齿轮泵演示稿.pptx

一、外齿轮泵一、外齿轮泵1.1.外外齿齿轮轮泵泵的的工工作作原原理理（这这里里仅仅讨讨论论使使用用圆圆柱柱齿齿轮的齿轮泵）轮的齿轮泵）基基本本结结构构组组成成：齿齿轮轮（主主动动齿齿轮轮、从从动动齿齿轮轮）、泵体、吸入口、排出口。泵体、吸入口、排出口。装装配配关关系系：主主动动齿齿轮轮和和从从动动齿齿轮轮分分别别安安装装在在两两根根平平行行的的转转轴轴上上；两两根根平平行行的的泵泵转转轴轴由由泵泵体体和和端盖支承；两齿轮被安装在泵体内。端盖支承；两齿轮被安装在泵体内。工作原理工作原理：泵轴带动一对互相啮合的齿轮按泵轴带动一对互相啮合的齿轮按图示图示方方向转动，退出啮合的一侧，容积空间逐渐增大，形成向转动，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。逐渐减小，油压升高，就将油液推入压力管路。（退（退出啮合的是吸油腔，进入啮合的是压油腔转动方向改出啮合的是吸油腔，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。）变，吸排油方向也就跟着改变。）2.齿轮泵的困油现象齿轮泵的困油现象(也称齿封现象也称齿封现象)图示图示齿轮泵的啮合过程中，同时啮合的齿轮对数应该多于齿轮泵的啮合过程中，同时啮合的齿轮对数应该多于一对，即重叠系数一对，即重叠系数应大于应大于1(1(=1.4)=1.4)才能正常工作。才能正常工作。留在齿间的油液就被困在两对同时啮合的轮齿所形成留在齿间的油液就被困在两对同时啮合的轮齿所形成的一个封闭空间内，这个空间的容积又将随着齿轮的的一个封闭空间内，这个空间的容积又将随着齿轮的转动而变化。这就是齿轮泵的转动而变化。这就是齿轮泵的困油现象困油现象说明：说明：若整个啮合过程中有某段时间啮合的齿轮对数若整个啮合过程中有某段时间啮合的齿轮对数少于少于1 1对，即对，即1 1时，油泵的时，油泵的输油率输油率就很就很不均匀不均匀，出，出现时而压送油，时而不压送油，瞬时流量的差值可达现时而压送油，时而不压送油，瞬时流量的差值可达3030，齿轮泵不能正常工作。，齿轮泵不能正常工作。=1=1的情况也不能保证的情况也不能保证齿轮泵正常工作。齿轮泵正常工作。困油现象困油现象危害危害：轴承负荷增大、功率损失增加、油轴承负荷增大、功率损失增加、油液发热、引起噪音和振动、影响油泵的工作性能、平液发热、引起噪音和振动、影响油泵的工作性能、平稳性和寿命。稳性和寿命。说明：说明：封闭空间的容积是封闭空间的容积是动态动态变化的，由大变小再由变化的，由大变小再由小变大。小变大。变小时变小时变小时变小时：油液不可压缩，油液被挤压，压力：油液不可压缩，油液被挤压，压力升高，就从零件接合面的缝隙中强行挤出（这个压力升高，就从零件接合面的缝隙中强行挤出（这个压力比油泵的工作压力高很多，甚至可达几百个大气压），比油泵的工作压力高很多，甚至可达几百个大气压），使齿轮和轴承受到很大的径向压力和附加载荷。使齿轮和轴承受到很大的径向压力和附加载荷。变大变大变大变大时时时时，产生局部真空，空气析出，发生汽化，引起汽蚀。，产生局部真空，空气析出，发生汽化，引起汽蚀。解决方法（消除、减轻的基点是泄压）解决方法（消除、减轻的基点是泄压）：修正齿形修正齿形使封闭空间的容积变化减到最小，该法应用使封闭空间的容积变化减到最小，该法应用较少。较少。泄压孔法泄压孔法在从动齿轮的齿顶到齿根钻径向通孔，在从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）。动齿轮轴上铣出两条沟槽（加工复杂）。图示图示泄压槽（卸荷槽）法泄压槽（卸荷槽）法在泵两侧盖的内侧，沿轮齿节圆在泵两侧盖的内侧，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。间的厚度，以免使吸排腔直接沟通。图示图示泄压槽法泄压槽法分为分为对称泄压槽法对称泄压槽法：泵能正反转，能大大减轻困油现象，但不泵能正反转，能大大减轻困油现象，但不完善；完善；非对称泄压槽法：非对称泄压槽法：即向吸入侧方向移过一个适当距离，该即向吸入侧方向移过一个适当距离，该法能多回收一部分高压液体，噪音显著下降，但泵不允许法能多回收一部分高压液体，噪音显著下降，但泵不允许反转。反转。图示图示消减消减困油现象困油现象应用最多最广是泄压槽法应用最多最广是泄压槽法3.