0102A齿轮泵.docx

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0102A齿轮泵

第二章回转泵

第一节齿轮泵

齿轮泵属于容积式，具有容积式泵DisplacementPump的共性和特点。

与往复泵相比，具有下列优点Strongpoints：

1.转速范围大；2.结构紧凑；3.易损件少，无须设吸排阀；4.供液较为均匀

一、工作原理          ★★★★1

利用齿轮副旋转时，其啮合Mesh容积变化，完成吸入和压出过程，以抽送液体的泵称为齿轮泵。

作为齿轮泵使用的齿轮有：

圆柱齿轮、斜齿轮Bevelwheel、人字齿轮以及其它特种齿轮等。

齿轮泵的类型

1.外齿轮泵（正齿轮泵、斜齿轮泵、人字形齿轮泵）

2.内齿轮泵（渐开线形、摆线形—转子泵） 

齿轮泵在船上应用场合

可作为液压泵、输油泵、滑油泵；内齿轮泵可作为小型油泵（制冷压缩机的润滑油泵）；转子泵常作为润滑油泵。

1.外啮合齿轮泵的结构原理

结构组成

三片式：

一壳、两轮、两盖

齿型：

 直齿、斜齿、人字齿（均为渐开线齿形）

2.工作原理[WorkingPrinciple]

泵轴带动一对互相啮合的齿轮转动，退出啮合的一侧，容积空间逐渐增大，形成真空，油液便被吸入；而进入啮合的一侧，容积空间逐渐减小，油压升高，就将油液推入压力管路。

吸排方向取决于转向，脱开啮合的一侧与吸入管连通，进入啮合的一侧与排出管连通。

（退出啮合的是吸油腔，进入啮合的是压油腔---转动方向改变，吸排油方向也就跟着改变。

）

啮合点处的齿面接触线一直起着分隔高、低压腔的作用，因此在齿轮泵中不需要设置专门的配流机构。

3齿轮泵的泄漏与解决方法

●内泄漏：

①齿轮端面与前后盖板

●   ②轮顶与泵壳内壁；

●    ③啮合齿轮间

●内泄漏：

泵轴伸出处，

●解决方法：

齿轮泵的轴封（皮碗，油封，机械轴封）

一﹑单选题:

1. 齿轮泵漏泄一般主要发生在    。

A.齿轮端面间隙      B.齿顶间隙

C.啮合齿之间       D.轴封

提示：

齿轮端面漏泄途径既短又宽，漏泄量约占总漏泄量的70%~80%。

2. 在拆检和装配齿轮泵时主要应注意检查    间隙。

A.齿顶与泵壳       B.齿轮端面

C.齿啮合处        D.泵轴伸出泵壳处

提示：

齿轮端面漏泄量对容积效率影响最大，它与端面间隙的立方成正比，该间隙超过要求时应予修复。

3. 齿轮泵不宜用来输水主要是因为______。

A.漏泄严重   B.效率太低 C.磨损严重   D.锈蚀严重

4.关于齿轮泵的以下说法：

Ⅰ、吸排方向取决于齿轮的转向Ⅱ、齿轮退出啮合的一侧与排出管连通

A.Ⅰ正确  B.Ⅱ正确   C.Ⅰ和Ⅱ都正确 D.Ⅰ和Ⅱ都不正确

5. 齿轮泵常作为燃油输送泵使用，主要原因是：

A.工作压力高 B.效率高  C.污染敏感度低 D.维修方便

6. 齿轮泵在船上一般不用作    。

A.驳油泵          B.辅机滑油泵

C.货油泵          D.液压辅泵

提示：

齿轮泵适合作为那些流量小、对流量均匀性要求不高的油泵。

7. 齿轮泵是回转式容积泵，下列说法不正确的是：

A.可以自吸         B.额定排压与尺寸无关

C.可与电动机直联,无须减速  D.流量连续均匀，无脉动

参考答案

1.A2.B 3.C 4.A 5.C 6.C 7.D

二、困油现象       ★★★★1

部分时间两对相邻齿同时啮合，形成封闭空间，其容积先减小后增大，产生困油现象。

困油现象的危害：

 使封闭容积中的压力急剧升高，使轴承受到很大的附加载荷，同时产生功率损失及液体发热等不良现象；　封闭容积中的压力急剧下降时，溶解于液体中的空气便析出产生气泡，产生气蚀现象，引起振动和噪声。

