齿轮泵的困油现象齿轮泵压力上不去原因和谷穗

发布日期:2020-06-01 01:10

  齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵,它一般做成定量泵,按结构不同.齿轮泵分为外吡合齿轮泵和内啮合齿轮采,外啮合齿轮泵应用最广。

  齿轮泵的工作原理如图3-3所示。齿轮泵主要由一对齿轮、外壳、泵盖、轴及轴承和密封盖板等组成。在泵体内有一对外啮合齿轮,齿轮两端面靠盖板密封,这样泵体,盖板和齿轮的各齿槽就形成多个密封腔,轮齿啮合线又将左右两密封腔隔开而形成吸、压油腔。当齿轮按图示方向旋转时,吸油腔(右侧)内的轮齿不断脱开啮合,使其密封容积不断增大而形成一定真空,在大气压力作用下从油箱吸进油液,随着齿轮的旋转,齿槽内的油液被带到压油腔(左侧)申压油腔内的轮齿不断进人啮合,使其密封容积不断减小,油液被压出。随着齿轮不停地旋转,齿轮泵就不断地吸油和排油。

  齿轮泵主要存在的三大问题是泄漏、困油和径向液压力不平衡,这三个问题影响着齿轮泵的工作性能和使用寿命,因此各种齿轮泵都采取了不同的结构措施来解决这些问题。

  泄漏是液压泵不可避免的问题,齿轮和谷穗象征齿轮泵的内泄漏有轴向泄漏、径向泄漏和啮合线)轴向泄漏

  齿轮端面和端盖之间的间隙为轴向间隙,齿轮泵的困油现象轴向间隙引起的泄漏为轴向泄漏。因为泄漏途径短,泄漏面积大,所以轴向泄漏的泄漏量最大,可占总泄漏量的75%~80%。轴向间隙大,泄漏量就大,容积效率降低;轴向间隙过小,虽然泄漏量减小,但会使机械摩擦损失增加, 从而使机械效率降低。因此齿轮泵必须严格控制轴向问隙,保证总效率不能太低。

  齿轮齿顶圆面与泵体之间的问隙为径向间隙,径向间隙引起的泄漏为径向泄漏。由于径向间隙泄漏途径长,所以泄漏量小,占总泄漏量的15%~20%。

  两个齿轮的轮齿间的啮合缝隙为喻合间隙,啮合间隙引起的泄漏为啮合线泄漏。其泄漏量最小,占总泄漏量的4%~5%。

  由于要求齿轮泵能够平稳运转,齿轮啮合的重叠系数必须大于1,即前一对轮齿没有脱离啮合,后一对轮齿必须进人啮合,这样两对轮齿同时啮合,形成一个密封空间,此密封空间既不和吸油腔相通,也不和排油腔相通被称为闭死容积。如图3-4所示,随着齿轮的旋转, 闭死容积的大小不断变化。幵始时闭死容积为錄大,随着齿轮的旋转,闭死容积逐渐减小(图3-4(a)到图3-4(b)的过程),直到两个啮合点处于节点的对称位置时,闭死容积达到最小,由于油液的可压缩性很小,被困油液被挤压,压力急剧升离,迫使油液从啮合冏隙强行挤出,齿轮和轴承受到很大的径向力。当随着齿轮的继续旋转,闭死容积又逐渐增大(图3-4 (b)到图3-4(c)的过程),闭死容积内形成局部真空,由于没有油液的补充,使油液中的气体分离出来,产生气穴现象,引起齿轮泵的振动和噪声,直齿锥齿轮图片这就是困油现象。综上所述,由于闭死容积的变化,导致压力急剧升高或下降的现象訧称为困油现象。有闭死容积不一定产生困油现象,当闭死容积不变化时,不产生困油现象,当闭死容积变化时,齿轮泵压力上不去原因就产生困油现象;有困油观象产生,就一定有闭死容积存在。

  由于困油现象产生的危害极大,会引起齿轮泵的振动和噪声,加剧齿轮齿面和轴承的, 辑,产重时还会导致轴弯曲和齿面腐蚀,大大缩短了齿轮荥的使用寿命。因此必须消除困油现象。

  消除齿轮泵困油现象的方法是在两侧端盖上铣两条卸荷槽,如图3-4(d)所示,开卸荷槽的条件是闭死容积由小变大时通过卸荷槽与吸油腔相通;闭死容积由大变小时通过卸荷槽与排油腔相通;闭死容积处于最小位置时,闭死容积和两个卸荷槽均不通,即不和吸、排油腔相通,保证密封。一般卸荷槽是非对称幵设的,往往是向吸油腔偏移。如果齿轮的分度圆压力角为α=20°。模数为m的标准渐开线齿轮,则两卸荷槽尺寸为:卸荷槽间距a=2.78m,在压油腔一侧必须保证卸荷槽与两齿轮中心连线m,另一方面为使卸荷槽畅通,必须保证槽宽c2.5m,槽深h≥0.8m,如图3-4(e)所示。

  齿轮泵工作时,因为排油压力大于吸油压力,从排油腔到吸油腔,齿轮顶圆圆周径向压力是线性阶梯变化的,从而产生径向力不平衡,如图3-5所示。对于中、高压齿轮泵,其轴承负载是非常大的。因此,齿轮泵的使用寿命几乎取决于轴承的使用寿命,要延长齿轮泵的使用寿命,必须减少机械磨损,减小径向力不平衡。同时,径向力不平衡也会引起轴弯曲变形和齿轮的严童磨损。尤其是从动轮,在啮合力作用下,总的受力会更大,因此从动轮比主动轮的轴承磨扳更快。齿轮的径向合力为

  通过分析可知,必须在结构采取一定的措施,减少齿轮泵的径向合力,从而延长齿轮泵的寿命。采取的措施如下。

  (1)缩小排油口尺寸,使高压油作用在齿轮上的面积缩小,从而减小作用在齿轮上的径向力。

  (2)适当增大径向间隙.增大齿顶圆与泵体内孔的问隙,以平衡径向力不平衡。但增大径向间隙会使泄漏增加,容积效率降低,因此髙压泵不宜釆用此方法。