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28-油位镜;
29-泵轴;
30-曲轴箱;
31-螺塞
电动机经皮带减速传动,带动泵轴29和装在轴上的偏心轮26一起回转,带动活塞6在泵缸套5内往复运动。
活塞右行时泵缸右腔的容积减小,右腔和与之相通的阀箱11中层的右侧小室内的气体压力升高,顶开右侧排出阀13,经阀箱上层排出室的排口16向排出管排出;
而泵缸左腔的容积增大,左腔和阀箱中层左侧小室内的气体压力降低,阀箱下层吸入室中的气体将顶开左侧吸入阀20进入泵缸。
于是,吸入室和吸入管中压力也就降低,液体在吸入液面上的气压作用下沿吸入管上升。
当活塞反向左行时,代之开启的是右侧吸入阀和左侧排出阀,而前述开启的吸、排阀将关闭,泵经吸、排口的吸、排方向不变。
活塞连续地往复运动,吸入管中气体将不断被排往排出管,最后液体将进入泵缸,泵就开始排送液体。
往复泵泵轴每一转理论上排送液体的体积相当于泵缸(有杆端和无杆端)平均工作容积的倍数,称为泵的作用数。
单缸柱塞泵柱塞仅一侧工作,是单作用泵;
单缸活塞泵活塞双侧工作,是双作用泵;
三作用泵的泵轴带三个相位彼此相差120°
的曲柄或偏心轮,有三个单作用泵缸;
双缸四作用泵泵轴带两个相位相差90°
的曲柄或偏心轮,有两个双作用泵缸。
往复泵的性能特点
往复泵作为一种运动部件做往复运动的容积式泵,有以下特点:
1.有自吸能力--能排走泵缸及吸入管路内的空气,将液体从低于泵处吸上继而排送的能力。
容积式泵都有自吸能力。
电动往复泵活塞到达止点时,泵缸和阀室内尚存的余隙容积较大,活塞从排出止点回行时,余隙容积中的气体会膨胀而降低自吸能力,泵阀、泵缸等密封性变差也会降低自吸能力,为改善自吸能力,启动前一般应在缸内灌满液体。
2.理论流量Qt由活塞的有效工作面积Ae在单位时间内所扫过的容积求出,取决于转速n、泵缸尺寸(缸径D、活塞杆直径d、活塞行程S)和作用数K,与工作压力无关。
Qt=60KAeSn。
双作用泵缸Ae取活塞两侧有效工作面积的平均值。
往复泵实际流量小于理论流量,因为:
(1)泵阀关闭不严,活塞环、活塞杆填料有漏泄。
(2)吸入时液体压力降低,溶解在液体中的气体逸出,压力太低时液体还可能汽化,空气也可能从轴封处漏入。
(3)活塞换向时泵阀关闭难免滞后,故开始排出时会有液体经吸入阀漏回吸入管,开始吸入时又会有液体经排出阀漏回泵缸。
往复泵不能用调节排出阀开度的节流调节法来调节流量,只能采用变速调节或回流(旁通)调节。
有些特殊结构的往复泵可通过调节柱塞的有效行程来改变流量。
3.额定排出压力与泵的尺寸和转速无关,主要受限于轴承的承载能力和泵的密封性能,以及泵设计的强度和选配的原动机功率。
往复泵启动前必须先开排出阀。
为防止万一排压过高导致泵损坏或过载,必须设安全阀。
以上是容积式泵共有的性能特点。
往复泵的运动方式和结构形式使它还有以下特点:
4.瞬时流量与活塞运动速度有关,很不均匀。
若视原动机匀速转动,排出行程的活塞速度和瞬时流量近似按正弦曲线规律变化,前半行程是加速运动,后半行程是减速运动。
流量不均匀程度可用流量脉动率
表示。