困油现象导致：

①轴承负荷（径向力）增大，②噪音和振动增大，③容积效率降低，功率损失等。

解决方法（消除、减轻的基点是泄压）：

①修正齿形——使封闭空间的容积变化减到最小，该法应用较少。

②泄压孔法——在从动齿轮的齿顶到齿根钻径向通孔，在从动齿轮轴上铣出两条沟槽（加工复杂）。

③泄压槽（卸荷槽）法——在泵两侧盖的内侧，沿轮齿节圆的公切线方向，开出四个长方形的凹槽（在每个侧盖的进排油方向各开一个）。

凹槽的距离，必须大于一个轮齿齿间的厚度，以免使吸排腔直接沟通。

最常用的方法是开卸荷槽：

在两端盖内侧各挖两个矩形凹槽，它们的内边缘正好与封闭容积最小时两啮合点相接。

为更好地解决问题，可使用非对称卸荷槽：

一对槽向吸入端偏移适当距离。

齿轮泵中需开卸荷槽解决困油现象的是正齿轮泵。

斜齿轮或人字齿轮一对齿在排出腔端刚啮合形成齿封空间时，靠吸入腔的另一端已即将脱开，困油现象不严重。

在常用的船用泵中，需要解决困油现象的泵有齿轮泵和叶片泵。

问题：

齿轮泵端盖开卸荷槽后，如果对漏泄没有影响，那么泵的流量比不开卸荷槽之前如何变化？

流量稍有增加：

因为封闭空间的油可从卸荷槽挤入到排出腔；而不开卸荷槽时这部分油被带回到吸入腔。

一﹑单选题:

1. 齿轮泵端盖近啮合齿处常开有一对矩形槽，其作用是    。

A.存油防干磨       B.平衡轴向液压力

C.防止汽蚀        D.防止困油

提示：

该槽即为卸荷槽。

2. 齿轮泵端盖开卸荷槽后，若对漏泄影响不明显，则泵流量应    。

A.稍有增加   B.稍有减少   C.保持不变   D.脉动增加

提示：

开卸荷槽后，两对啮合齿之间的封闭的油可从卸荷槽挤入排出腔中，不开则更多被挤出吸入腔。

3. 解决齿轮泵困油现象的最常用方法是    。

A.减小压油口       B.增大吸油口

C.开卸荷槽        D.采用浮动端盖

4. 齿轮泵非对称卸荷槽是    。

A.只在排出端有槽     B.只在吸入端有槽

C.一对槽向吸入端偏移   D.一对槽向排出端偏移

提示：

卸荷槽向吸入端偏移可延长困油空间和排出腔沟通的时间，减轻困油现象。

5. 齿轮泵困油现象不会导致    。

A.轴承负荷增大      B.工作噪声增大

C.容积效率降低      D.排出压力增大

提示：

困油会使两对啮合齿之间的密封容积中的油压升高，而排压是取决于排出条件。

6. 需要开卸荷槽解决困油现象的是    齿轮泵。

A.正    B.斜    C.人字形    D.所有

提示：

斜齿轮（或人字齿轮）一对齿在排出腔端刚啮合形成齿封空间时，其靠吸入腔的另一端已即将脱胎换骨开，困油现象不严重。

7. 消除不了齿轮泵齿封现象的措施是    。

A.降低泵的转速      B.降低油温

C.开卸荷槽        D.A+B

8. 需要在结构上采取措施来防止困油现象发生的泵是    。

A.齿轮泵  B.往复泵  C.叶片泵  D.A+C

9. 不须在结构上采取措施来防止困油现象发生的泵是    。

A.旋涡泵  B.螺杆泵  C.离心泵  D.A+B+C

10. 齿轮泵会产生困油现象的原因是    。

A.排出口太小        B.转速较高

C.齿轮端面间隙调整不当   D.部分时间两对相邻齿同时啮合

参考答案

1.D2.A3.C4.C5.D6.A7.D8.D 

9.D 10.D

三、径向力[RadialForce]      ★★★1

产生原因 作用在齿轮外圆上的压力分布是不相同的，从压油腔到吸油腔油液的压力分布是逐步分级降低，有压差存在；齿顶与泵体内表面有径向间隙Clearance；油液的不均匀力的合力作用在泵轴PumpShaft上，使轴承受到单向压力，这就是径向力。

