输送油类等粘性介质的一种泵-齿轮泵介绍

讯联左右 2024-02-28 17:51:33

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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完全取决于泵出口处阻力的大小。

齿轮泵

齿轮泵是一种常见的转子泵。转子泵由静止的泵壳和旋转的转子组成,它没有吸入阀和排出阀,靠泵体内的转子与液体接触的一侧将能量以静压力形式直接作用于液体,并借旋转!转子的挤压作用排出液体,同时在另一侧留出空间,形成低压,使液体连续地吸入。转子泵的压头较高,流量通常较小,排液均匀,适用于输:送粘度高,具有润滑性,但不含固体颗粒的液体。

一、齿轮泵工作原理

齿轮泵的工作原理见上图。泵壳中有一对啮合的齿轮,其中一个是主动齿轮,另一个是从动齿轮,由主动齿轮啮合带动旋转。齿轮与泵壳、齿轮与齿轮之间留有较小的间隙。当轮沿图示箭头所指方向旋转时,在轮齿逐渐脱离啮合的左侧吸液腔中,齿间密闭容积增大,形成局部真空液体在压差作用下吸入吸液室,随着齿轮旋转,液体分两路在齿轮与泵壳之间被齿轮推动前进,送到右侧排液腔,在排液腔中两齿轮逐渐啮合容积减小,齿轮间的液体被挤到排液口。

齿轮泵工作原理

二、齿轮泵的特点

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。

2.1 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,如下图所示,称为困油现象,因液压油不可压缩将使外接齿轮产生极大的振动和噪声,影响系统正常工作。

囚油现象

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:两槽间距为最小闭死容积,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。

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:两槽间距为最小闭死容积,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。

2.2 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最主要的原因,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。

2.3 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称径向不平衡压力,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。

三、性能参数

3.1 流量一般为:0.3~200m3/h

3.2 出口压力≤4MPa

3.3 转速150~1450r/min

3.4 容积效率90%~95%;总效率60%~70%

3.5 温度≤350℃;

3.6 介质粘度:小于4.4×100000mm²/s)

三、分类

齿轮泵的齿轮型式有正齿轮、人字齿轮和螺旋齿轮。其中人字齿轮和螺旋齿轮的泵运转平稳、应用较多。但小型齿轮泵仍多采用正齿轮。齿轮泵分为外齿轮泵和内齿轮泵两种,见下图

左为外啮合齿轮泵,右为内啮合齿轮泵

外啮合齿轮泵与内啮合齿轮泵的性能比较

A、在出口压力方面:外啮合齿轮泵的压力一般都小于4Mpa,内啮合齿轮泵在输送润滑性物料时的出口压力小于1.7Mpa,输送非润滑性介质时的出口压力小于0.7Mpa。

B、在流量方面:外啮合齿轮泵可输送的最大流量可达到9600L/min,内啮合齿轮泵可输送的最大流量为3076L/min。

C、外啮合齿轮泵的运动部件多,维修费用要相对较高,内齿泵的运动部件少,维修费用相对较低。

D、外啮合齿轮泵的结构简单,容易磨损,使用寿命较短,价位相对校低,内啮合齿轮泵的结构相对复杂,性能稳定,使用寿命相对较长,价位要高些。

四、适用范围

齿轮泵常于输送无腐蚀性的油类等粘性介质,不适用于输送含有固体颗粒的液体及高挥发性、低闪点的液体。

工业领域:齿轮泵广泛应用于机床、冶金、造纸、食品、化工等行业的液压系统中,用于输送润滑油、燃油、水、油漆、酸碱液等。

船舶领域:齿轮泵被用于船舶的船体冷却系统、润滑油系统等,其结构紧凑、重量轻、泵体强度高,能够适应船舶恶劣的海况。

机械领域:在工程机械领域,齿轮泵可以用于挖掘机、装载机、压路机、铲车等设备的液压系统中,用于输送液压油、冷却油等。

汽车领域:在汽车的变速器、液压转向系统等部位,也有齿轮泵的身影,其结构紧凑、寿命长,可以保证汽车的可靠性。

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