=(qmax-qmin)/qm,式中qmax、qmin、qm分别表示最大、最小瞬时流量和平均流量。
单作用泵在活塞回行时不排液,流量很不均匀。
三作用泵流量由三个相位差为120°
的单作用泵流量叠加而成,其均匀性优于单、双作用泵,比双缸四作用泵也好,因后者流量是由两组相位差为90°
的双作用泵流量叠加而成。
往复泵流量脉动大,管路阻力变化也大,还会产生惯性能头,导致吸、排压力波动,严重时会妨碍泵正常工作。
为此可采用多作用往复泵,或在泵排出或吸入端设空气室。
5.转速不宜太快,故尺寸和重量相对较大,适用流量受到限制。
转速过高则泵阀迟滞造成的容积损失会相对增加;
而且泵阀撞击会加重,使阀的磨损和噪声加剧;
此外,液流和运动部件的惯性力也将随之增加,会产生有害的影响。
6.对液体污染度不很敏感。
但排送含固体杂质的液体时,泵阀容易磨损和泄漏。
7.结构较复杂,易损件(活塞环、泵阀、填料和轴承等)较多。
由于往复泵的上述特点,故流量相同时比其他泵笨重,造价较高,管理维护比较麻烦,在许多场合已被离心泵取代。
但舱底水泵和油轮扫舱泵等工作中容易吸入气体,需要自吸能力好,仍常采用往复泵;
此外,要求流量小、排压高的泵,如柴油机喷油泵、气缸注油器等,也是按往复泵的原理设计的。
往复泵的一般结构
下面结合图1-1所示实例介绍往复泵的主要部件及其管理。
(1)活塞和活塞环。
活塞是往复泵的易损件之一。
活塞6有两个活塞环4,它用久后因磨损而在缸内的开口间隙超过规定值,弹性下降,密封性变差,应换新。
往复式舱底水泵的活塞环常用夹布胶木制成,浸水后会膨胀,新换时应先在热水中浸泡一段时间,待其变软后取出将开口撑开,等冷却后放入缸内及环槽内,检查各间隙值合适才使用。
(2)泵缸和缸套。
泵缸2由灰铸铁浇铸,内镶青铜缸套5,可防海水腐蚀,也便于修理或更换。
将活塞环装入缸套后用灯光检查,整个圆周上漏光处不应多于两处,且距离开口处圆周角不应<30°
,每处弧长应≯45°
。
必要时应该用内径千分卡测量缸套的圆度和圆柱度,磨损超标即需镗缸,并换新活塞。
缸套磨损或镗缸后若厚度减少超过15%应换新。
泵缸、阀箱等受压零件应进行水压试验,试验压力为安全阀排放压力(见后述)的1.5倍。
试验时间≮5min,不应有渗漏现象。
(3)填料函。
往复泵活塞杆运动速度不高,一般采用软填料轴封,在活塞杆的伸出处设有填料函(图1-1中1)。
工作压力较低、温度<100℃时,软填料一般由浸油的棉、麻纤维编制,俗称油纱盘根。
当排出压力<1MPa时,软填料一般是3~4圈,排出压力越高,圈数越多。
填料安装应松紧适当,应允许有少量液体滴漏,以润滑和冷却活塞杆。
填料函漏泄量不应超过泵额定流量的0.01%;
当泵额定流量<10m3/h时,漏泄量≯1L/h。
当软填料因磨损而漏泄增加时,可均匀地压紧填料压盖。
如果填料磨损太多,压紧压盖也不能减轻漏泄,即应更换。
装填料时各圈的切口应错开。
(4)润滑设施。
本例中往复泵采用飞溅润滑,曲轴箱中油位应保持在油位镜中部为宜。
泵轴伸出曲轴箱处设有油封。
当从出轴端看泵轴是顺时针回转时,连杆螺栓溅起的油滴能保证泵轴两端支承在曲轴箱上的主轴承、连杆两端轴承和十字头的润滑。
轴承温度应≯70℃。
尺寸较大的立式泵,可由泵轴自由端带动齿轮润滑油泵,实现压力润滑。
