齿轮泵Word文件下载.docx
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5－密封圈；
6－输入轴；
7－主动齿轮；
8－轴；
9－齿轮；
10－滚针轴承；
11－闷盖；
12－定位销；
13－螺钉
CB—B型齿轮泵是我国最基本最为典型的外啮合齿轮泵，属低压系列。
该泵结构如图3－1所示。
它由前盖3、泵体2和后盖1组成，一对齿数相同的齿轮7和9装在泵体2内，它们采用平键被连接在主动轴6和从动轴8上，轴6与轴8由前盖3和后盖1上四只滚针轴承10来支承。
圆锥定位销12将泵体与前、后盖定位，由六个螺钉13紧定。
为保证传动灵活，齿轮端面与泵盖间的轴向间隙为0．025～0．06mm，齿顶与泵体内壁的径向间隙，一般为0．13～0．26mm。
前盖3上压有套4，其内孔中嵌装着密封圈5可防止输入轴6转动时油液向外甩出。
图3－2CB－B型系的立体图
图3－2为CB－B型泵的轴侧装配图及零件分解立体图，序号与图3－l相同。
齿轮泵的工作原理如图3－3所示。
齿轮泵的内腔被相互啮合的轮齿分为左、右d和e两部分。
若齿轮按图示方向旋转时，则左腔d为吸油腔，右腔e为压油腔。
在吸油腔中，啮合着的轮齿逐渐脱开而密封容积增大，形成局部真空，油液便在大气压力作用下通过油孔m进人吸油腔d。
在压油腔，轮齿相继啮合，当轮齿进入齿间时，容积减少，由吸油腔d带至压油腔e的油液便从排油孔n被压出泵外。
CB－B型采用内泄漏结构，前后端盖上都铣有槽a和b，使轴向泄漏的油液经通道a和b流回吸油腔（参见图3－l）。
在泵体2的两端面上都铣有压力卸荷槽c，侧面泄漏的油液由此槽流向吸油腔，这样，既可防止向外泄漏，又可降低泵体与泵盖接合面处的压力，并减少紧固螺钉13的拉力。
三只闷盖11和油封5可防油向外泄漏及空气进入工作腔内。
图3－3齿轮泵的工作原理
二、困油现象及某些泵不可反向运行的原因
为保证齿轮泵连续供油的传动平稳，其齿轮啮合的重叠系数应大于1。
因此齿轮副旋转时，一对齿未脱开前而相邻一对轮齿便又开始啮合，这时，两啮台轮齿间形成一个封闭的容积（称为“闭死容积”），留在两齿间的油液就困在这闭死容积之中（如图3－4所示）。
齿轮继续旋转，闭死容积逐渐减少，直到两个啮合点A、B处于节点两侧的对称位置时（如图3－4（b）所示），闭死容积最小。
再继续转动，闭死容积又逐渐增大，直到目3－4（c）所示的最大位置。
在闭死容积减小时，被困油液受挤压，压力急剧上升，油液从零件接合面的缝隙中强行挤压，使齿轮和轴承受到很大的径向压力，当容积增大时，又产生局部真空，使溶解于油液中的空气分离出来，油液再蒸发汽化，致使油液产生气泡，使流量不均匀或造成很大噪音。
这种现象叫困油现象。
图3－4困油现象及卸荷槽
为消除困油现象，CB－B型齿轮泵在前、后盖板1与3上开了两个对称的卸荷槽（如图3—4（d）中虚线所示），其中一个通压油腔，另一个通吸油腔，当两啮合齿间的闭死容积在减少的过程中，则保持与压油腔相通，而当闭死容积增大时，保持与吸油腔相通。
这样可避免困油现象，减少噪音，延长泵的使用寿命。
随着生产技术的不断进步和齿轮泵压力的提高，中高压和高压齿轮泵中齿轮副的加工精度使得齿轮传动处于无齿侧间隙或齿侧间隙很小的状态，如图3－4（d）所示的旋向情况下，当闭死容积由大变小进行变化时，由于油不易从即将关闭的缝隙挤出，产生节油阻力，封闭容腔内的压力仍要高于排油腔压力，这部分油突然与吸油腔连通时，会引起压力冲击和噪声，若将卸荷槽向吸油腔平移一个距离b后，如图3—4（e）所示的不对称卸荷槽（虚线所示）结构，这样，当闭死容积趋于最小时，在节点F处的齿侧间隙很小，当齿轮继续旋转时，闭死容积的N腔G腔互相流通困难，所以，N腔继续减小，固此可以保证N腔在缩到最小值过程中，始终通过卸荷槽与压油腔相通，使N腔压力不会急剧上升，这对消除困油现象的效果较好。
