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齿轮液压泵的工作原理

金湖辛德瑞自动化设备有限公司

2020/8/4 10:04:35

液压齿轮泵是液压系统的心脏,简称油泵。在液压系统中,一定至少有一个泵。液压齿轮泵是一种能量转换装置,它的作用是使流动发生运动,把机械能转换成流体能。 泵是液压传动系统中的动力元件,由原动机驱动,从原动机的输出功率中取出机械能,并把它转换成流体的压力能,为系统提供压力油液。然后,在需要做功的场所,由执行元件把流体压力能转换成机械能输出到齿轮泵中。

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*取决于泵出口处阻力的大小。

一、液压齿轮泵的工作原理

齿轮泵的工作原理如图3-3所示,它是分离三片式结构,三片是指泵盖4,8和泵体7,泵体7内装有一对齿数相同、宽度和泵体接近而又互相啮合的齿轮6,这对齿轮与两端盖和泵体形成一密封腔,并由齿轮的齿顶和啮合线把密封腔划分为两部分,即吸油腔和压油腔。两齿轮分别用键固定在由滚针轴承支承的主动轴12和从动轴15上,主动轴由电动机带动旋转

 

当泵的主动齿轮按图示箭头方向旋转时,齿轮泵右侧(吸油腔)齿轮脱开啮合,齿轮的轮齿退出齿间,使密封容积增大,形成局部真空,油箱中的油液在外界大气压的作用下,经吸油管路、吸油腔进入齿间。随着齿轮的旋转,吸入齿间的油液被带到另一侧,进入压油腔。这时轮齿进入啮合,使密封容积逐渐减小,齿轮间部分的油液被挤出,形成了齿轮泵的压油过程。

齿轮啮合时齿向接触线把吸油腔和压油腔分开,起配油作用。当齿轮泵的主动齿轮由电动机带动不断旋转时,轮齿脱开啮合的一侧,由于密封容积变大则不断从油箱中吸油,轮齿进入啮合的一侧,由于密封容积减小则不断地排油,这就是齿轮泵的工作原理。泵的前后盖和泵体由两个定位销17定位,用6只螺钉固紧如图3-3。为了保证齿轮能灵活地转动,同时又要保证泄露小,在齿轮端面和泵盖之间应有适当间隙(轴向间隙),对小流量泵轴向间隙为0.025~0.04mm,大流量泵为0.04~0.06mm。齿顶和泵体内表面间的间隙(径向间隙),由于密封带长,同时齿顶线速度形成的剪切流动又和油液泄露方向相反,故对泄露的影响较小,这里要考虑的问题是:当齿轮受到不平衡的径向力后,应避免齿顶和泵体内壁相碰,所以径向间隙就可稍大,一般取0.13~0.16mm。

为了防止压力油从泵体和泵盖间泄露到泵外,并减小压紧螺钉的拉力,在泵体两侧的端面上开有油封卸荷槽16,使渗入泵体和泵盖间的压力油引入吸油腔。在泵盖和从动轴上的小孔,其作用将泄露到轴承端部的压力油也引到泵的吸油腔去,防止油液外溢,同时也润滑了滚针轴承。

 

齿轮泵的结构特点

优点:结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜、自吸力强、对油液污染不敏感、转速范围大、能耐冲击性负载,维护方便、工作可靠。

缺点:径向力不平衡、流动脉动大、噪声大、效率低,零件的互换性差,磨损后不易修复,不能做变量泵用。

1、困油现象

原因:液压油在渐开线齿轮泵运转过程中,因齿轮相交处的封闭体积随时间改变,常有一部分的液压油被密封在齿间,如图所示,称为困油现象,因液压油不可压缩将使外接齿轮产生的振动和噪声,影响系统正常工作。

措施:在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽,开设卸荷槽的原则:两槽间距为小闭死容积,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。

 

2、泄漏现象

齿轮泵的泄漏较大,外啮合齿轮运转时泄漏途径有以下三点:一为齿轮顶隙,其次为测隙,第三为啮合间隙。其中端面侧隙泄漏较大,占总泄漏量的80%-85%,当压力增加时,前者不会改变,但后者挠度大增,此为外啮合齿轮泵泄漏主要的原因,容积效率较低,故不适合用作高压泵。

解决方法: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、浮动侧板。

3、受力不均衡现象

右侧是压油腔,左侧是吸油腔,两腔的压力是不平衡的;另外压油腔因齿顶泄漏,其压力为递减。两不均衡压力作用于齿轮和轴一径向不平衡压力,油压越高,该力越大,加速轴承磨损,降低轴承寿命,使轴弯曲,加大齿顶与轴孔磨损。防止措施:采用压力平衡槽或缩小压油腔。

 

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