齿轮泵的径向力齿轮泵的径向力径向力径向力产生原因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，有压差腔到吸油腔油液的压力分布是逐步分级降低，有压差存在而产生的径向力；存在而产生的径向力；齿顶与泵体内表面有径向间隙；油液的不均匀力的齿顶与泵体内表面有径向间隙；油液的不均匀力的合力作用在泵轴上，使轴承受到单向压力而产生的径合力作用在泵轴上，使轴承受到单向压力而产生的径向力。向力。图示图示油泵工作压力越高，径向力越大。油泵工作压力越高，径向力越大。主动齿轮上所受的径向力的合力主动齿轮上所受的径向力的合力F F1 1：较小。从动齿：较小。从动齿轮上所受的径向力的合力轮上所受的径向力的合力F F2 2：较大，：较大，F F F F2 2 2 2F F F F1 1 1 1。因为齿轮因为齿轮的啮合点是不断变化的，故其力的大小、方向均显周的啮合点是不断变化的，故其力的大小、方向均显周期性变化。期性变化。图示图示径向力的径向力的危害危害振动、噪音，导致轴承早期损坏，影振动、噪音，导致轴承早期损坏，影响使用寿命。响使用寿命。减少径向力的措施减少径向力的措施减少径向力的作用面积；减少径向力的作用面积；采用缩小排出口的方法；采用缩小排出口的方法；在泵的端盖上开平衡槽。在泵的端盖上开平衡槽。图示图示4.齿轮泵的流量齿轮泵的流量QQt t=KD2mBn10=KD2mBn10-6-6=2KDmBn10=2KDmBn10-6-6 L/minL/minD分度圆直径，分度圆直径，mm;D=mz,mm,z齿数齿数m模数模数m=D/z，mm;b齿宽，齿宽，mm;n转速，转速，r/min;K修正系数，一般为修正系数，一般为1.051.15。中低压齿轮泵的流量：中低压齿轮泵的流量：取取K1.062K=6.66K1.062K=6.66QQt t=6.66=6.66Z Z mm2 2Bn10Bn10-6-6L/minL/min高压齿轮泵的流量：高压齿轮泵的流量：取取2K=72K=7QQt t=7=7Z Z mm2 2Bn10Bn10-6-6L/minL/min测算测算测算测算Q Q Q Qt t t t：对于标准齿轮：对于标准齿轮：对于标准齿轮：对于标准齿轮 m=Dm=Dm=Dm=De e e e/（Z Z Z Z+2+2+2+2）D D D De e e e-齿顶圆直径齿顶圆直径 对于变位齿轮对于变位齿轮对于变位齿轮对于变位齿轮 m=Dm=Dm=Dm=De e e e/（Z Z Z Z+3+3+3+3）齿轮泵容积效率的影响因素分析：齿轮泵容积效率的影响因素分析：1.1.密封间隙密封间隙 存在径向间隙（齿顶间隙）、轴向间隙存在径向间隙（齿顶间隙）、轴向间隙（端面间隙）和齿侧间隙（端面间隙）和齿侧间隙 ，齿轮泵的轴向间隙（端面，齿轮泵的轴向间隙（端面间隙）漏泄量最大，占总漏泄量的间隙）漏泄量最大，占总漏泄量的70708080。2.2.吸入压力：吸入压力：吸入压力降低，气体析出，吸入压力降低，气体析出，v v 下降下降3.3.排出压力：排出压力：排出压力升高，漏泄增加，排出压力升高，漏泄增加，v v 下降下降4.4.温度和粘度：温度和粘度：油温升高，粘度下降，气体析出，漏油温升高，粘度下降，气体析出，漏泄增加，泄增加，v v 下降下降5.5.转速转速 漏泄量与转速关系不大漏泄量与转速关系不大，但也不能太高或太低。但也不能太高或太低。转速太高，油液的离心力大，油液难于充满齿腔，齿转速太高，油液的离心力大，油液难于充满齿腔，齿根会出现真空而汽化，影响吸入，产生振动、噪音，根会出现真空而汽化，影响吸入，产生振动、噪音，v v 下降（最高转速限制在下降（最高转速限制在3000 r/min3000 r/min以下以下）；转速太）；转速太低低v v 下降（转速应在下降（转速应在200300 r/min200300 r/min以上以上）5.齿轮泵的特点齿轮泵的特点自吸性能好自吸性能好但自吸能力不如往复泵，因为排送气体时但自吸能力不如往复泵，因为排送气体时密封性差。摩擦部位较多，间隙小，线速度较高，启密封性差。摩擦部位较多，间隙小，线速度较高，启动前齿轮表面必须有油，动前齿轮表面必须有油，不允许干转不允许干转。适合作为油泵，。