滑油压力一般为0.08~0.12MPa,油温一般≯70℃。
新装的或大修后的往复泵应防止接线相序不对而反转。
反转虽然不会使泵吸、排方向改变,但会影响飞溅润滑的效果,压力润滑的泵还可能因滑油泵反转而无法供油。
(5)安全阀。
往复泵必须设安全阀(图1-1中未示出),能在排出压力过高时自动开启,使排出室和吸入室相通。
安全阀开启压力应为泵的额定排出压力的1.1~1.15倍。
当泵排出管路阀门全闭时,安全阀的排放压力一般应不大于泵额定压力加0.25MPa。
必要时可在泵运转时渐关排出阀,重新验证安全阀的开启压力和排放压力。
往复泵的空气室
往复泵的每个泵缸工作腔,都各有一个(或一组)吸入阀和排出阀。
泵阀是往复泵最重要的密封件和易损件,性能上要求关得严、关得轻、关得快、阻力小。
(1)关闭严密,否则自吸能力变差,容积效率降低。
泵阀各弹簧的自由高度应基本相等,张力应接近。
如果弹簧工作过久失去弹性,自由高度减少5%以上,应予换新。
泵阀与阀座的接触面必须进行密封试验,即将二者组装后倒置,注入煤油检查,5min内应不漏。
(2)阻力要小,不仅可提高水力效率,而且吸入阀阻力小还使泵的允许吸上真空度增大。
往复泵泵阀的阻力主要是液体在阀前后的压力头损失,取决于以能头形式表达的阀的比载荷HV(单位阀盘面积上的重力和弹簧张力除以ρg)和惯性载荷(与阀和弹簧的质量及加速度成正比的惯性力除以ρg)。
(3)限制阀落座速度,关闭应无撞击声,否则会加剧阀磨损。
阀落座速度与阀最大升程hmax(mm)和泵转速n(r/min)的乘积成正比。
泵阀无声工作条件一般是:
hmaxn≤600~650。
泵阀的升程h随流过阀隙的流量qv而变。
qv增加则阀隙流速Cv增大,阀前后压差也增大,当大于阀的比载荷时便推阀上移;
反之,当qv和Cv降低时,阀前后压差减小,阀便下移。
为不使阀隙流速和泵阀阻力过大,一般允许泵阀升程h随阀隙流量而变,只在泵超速运转时才限制阀升程。
阀隙的最大流量越大,或阀的比载荷越小,则阀的最大升程hmax也越大。
(4)关闭要迅速及时。
阀的转速越高,最大升程越大,则关阀滞后越严重,会降低泵自吸能力和容积效率。
往复泵转速过高会使泵阀关闭滞后和敲击严重,还会使泵阀惯性载荷太大,故泵阀是限制往复泵转速提高的主要原因之一。
此外,泵阀弹簧张力能显著影响阀的比载荷。
减轻比载荷HV虽可减小泵阀阻力,提高水力效率,但会使阀的最大升程增大,关闭滞后和敲击加重,容积效率降低。
低压泵HV选小些,以免ηh过低;
高速泵HV选大些,以减小hmax,使阀关闭及时,撞击减轻;
为提高泵的允许吸上真空度,吸入阀的HV通常比排出阀小。
电动往复泵的使用
往复泵活塞变速运动会造成吸、排管路中流量和压力脉动,不适合要求供液均匀的场合;
排出管路较长时排压大幅波动会引起管路剧烈振动;
而吸入压力波动太大,泵的允许吸入真空度就降低。
装设空气室(是设在泵的吸口或排口附近的充有空气的容器,分别称为吸入空气室和排出空气室)可帮助往复泵减轻上述弊病。
船用往复泵吸入端只要压力波动不致使吸入真空度超过允许吸上真空度,一般无须装设吸入空气室。
当排出管路较长,为减小排出压力和流量的脉动,可装设排出空气室。