油泵工作压力越高，径向力越大。

主、从动齿轮所受径向力大小不等（从动齿轮受力较大），方向不同。

径向力大小与转速无关，与齿宽B、齿顶圆直径De，吸排压力差p有关。

主动齿轮 

   从动齿轮 

结论：

从动齿轮所受的径向力比主动齿轮大（即从动齿轮的轴承磨耗大）。

2.造成危害 振动Vibration、噪音Noises，导致轴承Bearing早期损坏，影响使用寿命。

（端面泄漏的油对轴承进行润滑）

3.减少径向力的措施 ①减少径向力的作用面积；

②采用缩小排出口的方法；

③在泵的端盖上开平衡槽。

减小径向力的常用方法是缩小排出口。

 使齿轮的承压面减小，仅作用在1～2牙上。

.压力平衡槽－将高压液体引入低压齿间、低压液体引入高压齿间。

四、流量[Capacity]       ★★★★1

D－分度园直径m－模数D/z      z为齿数一般在13～20  z＜13易发生根切B－齿宽n－转速K－修正系数

中低压齿轮泵：

高压齿泵轮：

影响齿轮泵容积效率的因素：

 P19

（1）密封间隙：

齿轮端面间隙（是最主要的泄漏）、齿顶间隙、啮合齿之间。

泄漏量与间隙的立方成正比，主要检查齿轮端面间隙。

（2）排出压力：

泄漏量与间隙两端的压差成正比。

（3）吸入压力：

吸入压力低，气体析出，容积效率低。

（4）油的温度和粘度：

温度高则粘度低，泄漏大；油温过低粘度太大，吸入真空度大，析出气体多，容积效率低。

（5）转速：

 转速低理论流量小，转速高吸入困难，都会使容积效率低。

五、特点[Characteristics]

1.有自吸能力。

摩擦面多，不许干转。

2.理论流量由尺寸和转速决定，与排压无关。

（转速不宜太低，否则容积效率太低）

3.额定排压由密封性和轴承承载能力决定，与尺寸、转速无关。

4.流量连续，但有脉动（其它条件相同，齿数越少流量不均匀程度越大）。

5.结构简单。

6.摩擦面多，用来排送油类。

一﹑单选题:

