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外啮合齿轮泵的结构及工作原理

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外啮合齿轮泵的结构及工作原理

发布日期:2017-09-01 00:00 来源:http://www.maejinn.com 点击:

    齿轮泵是一种常用的液压泵,它的主要特点是结构简单,制造方便,价格低廉,体积小,重量轻,自吸性好,对油液污染不敏感,工作可靠;其主要缺点是流量和压力脉动大,噪声大,排量不可调。齿轮泵被广泛地应用于采矿设备,冶金设备,建筑机械,工程机械,农林机械等各个行业。
    齿轮泵按照其啮合形式的不同,有外啮合和内啮合两种,其中外啮合齿轮泵应用较广,而内啮合齿轮泵(Internal Gear Pump)则多为辅助泵,下面分别先容。
    外啮合齿轮泵的结构及工作原理 Operation of the External Gear Pump
    外啮合齿轮泵的工作原理和结构如图所示。泵主要由主、从动齿轮,驱动轴,泵体及侧板等主要零件构成。

    泵体内相互啮合的主、从动齿轮2和3与两端盖及泵体一起构成密封工作容积,齿轮的啮合点将左、右两腔隔开,形成了吸、压油腔,当齿轮按图示方向旋转时,右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合,密封工作腔容积不断增大,形成部分真空,油液在大气压力作用下从油箱经吸油管进进吸油腔,并被旋转的轮齿带进左侧的压油腔。左侧压油腔内的轮齿不断进进啮合,使密封工作腔容积减小,油液受到挤压被排往系统,这就是齿轮泵的吸油和压油过程。在齿轮泵的啮合过程中,啮合点沿啮合线,把吸油区和压油区分开。

    齿轮泵的结构特点 Construction Character of Gear Pumps

齿轮油泵

    困油的现象 Trapping of Oil

    齿轮泵要平稳地工作,齿轮啮合时的重叠系数必须大于1,即至少有一对以上的轮齿同时啮合,因此,在工作过程中,就有一部分油 液困在两对轮齿啮合时所形成的封闭油腔之内,如图所示,这个密封容积的大小随齿轮转动而变化.如此产生了密封容积周期性的增大减小。受困油液受到挤压而产生瞬间高压,密封容腔的受困油液若无油道与排油口相通,油液将从缝隙中被挤出,导致油液发热,轴承等零件也受到附加冲击载荷的作用;若密封容积增大时,无油液的补充,又会造成局部真空,使溶于油液中的气体分离出来,产生气穴,这就是齿轮泵的困油现象。
    困油现象使齿轮泵产生强烈的噪声,并引起振动和汽蚀,同时降低泵的容积效率,影响工作的平稳性和使用寿命。消除困油的方法,通常是在两端盖板上开卸槽。当封闭容积减小时,通过右边的卸菏槽与压油腔相通,而封闭容积增大时,通过左边的卸荷槽与吸油腔通,两卸荷糟的间距必须确保在任何时候都不使吸、排油相通。

    齿轮泵的困油现象及消除措施

齿轮油泵电机组

    径向不平衡力 Radial Unbalance Force
    在齿轮泵中,油液作用在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,导致齿顶压向定子的低压端,使定子偏磨,同时也加速轴承的磨损,降低轴承使用寿命。为了减小径向不平衡力的影响,常采取缩小压油口的办法,使压油腔的压力仅作用在一个齿到两个齿的范围内,同时,适当增大径向间隙,使齿顶不与定子内表面产生金属接触,并在支撑上多采用滚针轴承或滑动轴承。
    齿轮泵的泄漏通道及端面间隙的自动补偿Leakage Passage and Automatic Compensating of End Face Clearance 
    在液压泵中,运动件间的密封是靠微小间隙密封的,这些微小间隙从运动学上形成摩擦副,同时,高压腔的油液通过间隙向低压腔的泄漏是不可避免的;齿轮泵压油腔的压力油可通过三条途经泄漏到吸油腔往:一是通过齿轮啮合线处的间隙——齿侧间隙(Meshing-Teeth Side Clearance),二是通过泵体定子环内孔和齿顶间的径向间隙——齿顶间隙(teeth Tip clearance),三是通过齿轮两端面和侧板间的间隙——端面间隙(Side Plates-end Face Clearance)。在这三类间隙中,端面间隙的泄漏量最大,压力越高,由间隙泄漏的液压油就愈多。因此,为了进步齿轮泵的压力和容积效率,实现齿轮泵的高压化,需要从结构上来取措施,对端面间隙进行自动补偿。

齿轮油泵电机组

    通常采用的自动补偿端面间隙装置有:浮动轴套式(Floating Bush Bearing)或弹性侧板式(Elastic Side Plate)两种。,其原理都是引进压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上,压力愈高,间隙愈小,可自动补偿端面磨损和减小间隙。齿轮泵的浮动轴套是浮动安装的,轴套外侧的空腔与泵的压油腔相通,当泵工作时,浮动轴套受油压的作用而压向齿轮端面,将齿轮两侧面压紧,从而补偿了端面间隙。


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