卸荷槽向吸油腔平移一个距离后，在G腔容积开始增加时，并不能立即通过卸荷槽与吸油腔相通，可能会出现局部真空，使压油腔的压力油通过端面间隙向G腔泄漏，使容积效率有些许降低，但此影响很小。
两卸荷槽之间的距离
（
——齿轮基节、
——压力角）。
对称安排的卸荷槽
。
的尺寸很重要，当
时，不可能彻底消除困油现象，而当
时，将使吸、排油两腔经封闭容腔连通，降低泵的容积效率。
通过试验，非对称卸荷槽中
一般取为0．8m（m为模数）左右。
卸荷槽常为矩形孔，也有采用圆型卸荷孔，如CBG型齿轮泵。
80年代以后生产的好些齿轮泵，一般仅在排油腔一侧开卸荷槽，卸荷槽的位置向吸油腔亦即向齿轮中心连线靠近，使闭死容积存在的整个周期均与排油腔连通，当闭死容积消失时，后一对啮合的轮齿正好脱离卸荷槽，不使排油腔与吸油腔连通。
必须指出，采用不对称（含排油腔单侧卸荷槽）、向吸油腔靠近的卸荷槽结构的齿轮泵只能按规定转向工作，不可反转，一旦反转，则吸、排油腔连通，容积效率陡然下降，泵的压力、流量均会失去效用，且产生很大噪声。
该结构齿轮泵也不能作液压马达使用。
三、径向力不平衡问题
齿轮泵在工作时，吸油腔与压油腔之间存在压力差。
沿齿轮外圆，从吸油腔到压油腔，压力可视为逐渐升高。
压力的分布如图3－5所示。
这个压力使齿轮及轴承受了不平衡的径向力，作用在齿轮及轴上的径向力合成为一个合力
，油压越高，
力越大，它直接影响到轴承的寿命，甚至使其弯曲，发生齿项与泵体内孔碰擦而影响正常的工作。
图3－5齿轮四周径向力的分布
为了减小齿轮泵径向不平衡力，人们常采取缩小压油口的办法，使压力油径向作用于齿轮上的面积减小，一般仅作用1～2个齿的范围。
从而径向力也相应地减小。
但是，在径向力作用下，轴仍有可能弯曲以及发生轴承局部磨损，为了防止因此而产生齿项与泵体碰擦，可将齿轮泵径向间隙适当加大，由于齿须与泵体孔沿圆周方向的封油长度很长，并且齿轮旋转方向又恰好与圆周泄漏方向相反，因此加大些径向间隙，仍不会造成过大泄漏。
实践证明，通过径向间隙的泄漏量仅占齿轮泵泄漏量的15％～20％，而轴向间隙的泄漏量却占75％～80％。
四、平均输油区的计算
齿轮泵每转一转所排的油量等于一对齿轮所有齿间（齿谷）容积之和。
为了便于理解，现设齿间面积与模数及齿高相同的齿条的面积近似，如图3－6所示。
图3－6齿间面积
由图可知，
，
故齿间处的面积为：
式中：
——齿轮模数。
因此，齿轮泵的排量
为：
（3－1）
式中，
——齿轮齿数；
——模数（mm）；
——齿宽（mm）。
齿轮泵的理论流量为：
（3－2）
——齿轮泵转速（
）；
其余单位与前相同。
再考虑到泵的容积效率
，则齿轮泵的实际流量为：
（3－3）
以上公式表示出泵的平均输油量。
事实上，齿轮泵的输油并不是均匀的，而是脉动的。
齿数越少，脉动越大。
由上述公式还可知：
（1）输油量与齿轮模数的平方成正比，在压缩齿轮泵体积的前提下，为获得大的输油量，常选取较大的齿轮模数而减少齿数。
（2）在一定泵体体积下，齿数越多，流量脉动越小，输油越均匀。
但齿数增加后，重叠系数增大，困油现象会严重。
齿数过少，流量脉动加剧。
一般外啮合齿数常取8～19之间。
齿数小于14时，为避免加工时产生根切现象，需要变位修正。