1. 齿轮泵主、从动齿轮的不平衡径向力    。

A.大小相等，方向相反    B.大小不等，方向相同

C.大小相等，方向相同    D.大小不等，方向不同

2. 齿轮泵工作时所受径向力大小与    无关。

A.齿宽           B.齿顶圆直径

C.吸、排压力差       D.转速

提示：

齿轮所受径向力与承压面积和吸、排压差有关，与转速无关。

3. 减小齿轮泵径向不平衡力的常用方法是    。

A.缩小排出口        B.修正齿形

C.开泄压槽         D.缩小吸油口

4. 齿轮泵工作时主动齿轮和从动齿轮    。

A.不受径向力        B.受相等径向力

C.前者所受径向力较大    D.与C相反

提示：

主动齿所受径向液压力和啮合作用力的夹角大于90°，故其合力小；从动齿所受径向液压力和啮合作用力的夹角小于90°，故其合力大。

5. 下列条件中单改变    项不会使齿轮泵流量增加。

A.增大齿宽         B.增大节圆直径

C.减小齿数         D.增加齿数

提示：

如节圆直径不变，齿数增加会使齿间容积减小。

6.     不会使齿轮泵容积效率减小。

A.油温低          B.转速太低

C.吸入真空度低       D.转速太高

提示：

油温低或转速太高都会使吸入困难，转速太低则漏泄相对增加，吸入真空度低则有利于吸入。

7. 齿轮泵如齿轮外径、宽度相同，齿数越少则    。

A.流量越小         B.流量不均匀程度增大

C.与流量无关        D.排压越低

提示：

齿数不仅与流量脉动的频率有关，而且齿数少则瞬时排量脉动幅度也大。

参考答案

1.D2.D3.A4.D 5.D6.C 7.B

六、典型结构[TypicalStructure] ★★★1

1.外啮合齿轮泵

齿轮共4个，2个主动齿轮和1个从动齿轮固定在轴上，另1个从动齿轮套在轴上，以弥补误差。

机械轴封     一定要防止干摩擦。

在泵体和端盖之间有纸垫[PaperShim]（可用海图纸制作），用于调整端面间隙、密封作用。

排压过高，安全阀开启沟通吸排腔。

因为安全阀作用方向已定，所以齿轮泵一般不宜反转。

高压齿轮泵 内部漏泄，不平衡径向力影响齿轮泵工作压力升高

（1）为了减少内部漏泄，采用液压间隙自动补偿装置。

（2）采取平衡或减小径向力的措施并采用承载能力高的轴承。

2.内啮合齿轮泵---------带月牙形隔板的内啮合齿轮泵

基本组成：

内齿轮，外齿轮（也称齿环gearedring）、月牙形隔板crescentshapedseparator、泵体、端盖。

装配关系：

外齿轮与驱动泵轴连成一体，内齿轮空套在带有月牙板的泵端盖的短轴上，一同安装在泵体内。

内外齿轮齿数通常相差2～3齿。

齿轮的转向改变，吸、排方向不变。

（★★★）（在改变转动方向时，借助（啮合力）移动月牙板的位置——180°,可保持吸排油方向不变。

）

齿轮比齿环齿数少，齿轮与齿环转向相同，齿轮比齿环转速大。

优点：

吸入性能好，易消除困油现象，流量脉动率小。

  P20

内啮合齿轮泵特点：

①吸油区大、流速低、吸入性能好；

②流量脉动小，流量脉动率1％～3％，仅为外啮合齿轮泵的1/10～1／20。

③啮合长度较长，工作平稳，噪声很低。

④制造工艺较复杂；容积效率比外啮合式低，一般为65％～75 ％。

（2）转子泵

外转子比内转子齿数多1个（7-6=1，或5-4=1）。

皮碗轴封由弹性体、金属骨架和弹簧组成。

优点：

吸入性能好，适用于高转速；运转平稳，寿命长；齿数少，工作容积大；缺点：

齿数少时流量和压力脉动大；密封性差，容积效率低。

一﹑单选题:

1. 关于齿轮泵下列说法正确的    。

A.内齿轮泵齿环与齿轮转向相同

B.机械轴封无须润滑

C.所输油粘度大则漏泄少，容积效率高

D.排压升高时实际流量不变

提示：

机械轴封无油润滑会摩损很快；油粘度大吸入困难；排压高齿轮泵漏泄严重。

2. 内啮合齿轮泵不比外啮合齿轮泵    。

A.流量脉动小       B.容积效率高

C.吸入性能好       D.困油现象轻

提示：

内啮合齿轮泵漏泄途径比外啮合式多。

3. 内啮合齿轮泵中齿轮与齿环的转速    。

A.前者大  B.后者大  C.相同  D.A或B

提示：

内啮合齿轮泵中齿轮的齿数比齿环数要少。

4. 带月牙形隔板的可逆转内啮合齿轮泵反转时靠     使隔板转过180°，从而吸、排方向不变。

A.摩擦力         B.液压力

C.啮合齿作用力      D.手动调节

提示：

这种泵齿轮的啮合齿作用力会使装齿轮的偏心短轴受一转矩，转向改变时该转矩方向也变，从而使偏心短轴和月牙形隔板所在底盘转180°（背后销钉卡到盖板上的半圆形环槽的另一端）。

