外嚙合齒輪泵的結構及工作原理

發布日期：2017-09-01 00:00 來源：http://www.juanjuan8.com 點擊：

齒輪泵是一種常用的液壓泵，它的主要特點是結構簡單，制造方便，價格低廉，體積小，重量輕，自吸性好，對油液污染不敏感，工作可靠；其主要缺點是流量和壓力脈動大，噪聲大，排量不可調。齒輪泵被廣泛地應用于采礦設備，冶金設備，建筑機械，工程機械，農林機械等各個行業。
齒輪泵按照其嚙合形式的不同，有外嚙合和內嚙合兩種，其中外嚙合齒輪泵應用較廣，而內嚙合齒輪泵(Internal Gear Pump)則多為輔助泵，下面分別先容。
外嚙合齒輪泵的結構及工作原理 Operation of the External Gear Pump
外嚙合齒輪泵的工作原理和結構如圖所示。泵主要由主、從動齒輪，驅動軸，泵體及側板等主要零件構成。

泵體內相互嚙合的主、從動齒輪2和3與兩端蓋及泵體一起構成密封工作容積，齒輪的嚙合點將左、右兩腔隔開，形成了吸、壓油腔，當齒輪按圖示方向旋轉時，右側吸油腔內的輪齒脫離嚙合，密封工作腔容積不斷增大，形成部分真空，油液在大氣壓力作用下從油箱經吸油管進進吸油腔，并被旋轉的輪齒帶進左側的壓油腔。左側壓油腔內的輪齒不斷進進嚙合，使密封工作腔容積減小，油液受到擠壓被排往系統，這就是齒輪泵的吸油和壓油過程。在齒輪泵的嚙合過程中，嚙合點沿嚙合線，把吸油區和壓油區分開。

齒輪泵的結構特點 Construction Character of Gear Pumps

齒輪油泵

困油的現象 Trapping of Oil

齒輪泵要平穩地工作，齒輪嚙合時的重疊系數必須大于1，即至少有一對以上的輪齒同時嚙合，因此，在工作過程中，就有一部分油液困在兩對輪齒嚙合時所形成的封閉油腔之內，如圖所示，這個密封容積的大小隨齒輪轉動而變化.如此產生了密封容積周期性的增大減小。受困油液受到擠壓而產生瞬間高壓，密封容腔的受困油液若無油道與排油口相通，油液將從縫隙中被擠出，導致油液發熱，軸承等零件也受到附加沖擊載荷的作用；若密封容積增大時，無油液的補充，又會造成局部真空，使溶于油液中的氣體分離出來，產生氣穴，這就是齒輪泵的困油現象。
困油現象使齒輪泵產生強烈的噪聲，并引起振動和汽蝕，同時降低泵的容積效率，影響工作的平穩性和使用壽命。消除困油的方法，通常是在兩端蓋板上開卸槽。當封閉容積減小時，通過右邊的卸菏槽與壓油腔相通，而封閉容積增大時，通過左邊的卸荷槽與吸油腔通，兩卸荷糟的間距必須確保在任何時候都不使吸、排油相通。

齒輪泵的困油現象及消除措施

齒輪油泵電機組

徑向不平衡力 Radial Unbalance Force
在齒輪泵中，油液作用在輪外緣的壓力是不均勻的，從低壓腔到高壓腔，壓力沿齒輪旋轉的方向逐齒遞增，因此，齒輪和軸受到徑向不平衡力的作用，工作壓力越高，徑向不平衡力越大，徑向不平衡力很大時，能使泵軸彎曲，導致齒頂壓向定子的低壓端，使定子偏磨，同時也加速軸承的磨損，降低軸承使用壽命。為了減小徑向不平衡力的影響，常采取縮小壓油口的辦法，使壓油腔的壓力僅作用在一個齒到兩個齒的范圍內，同時，適當增大徑向間隙，使齒頂不與定子內表面產生金屬接觸，并在支撐上多采用滾針軸承或滑動軸承。
齒輪泵的泄漏通道及端面間隙的自動補償Leakage Passage and Automatic Compensating of End Face Clearance
在液壓泵中，運動件間的密封是靠微小間隙密封的，這些微小間隙從運動學上形成摩擦副，同時，高壓腔的油液通過間隙向低壓腔的泄漏是不可避免的；齒輪泵壓油腔的壓力油可通過三條途經泄漏到吸油腔往：一是通過齒輪嚙合線處的間隙——齒側間隙(Meshing-Teeth Side Clearance)，二是通過泵體定子環內孔和齒頂間的徑向間隙——齒頂間隙(teeth Tip clearance)，三是通過齒輪兩端面和側板間的間隙——端面間隙(Side Plates-end Face Clearance)。在這三類間隙中，端面間隙的泄漏量最大，壓力越高，由間隙泄漏的液壓油就愈多。因此，為了進步齒輪泵的壓力和容積效率，實現齒輪泵的高壓化，需要從結構上來取措施，對端面間隙進行自動補償。

齒輪油泵電機組

通常采用的自動補償端面間隙裝置有：浮動軸套式(Floating Bush Bearing)或彈性側板式(Elastic Side Plate)兩種。，其原理都是引進壓力油使軸套或側板緊貼在齒輪端面上，壓力愈高，間隙愈小，可自動補償端面磨損和減小間隙。齒輪泵的浮動軸套是浮動安裝的，軸套外側的空腔與泵的壓油腔相通，當泵工作時，浮動軸套受油壓的作用而壓向齒輪端面，將齒輪兩側面壓緊，從而補償了端面間隙。