（3）输油量与转速成正比，但转速不能无限制提高，转速过高，齿轮圆周速度则加快，巨大的离心力会造成吸油不足，产生空穴现象。
国产泵齿轮的最大圆周速度多不大于
，否则容易损坏轴承。
五、提高工作压力的措施
CB－B等低压齿轮泵与任一种高压齿轮泵的工作原理均是相同的。
但由于下述原因，低压齿轮泵不能在高压下使用：
（1）低压齿轮泵的端面间隙和径向间隙都为定值，当工作压力提高后其间隙的泄漏量大大增加，使容积效率显著下降，以致到达失效的地步。
（2）随着工作压力的提高，不平衡径向力随之增大，以致轴承不能承受和不能正常工作。
为了提高齿轮泵的工作压力，针对上述问题，工程界已采取下列措施加以解决：
（一）提高容积效率的措施
主要措施是在中高压和高压齿轮泵中采用间隙补偿的方法：
（1）浮动轴套式（或浮动侧板式、弹性侧板式）；
（2）弹性侧板式（或称挠性侧板式）；
前者是在液压作用下使浮动轴套或侧板自动压紧齿轮端面，使轴向间隙得到补偿，以减少泄漏。
后者的轴向间隙补偿的工作原理与前者相同，但是是以弹性侧板来代替浮动轴套，把高压油引到弹性侧板的背部，侧板在高压油的作用下产生弹性变形，限制侧板与齿轮端面的间隙，起到轴向补偿之效果。
（3）轴向间隙和任向间隙都可自动补偿。
由于该结构形式齿轮泵的两种间隙都能得到补偿，故可用于更高的工作压力级中。
（二）提高轴承寿命
（1）采取如前所述的减小径向力的结构措施。
（2）改进轴承。
主要在于使用SF型三层复合自润滑材料的滑动轴承（俗称DU套和DX套）及选用合适的滚动轴承外，还在于改进齿轮泵的润滑、冷却结构。
第三节可提高技术性能的SF型自润滑轴承（DU套和DX套）
一、概述
SF型复合材料是我国机电部上海材料研究所精心研制而成的一种新型工程材料。
它是以钢板为基体，以青铜丝网为中间层，并以塑料为表面层的自润滑材料。
它十分巧妙地将三种不同材质的材料组合为一体，充分地发挥了金属的刚性好和塑料自润滑性优异的长处，从而弥补了塑料的尺寸稳定性差和金属的干摩擦性能劣的缺点，扬长避短地使之具有良好的机械物理性能和减摩耐磨性能，它是一种提高齿轮泵技术性能的较为理想的新颖工程材料。
图3－7为江苏省无锡太湖无油轴套有限公司自80年代中期受让上海材料研究所的该项高科技成果而开发、生产的液压齿轮泵轴套、轴承止推片及矿山机械、工程机械等等重载承压零件的部分产品外观。
F型复合材料主要有SF－l和SF－2两大系列。
它类同于且优于英国格拉西尔公司的DU、DX材料。
SF型复合材料有自己的特色，它以青铜丝网层取代了英国格拉西尔公司的青铜粉层，表层的塑料配方是经过精心筛选的，因此它具有十分理想的耐疲劳、高承载能力、低摩擦系数和使用寿命长等优点。
该项成果曾获得1986年度的上海市科技进步二等奖。
通过十多年市场严峻的实际考验，SF型复合材料得到公认的良好效果。
以无锡太湖无油轴套有限公司为例，由于十分重视质量，其产品在1988年荣获国家科技进步三等奖，目前产品已遍布全国20多个省市的数百个单位，我国多家齿轮泵厂采用SF－1型材料的轴承（CDU套），压力级从16MPa提高到25MPa，转速高达3000r／min以上，运行情况都较为理想。
尽管该厂现采取以板材、村套、轴瓦、垫片、止推环等多种形式供应的方式，仍然有些供不应求。
二、SF－1型（DU）无油润滑材料简介
SF－l型材料的表面展塑料是填充改性的聚四氯乙烯（PTFE），其总的厚度分别为1．0mm，1．5mm，2．0mm，2．5mm，3．0mm等尺寸，然而它表层的PTFE树脂通常为0．05～0．07mm。
它使用的温度范围是最低－195℃，最高＋270℃；
最高工作压力140MPa；