舱底水泵排出管不长,对供液均匀性要求不高,可不设空气室。
下面以图1-2来说明排出空气室的工作原理。
当往复泵的瞬时流量q大于平均流量qm时(泵轴转角由β1至β2段)排出管阻力较大,泵的排出压力pd较高,空气室内气体被压缩,泵缸排液超出平均流量的部分(如图中面积bcdb所示)进入空气室储存;
当瞬时流量小于平均流量时(泵轴转角由β2至β3段),排出管阻力较小,排出压力pd较低,空气室内的气体膨胀,使比按平均流量供应不足的部分液体(如图中面积dgfed所示),由空气室流向排出管,从而使排出管路中的流量接近均匀。
图1-2往复泵空气室的工作原理图
设空气室后虽然空气室和泵之间的流量仍不均匀,但空气室之外的排出或吸入管路中的流量比较均匀,这就减少了液流的惯性能头,使泵的排出或吸入压力波动显著减轻。
当然,工作过程空气室中的气体体积是变化的,故空气室压力pr也在变,管路中的流量不可能绝对均匀。
但只要空气室中气体体积足够大,其体积和压力的相对变化率就小,流量脉动率
或压力脉动率
就可降低到允许范围内(通常要求
≤0.5%~4%,或
≤1%~5%)。
我国国标规定船用立式双缸四作用电动往复泵空气室容量应大于液缸行程容积的4倍。
泵在正吸高下工作时吸入空气室中的压力比吸入液面低,工作中溶解在液体中的气体会不断逸出,使空气室中气体逐渐增多。
故常将从空气室吸入的短管下端做成斜切口,于是当吸入空气室液面降低时,少量气体就可以不断随液体吸出,不致突然断流。
吸入空气室的下端不能离进泵短管的管口太近,以免液体从吸入管直接进入泵缸使吸入空气室失效。
空气在液体中的溶解度随压力升高而增加,排出空气室内的气体会逐渐溶入液体,从而空气量减少,稳压作用降低。
当发现排出压力波动太大时,应通过使泵吸入气体的方法为排出空气室补气。
往复泵常见故障分析及处理
泵正常吸入条件如下:
(1)必须能造成足够低的吸入压力,否则液体根本吸不上来。
不能造成足够低的吸压可能是泵内密封不良或元件损坏,也可能是吸入管漏气或吸口露出液面造成。
(2)吸口处的真空度不得大于泵的允许吸上真空度,否则泵内最低吸入压力可能低于所输送液体在其温度下所对应的饱和压力,液体就会汽化,使泵不能正常工作。
吸入真空度过大是因为吸入条件太差(吸高过大、吸入液面压力太低或吸入管路阻力太大)。
为了减小吸入管路阻力损失,使用时应注意开足吸入管路的阀门,及时清洗吸入滤器,防止吸入管路阻塞。
油在吸入管中一般是层流,管壁粗糙度对阻力的影响不大;
但油温越低,油的黏度越高,流动阻力就越大。
水在吸入管中一般是紊流,管壁粗糙度大会使阻力增大;
水温变化时水的黏度变化很小,对管路阻力的影响甚微,但水温高则泵的允许吸上真空度小,易使正常吸入条件
(2)得不到满足。
水温变化大的泵,如锅炉给水泵,当水温升高导致吸入失常时应采取措施,例如降低泵的转速或降低吸入水温。
液体进往复泵后压力进一步降低主要是泵阀及泵内流动阻力损失,以及活塞前半行程加速运动所造成。
维持液体作加速运动的前后压力头之差称为惯性能头。
往复泵内的最低压力出现在吸入行程之初的活塞面上,这是因为泵阀的启阀阻力比阀开启后的阻力大得多,而活塞在行程之初的加速度又最大。
