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齿轮泵结构原理与困油现象

发布日期:2017-05-04 点击:

齿轮泵工作原理

当主动齿轮按方向顺时针回转时,左侧因齿C逐渐退出啮合,其所占据的齿间容积逐渐增大,压力相对降低,于是液体在吸入液面上的压力作用下,经吸入管和吸入口4流入该齿间。随着齿轮的回转,一个个吸满液体的齿间转过吸入腔,沿泵壳内壁转到右侧的排出腔,实现液体的输送,当右侧轮齿逐渐进入啮合时,充满齿间的液体即被轮齿不断挤出,并从排出口连续排出。

齿轮泵基本结构

齿轮泵按啮合方式分有外(啮合式)齿轮泵和内(啮合式)齿轮泵两类。

在泵壳3中装有一对   相同且互相啮合的齿轮。其中被原动机带动回转的齿轮1称为主动齿轮,它与主动轴之间用键连接;被主动齿轮带动回转的齿轮2称为从动齿轮,它与从动轴之间或用键连接或滑套在从动轴上。主动轴与从动轴互相平行。主、从动齿轮分别被泵壳和泵的前后端盖所包围,形成密封空间。与吸入口4相通的吸入腔和与排出口5相通的排出腔由啮合的轮齿A、B、C隔离。

齿轮泵属于容积式泵,它是利用回转部件在泵壳中的回转,造成工作空间的容积变化,从而达到吸排液体的目的。齿轮泵以其结构简单紧凑、体积小、成本低、寿命长、抗污染能力强等优点有着广泛的应用,可是齿轮泵又因为工作时噪声大、流量不均匀而在使用中带来不便。所以,如何减小噪声和流量均匀性是齿轮泵设计中面临的重要的问题。通过研究得知,噪声的产生和流量的均匀性差与齿轮泵的困油现象有着较大关系。所以,如何防止齿轮泵的困油现象的产生有着重要的实际意义。本文力求通过分析困油现象产生的原因,从而得出解决问题的较好方法。

齿轮泵的困油现象

齿轮泵的齿形一般都采用渐开线,为了齿轮转动的连续和平稳,同时避免吸、排腔相互旁通,其重迭系数ε需大于1,即在前一对啮合的轮齿尚未   脱离啮合时,后一对轮齿已进入啮合,因而就会出现二对以上的轮齿同时啮合的情况,这样就在两啮合线与泵端盖间形成一个封闭空间(称为困油容积),使一部分油液困在其中。随着齿轮的转动,困油容积逐渐减小,直至两对轮齿的啮合点转至对称于节点位置时,困油容积达到小。在这一过程中,残留在困油容积中的油液被挤压,压力急剧上升(可达排出压力的10倍以上),使齿轮、轴和轴承受到很大的径向力,此时油液将从零件密封面的缝隙中被强行挤出,造成油液发热而加快变质。此过程称为困油压缩过程。

其后,随着齿轮继续转动,困油容积又逐渐增大,直至前一对轮齿脱开啮合为止。在这一过程中,因困油容积中不能及时充入油液而使其内压力急剧下降,溶于油中的气体析出而产生气泡,这些气泡被带到吸入腔,不但妨碍油液充人齿间,而且随压力升高又会消失。结果导致容积效率的降低,产生振动和噪声。这一过程称为因油膨胀过程。

可见,困油现象就是困油容积的变化造成其内压力急剧升降的现象。泵发生因油时,不仅使轮齿和轴承负荷增加而降低泵的使用寿命,油温升高而加快油的变质,而且会导致泵的排量减小,产生振动和噪声,使泵的工作极不平稳。


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