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News Center威斯特小編給大家介紹外嚙合齒輪泵的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
1.困油現(xiàn)象
為了使齒輪泵能連續(xù)平穩(wěn)工作,必須使齒輪嚙合的重疊系數(shù)?>1,以保證工作的任~瞬間至少有一對(duì)輪齒在嚙合,于是總會(huì)出現(xiàn)兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合的情況,這時(shí)就在兩對(duì)嚙合的輪齒之間產(chǎn)生一個(gè)和吸、壓油腔均不相通的閉死容積,稱(chēng)為困油區(qū),使留在這兩對(duì)輪齒之間的油液困在這個(gè)封閉的容積內(nèi)。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng),困油區(qū)的容積大小發(fā)生變化,如圖3—5所示,當(dāng)容積縮小時(shí)[由圖A(a)過(guò)渡到圖A(b)],由于無(wú)法排油,困油區(qū)內(nèi)的油液受到擠壓,壓力急劇升高;隨著齒輪的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)[由圖A(b)過(guò)渡到圖A(C)],困油區(qū)容積又逐漸變大,由于無(wú)法補(bǔ)油,困油區(qū)形成局部真空。這種需要排油時(shí)無(wú)處可排,而需要被充油時(shí),又無(wú)法補(bǔ)充的現(xiàn)象就叫做困油現(xiàn)象。
齒輪泵的困油現(xiàn)象有很大危害。由于油液的壓縮性很小,而且困油區(qū)又是一個(gè)密封容積,所以被困油液受到擠壓后,就從零件配合表面的縫隙中強(qiáng)行擠出,使齒輪和軸承受到很大的附加載荷,同時(shí)產(chǎn)生功率損失,還會(huì)使油溫升高。當(dāng)困油區(qū)容積變大時(shí),困油區(qū)形成局部真空,液壓油中的氣體被析出,以及油液氣化產(chǎn)生氣泡,進(jìn)入液壓系統(tǒng),引起振動(dòng)和噪聲。此外,還使泵的流量減少,造成瞬時(shí)流量的波動(dòng)性增加。
消除困油的方法,通常是在齒輪泵兩側(cè)蓋板上開(kāi)卸荷槽[見(jiàn)圖A(d)所示],當(dāng)困油區(qū)容積變小時(shí),使困油容積與通向排油腔的卸荷槽相通,將困油區(qū)中的油液排出;當(dāng)困油容積變大時(shí),則通過(guò)另一卸荷槽,使困油容積與吸油腔相通,實(shí)現(xiàn)補(bǔ)油。
2.泄漏
外嚙合齒輪高壓腔的壓力油通過(guò)三條途徑泄漏到低壓腔。
①軸向間隙泄漏。通過(guò)齒輪兩端面和側(cè)蓋板之間的這種端面間隙的泄漏量zui大,其泄漏量占總泄漏量的70%~80%,壓力越高,泄漏就越嚴(yán)重,這是目前影響齒輪泵壓力提高的主要原因。
②徑向間隙泄漏。通過(guò)泵體內(nèi)孔和齒頂圓間的徑向間隙泄漏,其泄漏量占總泄漏量的15%~20%。
③齒輪嚙合線處的間隙泄漏。這種泄漏量較小,因此,普通齒輪泵的容積效率較低,輸出壓力也不易提高,故齒輪泵一般用于低壓系統(tǒng)。
在中高壓齒輪泵中,為了減小軸向間隙泄漏,通常采用浮動(dòng)軸套或彈性側(cè)板對(duì)端面軸向間隙進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。圖B所示是采用浮動(dòng)軸套的一種典型的結(jié)構(gòu)。圖中軸套1和2是浮動(dòng)安裝的,軸套的左側(cè)容腔用特制的通道與泵的壓油腔相通。當(dāng)泵工作時(shí),軸套1和2受左側(cè)油壓的作用右移,貼靠在齒輪的端面上,壓力越高,貼的越緊,從而可以減小間隙并自動(dòng)補(bǔ)償端面磨損量。實(shí)踐證明,這樣能取得較好的效果。
3.徑向不平衡力