5. 带月牙形隔板的可逆转内啮合齿轮泵反转时    。

A.吸、排方向改变，但隔板位置不动

B.吸、排方向不变，隔板位置不动

C.隔板转过180°，吸、排方向改变

D.隔板转过180°，吸、排方向不变

6. 内啮合齿轮泵中的齿轮和齿环的齿数    。

A.相等           B.前者多

C.后者多          D.A、B、C都可能

7. 内啮合转子泵内、外转子的齿数    。

A.相等           B.前者多一个

C.后者多一个        D.A、B、C都不对

提示：

内啮合齿轮泵齿环在外面，齿轮在中间。

8. 内啮合齿轮泵主、从动元件转向    。

A.相同           B.相反

C.A、B都有         D.顺时针转相同，逆时针转相反

9. 内啮合转子泵与外啮合齿轮泵相比的优点之一是    。

A.流量较均匀        B.容积效率较高

C.吸入性能好，适用高转速  D.适用工作压力高

提示：

转子泵侧向吸入，不受离心力影响，而且吸入口大，故吸入性能好；但是齿数少，流量脉动大；密封性也较差。

10. 内啮合转子泵的缺点之一是    。

A.吸入性能差        B.不适用于高转速

C.流量脉动率大       D.使用寿命较短

11. 内啮合齿轮泵与外啮合齿轮泵相比，其    。

A.流量脉动大        B.易消除困油

C.容积效率高        D.吸油区小

12.     不是限制齿轮泵工作压力提高的障碍。

A.不平衡径向液压力     B.容积效率下降

C.困油现象         D.泵壳强度不足

提示：

不平衡径向力和容积效率下降往往是限制泵排压提高的障碍，当然机构强度和原动机功率也要满足需要。

困油与工作压力提高无关。

13. 高压齿轮泵采用间隙自动补偿的结构形式是为了    。

A.消除困油         B.减少内部漏泄

C.减少磨损         D.减少噪音振动

参考答案

1.A2.B 3.A4.C5.D6.C 7.C8.A9.C10.C11.B

12.C13.B

七、管理[Management]       ★★★★1       P21

1.管理要点

（1）注意泵的转向和连接。

（2）齿轮泵虽有自吸能力，但起动前摩擦部件表面要有油液，吸高一般不大于0.5m。

（3）机械轴封的安装：

用手推动环压缩弹簧，松手后应能缓缓滑出。

太紧不能自动补偿，太松泄漏大。

（4）不宜在超出额定压力的情况下工作，否则会使原动机过载，加大轴承负荷变形，磨损和漏泄增加。

（5）吸入真空度太高不能吸入（气穴现象，主要是溶于油中的空气逸出）。

（6）保持适当的油温和粘度。

（7）防止吸入空气。

否则流量减少，产生噪音，可在管接头处浇油检查。

（8）端面间隙对自吸能力和容积效率影响最大。

保持合适的端面间隙（压铅法）外齿轮泵0.04～0.08mm、内齿轮泵0.02～0.03mm。

用压铅丝方法测量端面间隙，用垫片调整或研磨端盖。

（9）低压齿轮泵污染敏感度低（高压泵敏感度大），吸口可用150目滤器。

30-40μm <20μm

2.故障分析[Trouble-shooting]   （★★★1）

（一）不能排油或流量不足

吸入方面原因

真空度不足

①泵内间隙过大，或泵内无油。

②卡阻或转速过低。

③吸入管漏气或吸口露出液面。

真空度过大

④吸高太大（一般应<0.5m）。

⑤油温太低，粘度太大。

⑥吸入管堵塞（滤器、阀件）。

⑦油温过高。

排出方面原因

⑧排出管漏泄或旁通，安全阀弹簧太松。

⑨排出阀未开或排出滤器堵塞导致安全阀打开。

（二）噪声太大

（1）液体噪声：

常见原因是吸入空气，发生气穴现象。

（2）机械噪声：

泵与原动机对中不良，轴承损坏或松动，安全阀跳动，齿轮啮合不良，泵轴弯曲或导致机械摩擦。