié)構(gòu)-外嚙合齒輪泵靜環(huán)與軸封蓋之間靠密封圈密封動環(huán)靠彈簧壓緊在靜環(huán)上，（摩擦力使轉(zhuǎn)）密封圈防止動環(huán)與軸之間漏泄安裝時手推動環(huán)壓縮彈簧松手后動環(huán)應(yīng)能緩緩滑出太松則漏泄量過大太緊則不能自動滑出補償動、靜環(huán)密封圈是機械密封的輔助密封元件機械軸封的基本特點：將由填料與軸之間的徑向曲面密封轉(zhuǎn)變?yōu)閯迎h(huán)與靜環(huán)間的軸向端面密封。1-6典型結(jié)構(gòu)-外嚙合齒輪泵與填料密封相比，機械軸封的主要優(yōu)點是：(1)密封性能好(2)使用壽命長。(3)摩擦功耗少。(4)軸或軸套基本不被磨損(5)適用范圍廣，（用于高溫、高壓、有毒或有腐蝕性）1-6典型結(jié)構(gòu)-外嚙合齒輪泵缺點：制造工藝性要求高,價格較貴密封元件的拆裝更換比較麻煩對使用條件的要求也比較嚴格。如液體帶有磨料性懸浮固體顆粒，則機械軸封必須采用特殊的設(shè)計。回轉(zhuǎn)泵在低壓條件下也常采用皮碗密封1-7內(nèi)嚙合齒輪泵有兩種形式帶月牙形隔板的內(nèi)齒輪泵擺線轉(zhuǎn)子泵。圖2—6所示為一種帶月牙形隔板的可逆轉(zhuǎn)內(nèi)嚙合齒輪泵。1-7內(nèi)嚙合齒輪泵齒環(huán)3與圓盤泵軸一體。底盤6上有月牙形隔板2和與泵軸偏心的短軸，短軸上空套著齒輪1。當(dāng)泵軸帶齒環(huán)轉(zhuǎn)動時，與其內(nèi)嚙合的齒輪也轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生吸排作用。底盤6的背面圓心處有帶彈簧的鋼球，當(dāng)軸逆時針旋轉(zhuǎn)時，嚙合力使底盤轉(zhuǎn)至其銷釘4卡到半圓形環(huán)槽的最右端位置為止(右上圖)，泵是下吸上排。當(dāng)軸順時針轉(zhuǎn)動時，嚙合力使底盤轉(zhuǎn)過180°(右下圖)，泵的吸排方向不變。1-7內(nèi)嚙合齒輪泵優(yōu)點（與外嚙合齒輪泵相比）泵的吸油區(qū)大、流速低、吸入性能好，流量脈動小，流量脈動率σQ=1％～3％嚙合長度較長，工作平穩(wěn)，特殊齒形將困油現(xiàn)象減輕，或在齒環(huán)各齒谷中開徑向孔導(dǎo)油，從而完全消除困油現(xiàn)象，噪聲很低。缺點是制造工藝較復(fù)雜且漏泄途徑多，ηv低，65％～75％。1-8齒輪泵管理要點1.注意泵的轉(zhuǎn)向和連接反轉(zhuǎn)會使吸排方向相反泵和電機保持良好對中，最好用撓性連接（flexibility）2.齒輪泵雖有自吸能力起動前泵內(nèi)要存有油液（否則嚴重摩損）吸油高度一般不大于0.5m。3.機械軸封屬于較精密的部件拆裝時要防止損傷密封元件安裝時應(yīng)在軸上涂滑油，按正確次序裝入，用手推動環(huán)時應(yīng)有浮動性。上緊軸封蓋時要均勻，機械軸封一定要防止干摩擦。1-8齒輪泵管理要點4.不宜超額定P工作會使原動機過載，加大軸承負荷，使工作部件變形，磨損和漏泄增加，嚴重時造成卡阻。5.要防止吸口真空度大于允許吸上真空度否則不能正常吸入當(dāng)吸入P過低時，會產(chǎn)生“氣穴現(xiàn)象”油在低壓區(qū)析出許多氣泡，Q降低當(dāng)氣泡到高壓區(qū)時，空氣重新溶入油中，形成局部真空，四周的高壓油液就會以高速流過來填補產(chǎn)生液壓沖擊，并伴隨劇烈的噪聲1-8齒輪泵管理要點6.保持合適的油溫和粘度運動粘度以25～33mm2／s為宜粘度太小則漏泄增加，還容易產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象粘度過大同樣也會使ηv降低和吸入不正常。7.要防止吸入空氣會使流量減少，而且產(chǎn)生噪聲。1-8齒輪泵管理要點8.端面間隙對齒輪泵的自吸能力和ηv影響甚大可用壓軟鉛絲的方法測出9.高壓齒輪泵敏感度大吸油口可用150目網(wǎng)式濾器液壓系統(tǒng)泵要求濾油精度≤30—40μm回油管路濾油器精度最好≤20μm1-9齒輪泵常見故障分析(1)不能排油或流量不足不能建立足夠大的吸入真空度的原因：泵內(nèi)間隙過大，或新泵及拆修過的齒輪表面未澆油，難以自吸；泵n過低、反轉(zhuǎn)或卡阻吸入管漏氣或吸口露出液面。吸入真空度較大而不能正常吸入的原因：吸高太大(一般應(yīng)不超過500mm)；油溫太低，粘度太大；吸入