在齒輪泵中,作用在齒輪外圓上的壓力是不相等的,這是由于齒輪泵工作時(shí),排油腔的油壓高于吸油腔的油壓,并且齒頂圓與泵體內(nèi)表面之間存在徑向間隙,油液會(huì)通過(guò)間隙泄漏,因此從排油腔起沿齒輪外緣至吸油腔的每一個(gè)齒間內(nèi)的油壓是不同的,壓力依次遞減,由此液體壓力而產(chǎn)生徑向不平衡力,工作壓力越大,徑向不平衡力也越大。此外,齒輪傳遞力矩時(shí)會(huì)產(chǎn)生徑向力,困油現(xiàn)象也致使齒輪泵徑向力不平衡現(xiàn)象加劇。
齒輪泵由于徑向力不平衡,把齒輪壓向一側(cè),使齒輪軸受到彎曲作用,降低軸承壽命,同時(shí)還會(huì)使吸油腔的齒輪徑向間隙變小,從而使齒輪與泵體內(nèi)腔產(chǎn)生摩擦或卡死,影響泵的正常工作。
為了減小徑向不平衡力的影響,可采取縮小排油口的直徑,使高壓僅作用在一個(gè)齒到兩個(gè)齒的范圍內(nèi),這樣壓力油作用于齒輪上的面積縮小了,因此徑向力也相應(yīng)減小。有些齒輪泵采用開(kāi)壓力平衡槽的辦法來(lái)解決徑向力不平衡的問(wèn)題。
齒輪泵是液壓系統(tǒng)中常用的液壓泵,齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸小,質(zhì)量輕,制造方便,價(jià)格低廉,工作可靠,自吸能力強(qiáng),對(duì)油液污染不敏感,維護(hù)容易;它的缺點(diǎn)是流量、壓力脈動(dòng)和噪聲都較大,承受不平衡徑向力,磨損嚴(yán)重,泄漏大,工作壓力的提高受到限制。但隨著齒輪泵結(jié)構(gòu)的改進(jìn)和完善,因而也被用在了冶金、農(nóng)林、建筑等機(jī)械的中、高壓系統(tǒng)。
齒輪泵在結(jié)構(gòu)上可分為外嚙合式和內(nèi)嚙合式兩種。兩者相比,外嚙合工藝簡(jiǎn)單、加工方便.所以目前漸開(kāi)線圓柱直齒形的外嚙合齒輪泵用得較多,在此,主要介紹外嚙合齒輪泵。
一、外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理
1.外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)
下圖為外嚙合漸開(kāi)線齒輪泵的結(jié)構(gòu)。它主要由一對(duì)幾何參數(shù)*相同的主動(dòng)齒輪4和從動(dòng)齒輪8、傳動(dòng)軸6、泵體3、前泵蓋5和后泵蓋1等零件組成。
2.外嚙合齒輪泵的工作原理
如右圖所示為外嚙合齒輪泵的工作原理。一對(duì)參數(shù)*相同的外齒輪安裝于殼體內(nèi),齒輪的兩端面由端蓋(圖中未畫(huà)出)密封,這樣兩個(gè)齒輪就將在殼體內(nèi)腔分成左、右互不相通的兩個(gè)密封的油腔,并且每個(gè)齒間都形成一個(gè)密封的工作容積。當(dāng)齒輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),輪齒從右側(cè)退出嚙合,露出齒間,使該腔容積增大,形成局部真空,油箱中的油液在外界大氣壓的作用下,經(jīng)吸一油管進(jìn)入吸油腔;完成吸油過(guò)程。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng),每個(gè)輪齒的齒間把油液從右腔帶入左腔,輪齒在左腔進(jìn)入嚙合,使密封容積減小,齒間中的油液逐漸被擠出,使左腔的油壓升高,油液從排油口輸出,完成壓油過(guò)程。兩齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng),吸油腔就連續(xù)吸油,排油腔就連續(xù)排油。
在齒輪泵的工作過(guò)程中,只要兩齒輪的旋轉(zhuǎn)方向不變,其吸、排油腔的位置也就確定不變。這里嚙合點(diǎn)處的齒面接觸線一直分隔高、低壓兩腔起著配油作用,因此在齒輪泵中不需要設(shè)置專(zhuān)門(mén)的配流機(jī)構(gòu),這是它與其他類(lèi)型容積式液壓泵的不同之處。
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