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影响齿轮泵性能指标和寿命的因素

发布时间:2017年12月19日 10:37   阅读:2796   返回   来源:泽德
  外啮合齿轮泵的泄漏、困油和径向液压力不平衡是影响齿轮泵性能指标和寿命的三大问题。各种不同齿轮泵的结构特点之所以不同,都因采用了不同结构措施来解决这三大问题所致。
  1.泄漏。齿轮泵存在着三个可能产生泄漏的部位:齿轮端面和两侧端盖之间间隙(轴向间隙);齿轮顶圆和壳体内孔之间间隙(径向间隙)以及两个齿轮的齿面啮合处间隙(啮合间隙)。其中对泄漏影响最大的是轴向间隙,通过轴向间隙的泄漏量可占总泄漏量的75%~80%,因为这里泄漏途径短。泄漏面积大。轴向间隙过大,泄漏量多,会使容积效率降低;但间隙过小,齿轮端面和端盖之间的机械摩擦损失增加,会使泵的机械效率降低。因此,普通齿轮泵的容积效率比较低,输出压力也不容易提高。在高压齿轮泵中,一般多使用轴向间隙补偿装置,以减小端面泄漏,提高容积效率。所以,设计和制造时必须严格控制泵的轴向间隙。
  2.困油。齿轮泵要平稳工作,齿轮啮合的重叠系数必须大于1,也就是说要求在一对轮齿即将脱开啮合前,后面的一对轮齿就要开始啮合。就在两对轮齿同时啮合的这一小段时间内,留在齿间的油液被围困在两对轮齿、壳体以及两侧端盖所形成的一个密闭空腔中,当齿轮继续旋转时,这个空间的容积逐渐减小,直至封闭容积减至最小。由于油液的可压缩性很小,当封闭容腔的容积减小时。被困的油液受挤压,压力急剧上升,油液从各缝隙中被强行挤出,造成油液发热,并使机件(齿轮和轴承等)受到很大的额外的负载(径向力);当齿轮继续旋转,这个封闭容腔的容积又逐渐增大,直至最大位置,容腔容积增大时又会造成局部真空,使油液中溶解的气体分离。产生气穴现象,加剧流量的不均匀性,并可能产生气浊。这些都将使齿轮泵产生强烈的噪声,这就是齿轮泵的困油现象。
  3.径向不平衡力。齿轮泵丁作时,作用在齿轮外圆上的压力是不相等的,在压油腔和吸油腔处齿轮外圆和齿廓表面承受着工作压力和吸油腔压力,在齿轮和壳体内孔的径向间隙中。可以认为压力从压油腔压力逐渐分级下降到吸油腔压力,这些液体压力综合作用的结果,给齿轮一个径向的作用力(即不平衡力)使齿轮和轴承受载。工作压力越大,径向不平衡力也越大。径向不平衡力很大时能使轴弯曲,造成齿顶与壳体产生接触,同时加速轴承的磨损,降低轴承的寿命。为了减小径向不平衡力的影响,有的泵上采取了缩小压油口的办法,使压力油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,使齿轮在压力作用下,齿顶不能和壳体相接触。当然,最有效的办法是加大齿轮轴一直径以减小弯曲形变。
 

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