如果这时活塞面上的压力低于液体在该温度的饱和压力,液体就会汽化而脱离活塞,当活塞回行时就会造成液击,这种现象称为“气穴现象”,这不仅会使泵流量减小,而且次数与泵转速吻合的液击会使压力表指针剧烈抖动,严重时导致泵部件和密封损坏。
泵正常排出条件如下:
(1)必须能产生足够高的排出压力--主要取决于排出液面上的压力、排出高度和排出管路的阻力,做不到这点则多是因泵内元件损坏、内漏泄严重或吸入不正常。
(2)容积式泵的排出压力不超过额定排出压力,否则可能造成原动机过载,甚至使泵的密封或部件损坏。
叶轮式泵工作扬程应不超过流量为零时的关闭扬程,否则不能排液。
泵排压过高若非排出液面压力或排出高度过大,则多是因排出阻力太大,使用中应开足排出管路的阀门,防止排出滤器堵塞。
第二章齿轮泵
图2-1所示外啮合齿轮泵中,相啮合的轮齿A、B使与吸口相通的吸入腔和与排口相通的排出腔彼此隔离。
图2-1外啮合齿轮泵的工作原理图
1-主动齿轮;
2-从动齿轮;
3-泵体;
4-吸口;
5-排口
当齿轮按图示方向回转时,齿C逐渐退出其所占据的齿间,该齿间的容积逐渐增大,该处形成低压,于是液体在吸入液面上的压力作用下,经吸入管从吸口吸入。
随着齿轮的回转,吸满液体的齿间转过吸入腔沿泵体内壁转到排出腔,依次重新进入啮合,齿间的液体即被轮齿挤出,从排口排出。
由于齿轮始终啮合,而前、后端盖与齿轮端面以及泵体内壁与齿顶的间隙都很小,故排出腔中压力较高的液体不会大量漏回吸入腔。
普通齿轮泵反转其吸、排方向就相反。
齿轮泵摩擦面较多,一般只用来排送有润滑性的油液。
在图2-2所示外啮合齿轮泵中,互相啮合的主动齿轮7和从动齿轮9分别用键安装在平行的主动转轴6和从动转轴8上,而轴6、8的两端则由滚针轴承10支承。
齿轮的齿顶和端面分别被泵体2和前、后端盖3、1所包围。
吸、排口d、e设在后盖1的轴向侧。
齿轮泵主要的内漏泄途径是齿轮端面与前、后盖板(有的型号采用轴套)间的轴向间隙,漏泄量占总漏泄量的80%左右;
其次是齿顶和泵体内侧的径向间隙,漏泄量占10%~15%;
此外,通过轮齿的啮合线也会有漏泄。
泵体2上铣有油槽c,将端面漏油引回吸入腔,可降低泵体与端盖间油压力,防止外泄。
部分端面油可进入各轴承腔帮助润滑,漏往轴承腔的油又可经前、后端盖上铣有的油槽a、b吸回吸入腔。
3只闷盖11和油封5可防止轴承腔漏入空气或向外漏油。
图2-2CB-B型外啮合式齿轮泵的结构图
1-后盖;
2-泵体;
3-前盖;
4-轴封套;
5-油封;
6-主动轴;
7-主动齿轮;
8-从动轴;
9-从动齿轮;
10-滚针轴承;
11-闷盖;
12-定位销
油封又叫旋转轴唇形密封圈,俗称皮碗轴封,适用于工作压力不高的旋转轴。
它由弹性体、金属骨架和弹簧组成。
弹性体由皮革、橡胶或聚四氟乙烯等制成,其内径比轴径略小,装在轴上靠内侧唇边的过盈量抱紧轴表面。
弹簧常置于弹性体内侧唇边的外缘,用以增加唇边与转轴间的接触压力,并补偿唇边的磨损,有的型式也可省去弹簧。
包在弹性体内的骨架用来增加弹性体的机械强度和刚性。
标准型油封耐压≤0.5MPa,使用线速度<15m/s,油温≯120℃~200℃,依所用弹性体的材料而不同。
油封简单、价廉,位置紧凑,拆装方便,对轴的振荡和偏心适应性好,最大漏泄量仅1滴/h,停机时不漏,但摩擦功率稍大。