线膨胀系数3．0×
10－5／℃；
导热系数0．11cal／cm·
S·
C；
在干摩擦时的产。
值为300（N／cm‘．m／s），在
流动润滑状态下，户V值可达10o00～1200o。
SF—1型材料在没有油和油脂润滑剂的条件下，它作为轴承或平面滑动摩擦到工作时，效
果是理想的。
这是其固有的特性所里显出不寻常的优越性。
倘若有条件地供给油成油脂等润
滑剂，它工作的效果则更佳。
不仅如此，SF－1型材料还能在真空，水溶液以及其他的成蚀性介
质中工作。
对磨擦材料的评价，应分为摩擦与磨损两个不同的部分进行叙述、总和。
摩擦即摩擦系数，
它直观地体现为运动阻力的大小，这是衡量材料性能优劣的一个方面；
磨损即磨蚀程度，它是
材料的使用工作寿命，这无论是对减摩材料还是对增摩材料而言，都是极为重要的。
我们的理
想目标是要寻找一种材料。
它既有低摩擦系数，又有较好的耐磨蚀能力。
SF—1型材料一个独特的优异性能是它通常地不受粘滑现象的影响，并能很好地与配对
到平稳地滑动（平面往复型的戏曲面旋转型的），静摩擦系数大致和动摩擦系数相同，甚至更小
些，实际上，摩擦系数值的20％取决于操作的情况。
图3－8为SF—1（DU）型材料在一定的速度载荷下，它的摩擦系数值。
＿
图3—8SF—l（DU）摩擦系数速度载荷的关系
着我们知晓了％一1轴承工作时的产V值，就可以初略地推算出它有效的使用寿命旧H
－9中所列示的三条曲线，各用户可根据轴承的实际工况、pV值近拟地找出它的寿命。
倘若在
轴承的PV值一定情况下，能提高些对磨件的光洁度，改善密封结构防止污物侵入，适当地或
尽可能地供给油和油脂，则它实际的寿命会更长。
三、SF－2型（DX）边界润还材料简介
SF－2型材料的表面塑料是改性聚甲醛（POM），并刻有一个个独立的储油坑。
E同厚区
尺寸和SF－1型材料的规格相同，然而其表层的塑料为0·
35mm左右，名阿根据用尸购材妩
45
需另，田四M伤厚度可达0．50mm，以便装配时进行机械加工而达到设计精度的要求。
它的最高
工作压力为140MPa，于摩擦时pv（N／cm’．m／s）为160～200，脂润滑及边界润滑时p。
值为
1000—1600。
其摩擦系数与SF－l型材料相近。
使用的温度范围一40～＋100”0，间歇工作时
可达十几0℃。
日3－9SF—l（DU）在不同速度赴荷7的寿命曲线
所谓的边界润滑，
即两个摩擦到工作时，
它们的摩擦界面是处于
无油、少油或油润滑的
不断交替的状态。
诚然，
述种边界润滑不如干摩
擦那样苛刻，但也不如
通润滑那样优越，它是
介于于摩擦和油润滑之
间的一种颇为多见的工
况。
SF—2型材料轴承
或势片，它在装配时，其
表面的储油坑里必须涂满油脂（理基脂）。
而这些油坑里的油脂正是SF－2型材料轴承或垫片
图3一！
（）SF一2径向磨损和加油间隔的关系
46
在开始使用后的一个相当长的周期里能理想工作所必需的。
这样做具备了正确有效使用SP－
Z型材料的初始润滑的必要条件。
人们的主观努力和材料的客观需要完全统一，方能发挥材料
的最佳效用。
只要SF－2型（DX）材料表面油坑里的油脂不枯竭，那它的窗损是极微小的I如
果装配时，不结于足够的油脂润滑剂（油坑里储少量或极微量的油脂），它必然地会出现早期失
效。
确切地说，SF－2型（DX）材料不宜无油润滑，这点和SF－l型材料有根本的区别。
图3－
10表示的是SF－2（DX）材料径向磨损和加油间隔的关系，它是个定性示意图。
由这条形象的
曲线可以较为清晰地看出，只要润滑脂不枯竭，SF－2型材料的工作寿命将是无限的，这是一
