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齒輪泵工作原理與技術(shù)特點(diǎn)
1 齒輪泵是怎樣工作的？
齒輪泵的分類：齒輪泵是利用齒輪嚙合原理工作的，根據(jù)嚙合形式不同分為外嚙合齒輪泵和內(nèi)嚙合齒輪泵。
齒輪泵結(jié)構(gòu)組成：一對(duì)幾何參數(shù)*相同的齒輪（齒寬為B，齒數(shù)為z）、泵體、前后蓋板、長(zhǎng)短軸。
齒輪泵工作原理：兩嚙合的輪齒將泵體、前后蓋板和齒輪包圍的密閉容積分成兩部分，輪齒進(jìn)入嚙合的一側(cè)密閉容積減小，經(jīng)壓油口排油，退出嚙合的一側(cè)密閉容積增大，經(jīng)吸油口吸油。
齒輪泵的工作原理如圖3所示。
圖3 齒輪泵的工作原理圖
2 怎樣計(jì)算外嚙合齒輪泵的排量？
外嚙合齒輪泵的排量：V = 2πz m 2 B
式中，z —齒數(shù)，m —齒輪模數(shù)，B—齒寬
齒輪節(jié)圓直徑一定時(shí)，為增大泵的排量，應(yīng)增大模數(shù)，減小齒數(shù)。齒輪泵的齒輪多為修正齒輪。
3 齒輪泵哪些部位存在泄漏，有怎樣的間隙補(bǔ)償措施？
齒輪泵泄漏部位：主要有端面泄漏、徑向泄漏和輪齒嚙合處泄漏。端面泄漏占80％~85％。
補(bǔ)償措施：端面間隙補(bǔ)償采用靜壓平衡措施，在齒輪和蓋板之間增加一個(gè)補(bǔ)償零件，如浮動(dòng)軸套或浮動(dòng)側(cè)板，在浮動(dòng)零件的背面引入壓力油，讓作用在背面的液壓力稍大于正面的液壓力，其差值由一層很薄的油膜承受。
圖4所示為浮動(dòng)軸套。
圖4 壓力補(bǔ)償原理
4 什么是齒輪泵的液壓徑向力，有何平衡措施？
齒輪泵的液壓徑向力：齒輪泵工作時(shí)，作用在齒輪外圓上的壓力是不均勻的，排油腔和吸油腔齒輪外圓分別承受著系統(tǒng)工作壓力和吸油壓力；在齒輪齒頂圓與泵體內(nèi)孔的徑向間隙中，可以認(rèn)為油液壓力由高壓腔壓力逐級(jí)下降到吸油腔壓力。這些液體壓力綜合作用的合力，相當(dāng)于給齒輪一個(gè)徑向不平衡作用力，使齒輪和軸承受載。工作壓力越大，徑向不平衡力越大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成齒頂與泵體接觸而產(chǎn)生磨損。
液壓徑向力的平衡措施之一：如圖5所示，在蓋板上開設(shè)平衡槽，將高壓油引向低壓側(cè)，使低壓側(cè)壓力提高一些；將低壓油引向低壓側(cè)，使高壓側(cè)壓力降低一些；產(chǎn)生一個(gè)與液壓徑向力平衡的作用。
圖5 徑向力平衡措施
平衡徑向力的措施都是以增加徑向泄漏為代價(jià)。
5 什么是齒輪泵的困油現(xiàn)象，有何卸荷措施？
齒輪泵困油現(xiàn)象產(chǎn)生的原因：如圖6所示，齒輪重迭系數(shù)ε＞1，在兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合時(shí)，它們之間將形成一個(gè)與吸、壓油腔均不相通的閉死容積，此閉死容積隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)其大小發(fā)生變化，先由大變小，后由小變大。
圖6 齒輪泵困油現(xiàn)象
困油現(xiàn)象的危害：閉死容積由大變小時(shí)油液受擠壓，導(dǎo)致壓力沖擊和油液發(fā)熱，閉死容積由小變大時(shí)，會(huì)引起汽蝕和噪聲。
卸荷措施：在前后蓋板或浮動(dòng)軸套上開卸荷槽，如圖7所示。開設(shè)卸荷槽的原則是兩槽間距a為小閉死容積，而使閉死容積由大變小時(shí)與壓油腔相通，閉死容積由小變大時(shí)與吸油腔相通。
圖7 齒輪泵卸荷槽
6 內(nèi)嚙合齒輪泵是怎樣工作的，有何特點(diǎn)？
內(nèi)嚙合齒輪泵工作原理如圖8所示，一對(duì)相互嚙合的小齒輪和內(nèi)齒輪與側(cè)板所圍成的密閉容積被齒嚙合線分割成兩部分，當(dāng)傳動(dòng)軸帶動(dòng)小齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，輪齒脫開嚙合的一側(cè)密閉容積增大，為吸油腔；輪齒進(jìn)入嚙合的一側(cè)密閉容積減小，為壓油腔。
圖8 內(nèi)嚙合齒輪泵工作原理
內(nèi)嚙合齒輪泵特點(diǎn)：無困油現(xiàn)象，流量脈動(dòng)小，噪聲低。采取間隙補(bǔ)償措施后，泵的額定壓力可達(dá)30 MPa。
7 怎樣合理使用齒輪泵？
外嚙合齒輪泵：一般所說的齒輪泵，都是外嚙合齒輪泵，國產(chǎn)齒輪泵額定壓力為10～20MPa。
齒輪泵優(yōu)點(diǎn)：齒輪泵自吸性能好，耐污染性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。能做成三聯(lián)、四聯(lián)式實(shí)現(xiàn)分級(jí)變量，而且可以制成派生產(chǎn)品齒輪式分流器，可實(shí)現(xiàn)數(shù)缸同步。也可聯(lián)成齒輪式增壓器，提高工作壓力。
缺點(diǎn)：是不能變量。
齒輪泵的使用：國內(nèi)齒輪泵大多用在移動(dòng)式設(shè)備上，如拖拉機(jī)、推土機(jī)、叉車、自卸車、裝載機(jī)等。國外齒輪泵的額定壓力較高，采用多聯(lián)泵和增壓的方式能代替一部分軸向柱塞泵，用在挖掘機(jī)和汽車起重機(jī)等需要多種動(dòng)作的機(jī)器上。齒輪泵非常通用，除了用在移動(dòng)式設(shè)備上以外，也用于工作壓力不太高的固定設(shè)備上，如簡(jiǎn)易小型油壓機(jī)，液壓千斤頂，以及一些自制的簡(jiǎn)易液壓設(shè)備上。齒輪泵可以在低壓狀態(tài)下用作液壓馬達(dá)，泵體上有單獨(dú)泄油口的泵可用作雙向馬達(dá)。大多數(shù)泵體上沒有單獨(dú)泄油口的齒輪泵，可以用作單向旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)，即從高壓口進(jìn)油，低壓口排油，其轉(zhuǎn)動(dòng)方向和泵使用時(shí)的方向相反。額定壓力為10MPa的齒輪泵，用到2～3MPa，一般沒有問題，但不推薦使用。2.5MPa級(jí)齒輪泵沒有壓力補(bǔ)償式側(cè)板，用作馬達(dá)時(shí)可以不降低壓力。