转轴或轴套与油封弹性体接触面的粗糙度应较小。
安装时唇缘朝向油液侧,接触面应涂敷油液或油脂,可用专用工具推入,务必防止偏斜。
图2-3所示为一种带月牙形隔板的可逆转内啮合齿轮泵。
它可被用作压缩机曲轴随车带动的滑油泵,即使压缩机反转,油泵吸排方向仍然不变。
图2-3带月牙形隔板的可逆转内啮合齿轮泵
1-齿轮;
2-月牙形隔板;
3-齿环;
4-销钉;
5-盖板;
6-底盘
图中齿环3与右侧的圆盘和泵轴做成一体;
左侧的底盘6上有月牙形隔板2和与泵轴偏心的短轴,短轴上面套着齿轮1。
当泵轴带齿环转动时,与齿环呈内啮合的齿轮随之转动,产生吸、排作用,工作原理与外啮合齿轮泵类似。
底盘6背面圆心处有被弹簧压紧的钢球,帮助底盘与带齿环的圆盘贴紧;
底盘背面还有一偏心的销钉4,卡在盖板5下半部的半圆形环槽内。
当泵轴逆时针旋转时,啮合齿的作用力传到底盘6的偏心短轴上,产生逆时针转向的转矩,使底盘转至其背面的销钉卡到半圆形环槽的右端为止;
这时,齿轮与齿环的相对位置如图中右上图所示,泵下吸上排。
当泵轴改为顺时针转动时,啮合齿传至偏心短轴上的力产生顺时针转向的转矩,使底盘6转180°
,直至其背面的销钉卡到半圆形环槽的左端为止;
这时齿轮与齿环的相对位置变成图中右下图所示那样,泵的吸、排方向仍保持不变。
与外啮合齿轮泵相比,这种内啮合齿轮泵结构紧凑;
吸油区圆心角大,吸入性能好;
流量脉动小;
啮合长度较长,工作平稳;
还可采用特殊齿形或在齿环的各齿谷中开径向孔导油,显著减轻或消除困油现象,故噪声很低。
其缺点是漏泄途径多,容积效率比外啮合式低。
图2-4所示转子泵是一种有摆线齿形的内啮合齿轮泵,其外转子2比内转子1多一个齿,两者的圆心O2、O1偏心,转向相同,转速不同。
转子相邻两齿的啮合线与前盖5、后盖6形成若干个密封腔。
转轴3带内、外转子转动时,密封腔的容积发生变化,通过前、后盖上的吸、排口即可吸、排油。
图2-4转子泵
1-内转子;
2-外转子;
3-转轴;
4-泵体;
5-前盖;
6-后盖
转子泵吸口的圆心角大,且为侧向吸入,不受离心力影响,故吸入性能好,允许高速运转;
而且齿数少,工作空间容积较大,结构简单紧凑;
此外,由于两个转子同向回转,且只差一个齿,故相对滑动速度很小,运转平稳,噪声低,寿命长。
转子泵的缺点是流量和压力脉动较大;
而且密封性较差,ηv较低。
为了运转平稳,齿轮泵工作时在部分时间内相邻两对齿会同时处于啮合状态,它们与端盖间形成一个封闭空间,其容积随齿轮的转动而改变,会产生困油现象。
图2-5中(a)表示一对齿刚啮合时,前一对齿尚未脱开,它们之间形成的封闭容积V=Va+Vb。
齿侧间隙使Va和Vb相通。
当齿轮按图示方向回转时,如图(d)所示,Va逐渐减小,Vb逐渐增大,它们的总容积V先逐渐减小,当转到(b)所示对称位置时最小;
再继续回转V逐渐增大,到前一对齿将脱开啮合的瞬间(如图(c)所示)V最大。
封闭容积减小时其中油从密封间隙强行挤出,会产生噪声和振动,同时封闭容积中油压急剧升高,使轴承受到额外的径向力,功率损失增加;
当封闭容积增大时其中油压下降,溶于油中的气体析出产生气泡,被带到吸入腔,使泵的容积效率降低,振动和噪声加剧。