种对它在边界润滑条件下的优异工作性能的描绘。
它的这一特性在许多单位的使用实践中已
获得成功的证明。
由留3－10可知，切实地掌握好SF－2型轴承的加油脂间隔时间，这对于科学地合理地
使用它，有效地延长工作寿命是至关重要的，那末，如何确定初始润滑工作周期，以便造时重新
加油脂呢？
我们可在国3－11中找出，它是一张SF－2（DX）型材料润滑图，图中给出三条曲
线，若我们在知道了轴承工作的户V值之后，即能找出重新注油脂的间隔时间。
图3一11SF一2润滑图线
四、选用与装配
SF型复合材料制品在选用时须弄清其制品的型号、规格及其意义。
SF型复合材料的轴套
产品型号意义为：
①材料型号类别；
②内径公称尺寸（mm），外径可查表3－2；
47
③长度基本尺寸（mm）。
止推垫系列产品型号意义为：
①垫片代号；
②轴颈尺寸编号（具体尺寸查表3－3）；
③材料型号类别。
SF型轴套在装配时必须使用专用的吴阶梯轴状的装配芯律，以保持轴套的位置中正和顺
利地压入相关的轴套座孔中。
芯棒小头轴颈伸入轴套内孔中时，其伸入长度尺寸应大于名义孔径的一半以上，其小头轴
颈直径尺寸一般比轴套内孔径小005mm左右；
阶梯轴处的凸肩（即大头圆柱直径）尺寸一般
比轴套名义外径尺寸，J’0．2～0．smm，接纳SF型轴套的座扎在导人处常制有0．smmX15”～
ZQ’的倒角，以利轴套的导向压人。
装配之前，轴套的外径圆柱面上应涂上清洁液或滑润脂油，阶梯芯轴凸肩抵着轴套的薄壁
后可轻轻敲动芯轴将轴套压入相关座孔中。
最后还应注意一下，轴装配进入轴套之时，须在轴
的外圆柱面和轴套内孔壁上涂满润滑油液油脂，对SF—2型材料尤应注意。
48
第四章CB系列中高压齿轮泵及其拆检技术
第一节概述
CB系列齿轮泵是我国早在70年代初期就制造
生产的中高压级外啮合齿轮泵。
目前，仍广泛应用于
中小型工程机械和农业机械中。
该系的使用转速范
围在1300～1650r／min，额定工作压力为10MPa，最
高压力14MPa，按其排量主要有CB—32，CB－50，
CB－100三种规格。
图4－1和图4－2分别为上海
液压泵厂武进分厂制造的产品外观照片和零件组成
结构图。
第二节结构设计特点
如图4—2所示，CBt的京体为H片式结构，它
由泵体1和泵益7构成。
其他的主要零件还有主动
齿轮11、被动齿轮3、前后轮套2、弹性导向钢丝4
和卸压片5等。
其前后轴套用铝合金或耐磨青铜制
成。
它既是主、被动齿轮的滑动轴承，又是工作齿轮的端面侧板。
前后轴套都由两半组成，两个
半轴套尺寸形状完全相同，都是截块圆柱体。
每个半轴套上都开有两个卸行楷，并钻有两个穿
导向钢丝弹簧4的孔；
当将两个半轴套穿好钢丝4，我块平面相对地压紧推人泵体1内时，在
弹簧钢丝4的作用下，两个半轴套将沿同一方向转动一个角度，从而使其平面互相压紧，消除
间隙，将泵的吸、排油腔隔开，并保证有良好的密封。
从图4－2（a）中还可见：
左浮动轴套左端空隙处与压油区相通。
当油泵工作时，左村套左
端面受油压作用向右方移动，使齿轮两端面与左右轴套间的端面间隙减小，改善了端面泄漏情
浮动轴套与齿轮端面接触的部分，在压油区受到一个推开力，而在吸油区则无此推开力，因
此，左浮动轴套在对应于吸油区的一小部分不应与压油区相通，否则轴套会由于倾覆力短的作
用使端面倾斜而致磨损。
为此，该小区域装有卸压片已并用密封卷6封闭。
卸压片上有孔与吸
油区相通，这样，高压油不能进入卸荷区，可以使压紧力和撑开力的合力作用线趋向平衡，整个
浮动轴套受压接近平衡、不致产生倾斜，且轴承磨损均匀。