图2-5齿轮泵困油现象示意图
为消除困油现象,普遍采用的办法是在与齿轮端面接触的固定部件内侧加工出两个卸荷槽,如图(b)的虚线所示。
容积当V最小时两对啮合齿的啮合点A、B正好在两卸荷槽的内边缘上,这时V与两个卸荷槽都不通。
容积V达到最小值前逐渐减小时,始终通过右卸荷槽与排出腔相通,其中油液得以挤出;
而齿轮转过图(b)所示位置,当容积V逐渐增大时,通过左卸荷槽与吸入腔相通,使油得以补入。
中、高压齿轮泵齿侧间隙很小,当齿轮转过图(b)所示位置时,容积Va仍在继续减小,其中压力仍会升高,挤出油液产生的噪声和振动还是较大。
为了更好地解决这个问题,可使同一端盖上的两个卸荷槽一起向吸入侧移过适当距离,这样就延长了Va与排出腔相通的时间。
当然,这同时也会推迟Vb与吸入腔相通的时间;
由于齿侧间隙较小,Vb中的真空度会稍有增大,但影响很轻微。
新生产的齿轮泵只在排油侧开设偏向中心线的卸荷槽,使封闭容积存在期间始终与排油卸荷槽相通,当封闭容积与吸油腔相通时正好脱离卸荷槽。
这种不对称卸荷槽使齿轮泵噪声更低,对容积效率影响并不大,但不允许反转使用。
采用斜齿轮(或人字齿轮)的齿轮泵,当一端的一对齿进入啮合时[如图2-5(a)所示],其所形成的封闭容积的另一端即将脱开[如图2-5(c)所示],故可避免困油现象。
齿轮泵是靠齿间容积增大与缩小来产生吸、排,它与往复泵一样也属容积式泵,有某些类似的性能特点。
但其工作部件是做回转运动,径向力不平衡,漏泄途径多,密封性较差,结构上的差异使其有自己的特点:
1.有一定的自吸能力,但不如往复泵。
它虽然也能排送气体,在吸口形成一定程度的真空,但其排气时密封性很差,能形成的吸入真空度不大,故自吸高度一般不高。
2.理论流量由工作部件的尺寸和转速决定,与排出压力无关,不允许关排出阀节流调节流量。
齿轮泵每转的理论排量是主、从动齿轮全部有效齿间工作容积之和。
当齿轮节圆直径、齿宽既定时,齿数少则齿间容积大,排量也就大,但流量均匀性差。
影响齿轮泵容积效率ηv的主要因素是密封间隙(齿轮端面的轴向间隙、齿顶的径向间隙及齿轮啮合线不严密处的间隙),另外,排压高、吸压太低、油黏度过大或过小都会使ηv降低。
转速一般和漏泄量无明显关系,转速低则流量小、ηv低;
但转速过高会吸入困难。
齿轮泵的流量是连续的,但由于每瞬间挤入齿间的轮齿体积周期性地变化,故瞬时流量有脉动,噪声较大。
齿数越少,流量脉动率越大。
3.能达到的排出压力与工作部件尺寸、转速无关,主要取决于泵的密封性能和轴承承载能力。
为了防止泵工作压力超过额定值,一般应设安全阀。
齿轮泵工作时会产生径向力。
如图2-6所示,由于齿顶间隙的漏泄,齿轮外周的液体压力是从排出腔到吸入腔逐级降低的,液体压力的合力Fo大致上通过齿轮中心指向吸入端;
而啮合齿因传递转矩而在主、从动齿轮上所产生的径向力Fm、F’m大小相同,方向相反。
这样,主、从动齿轮所受径向力的合力F1、F2方向不同,后者比前者大。
齿轮泵工作时泵轴受径向力会使轴弯曲,轴承径向负荷加大。
图2-6齿轮泵的径向力示意图
高压齿轮泵一般在结构上采取以下措施:
(1)采用密封间隙自动补偿装置。
其中最常用的是轴向间隙补偿装置--在齿轮端面与泵体之间设