此外，针对径向不平衡力，把压油日做成比吸油口小得多。
齿轮宽度也较小，从而减少小径
向受压面积。
齿轮与轴做成整体式，以增加刚性，并以DU套作滑动轴承。
为了增大排量，减小
尺寸，常采用较大模数（m＞5）和较少的齿数（z—8）。
49
第三节拆检要领与装配顺序
一、拆检技术要领
（l）CB泵拆开检修前，必须用柴油或煤油清洗全部零件，并用压缩空气吹净。
（2）前面或后面在同一侧的上、下两只轴套的厚度误差要求不超过0．005＊m，最大不超过
0．olmma
（3）同侧两半轴套相互间的接触平面不得有凸起、间隙，其接触情况用涂色法检查，使其密
封贴合面积不小于80％。
（4）轴套与齿轮的接触端面处用平尺检查不允许有漏光。
（5）齿轮轮套装人泵体内后，将泵盖端一头水平向上安置，使轴套端面与泵体端面的高度
差控制在全01mm以内。
53
第五章CBN系列高压齿轮泵及其修理
CBN系列齿轮泵是为了替代CB型中高压齿轮泵，由我国机械部洛阳拖拉机研究所综合、
消化、吸收、融人了国外多家公司精良的齿轮泵的优点后自行设计、开发，并由被国家计委授予
“全国振兴基础件特定企业”的机械部骨干工厂、全国齿轮泵产量最高（年产40多万台）的江苏
省淮阴机械总厂大批量生产的中小流量（大流量可双联或多联后获得）高压外啮合齿轮泵。
CBN系列高压齿轮泵除广泛为国内各主要拖拉机制造厂及农业机械配套外，还用于叉
车、铲车、装载机、挖掘机、压路机等各类工程机械、矿山机械的配套，并可为各种新型液压、液
力传动设备提供可靠的动力源。
CBN系抓高压齿轮泵，通过90年代初国家机电部组织的专家组评估和严格的测试各项
数据，确认其性能已达到80年代后期国际上齿轮泵的先进水平，且应用覆盖面大，符合国际标
准和国家标准，通用化、系列化程度高，因此，在齿轮泵中被列为我国重点发展的首批A类产
品。
而年代久远、性能参数等不符合国际标准的CBC、CBD和CBB（仅可用于润滑系统）等系，
则列为逐步淘汰的C类产品。
图5－1为江苏省淮阴机械总厂生产的3模数、4模数CBN系列（国家唯一银质奖）高压
齿轮泵的外形结构。
CBN系列泵的型号意义为
54
①齿轮泵l②系列代号；
③压力等级：
额定压力E一16MPa，F－20MPa，G－25MPa；
④齿
轮模效：
3、4、5、6、7；
⑤排量（ml／r）
CBN系列高压齿轮泵的技术规格见表5－1
来5－ICBN天到高医齿轮泵的技术规格
CBN系列3模数和名模效泵的外形连接技术尺寸分别如图5－2和图5－3所示，其中4
模效豪与CB32、CB50（46）齿轮泵连接尺寸完全一致。
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第二节结构设计
特点分析
CBN系列高压齿轮泵的内
部立体结构和装配图分别见于图
5－4和图5－5（两圈序号一致）。
该泵的结构设计特点为：
（－）三片式装配结构
CBN泵由前盖3、泵体1和
东盖13三片块状金届体用螺栓
军们、联接而成，故称为“三片式”
结构．
CBN系列泵的京体为通孔
型，制造时拨CB型泵的凹窝式
系体方便得多，加工时工艺操作
简单，精度控制与检测方便，并且
在拆卸解体后利于做好清洗工
作，装配起来也更为便利。
56
（二）扩大压油区以减小径向力
齿轮泵在工作运行时由于压油腔压力及齿轮哨合力的作用，齿轮轴作为简支梁的力学模
式会引起弯曲变形，即把齿轮推向壳体的吸油腔一侧，这样，齿项与泵体内腔存在的
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