适合作为油泵，输送带有油性的液体；输送带有油性的液体；吸排方向完全取决于泵轴的回转方向；吸排方向完全取决于泵轴的回转方向；泵的流量不大、连续，但有小脉动泵的流量不大、连续，但有小脉动噪音较大；脉动率在噪音较大；脉动率在11%27%11%27%，其不均匀度与齿轮齿，其不均匀度与齿轮齿数、形状有关，斜齿轮比直齿轮不均匀度小，而人字数、形状有关，斜齿轮比直齿轮不均匀度小，而人字齿轮又比斜齿轮不均匀度小，齿数越少脉动率越大齿轮又比斜齿轮不均匀度小，齿数越少脉动率越大理论流量由工作部件的尺寸和转速决定，与排出压力理论流量由工作部件的尺寸和转速决定，与排出压力无关；排出压力与工作部件的尺寸和转速无关，仅取无关；排出压力与工作部件的尺寸和转速无关，仅取决于泵的密封性能和轴承承载能力、泵及系统的强度决于泵的密封性能和轴承承载能力、泵及系统的强度等条件。等条件。需设安全阀需设安全阀结构简单结构简单（无泵阀）（无泵阀）、价格低廉，易损件少（、价格低廉，易损件少（不需设不需设吸排阀）吸排阀），耐冲击，工作可靠，可与电机直接连接，耐冲击，工作可靠，可与电机直接连接（不（不需设减速装置）需设减速装置）。磨擦面多，不宜排送含固体颗粒的液体，宜排送油类。磨擦面多，不宜排送含固体颗粒的液体，宜排送油类。6.齿轮泵的典型结构齿轮泵的典型结构 外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵外啮合齿轮泵图示图示可逆转齿轮泵可逆转齿轮泵可逆转齿轮泵可逆转齿轮泵 图示图示二、内齿轮泵二、内齿轮泵1.基本组成基本组成：内齿轮（齿环），外齿轮、月牙形隔板、内齿轮（齿环），外齿轮、月牙形隔板、泵体、端盖。泵体、端盖。2.装装配配关关系系：外外齿齿轮轮与与驱驱动动泵泵轴轴连连成成一一体体，内内齿齿轮轮空空套套在在带带有有月月牙牙板板的的泵泵端端盖盖的的短短轴轴上上，一一同同安安装装在在泵泵体体内内。内齿轮齿数比外齿轮齿数通常多内齿轮齿数比外齿轮齿数通常多2 23 3齿。齿。图示图示3.内内齿齿轮轮泵泵的的工工作作原原理理同同外外齿齿轮轮泵泵，所所不不同同的的是是靠靠月月牙牙板板分分隔隔吸吸排排腔腔，不不象象外外齿齿轮轮泵泵是是由由啮啮合合的的两两个个轮轮齿齿来来分分隔隔吸吸排排腔腔。（在在改改变变转转动动方方向向时时，借借助助移移动动月牙板的位置月牙板的位置180,180,可保持吸排油方向不变。）可保持吸排油方向不变。）图示图示4.4.与外啮合齿轮泵相比较与外啮合齿轮泵相比较 月牙隔板式内啮合齿月牙隔板式内啮合齿轮泵的吸油区大、流速低、吸入性能好，流量脉动小，轮泵的吸油区大、流速低、吸入性能好，流量脉动小，流量脉动率流量脉动率1 13 3，仅为外啮合齿轮泵的，仅为外啮合齿轮泵的1/101/101 12020，而且其啮合长度较长，工作平稳，还可采用特，而且其啮合长度较长，工作平稳，还可采用特殊齿形将困油现象显著减轻，或在齿环的各齿谷中开殊齿形将困油现象显著减轻，或在齿环的各齿谷中开径向孔来导油，从而完全消除因油现象，故噪声很低、径向孔来导油，从而完全消除因油现象，故噪声很低、其缺点是制造工艺较复杂；且漏泄途径多，容积效率其缺点是制造工艺较复杂；且漏泄途径多，容积效率比外啮合式低，一般为比外啮合式低，一般为 65 65 75 75 。三、转子泵三、转子泵（通常也称梅花形内齿轮泵）（通常也称梅花形内齿轮泵）1.基本组成特点：基本组成特点：由一对内啮合的转子组成，内外由一对内啮合的转子组成，内外转子的中心线形成转子的中心线形成偏心偏心偏心偏心，并且内转子比外转子少一个，并且内转子比外转子少一个齿。齿廓是由一对共轭曲线所组成，内外转子齿廓的齿。齿廓是由一对共轭曲线所组成，内外转子齿廓的啮合形成了若干密封工作空间。（一般：内转子为啮合形成了若干密封工作空间。（一般：内转子为4 4、6 6、8 8、1010齿，外转子为齿，外转子为5 5、7 7、9 9、1111齿）齿）图示图示2.2.工作原理：工作原理：内转子是主动转子由电机带动，外转内转子是主动转子由电机带动，外转子绕本身的中心随内转子作同向回转。侧板上设有子绕本身的中心随内转子作同向回转。侧板上设有配配油窗口油窗口，当内转子回转一周时，由内转子和外转子齿，当内转子回转一周时，由内转子和外转子齿廓所形成的每一密封工作空间都各吸排油一次，完成廓所形成的每一密封工作空间都各吸排油一次，完成连续的工作过程。连续的工作过程。图示图示3.转子泵特点：转子泵特点：其它齿轮泵相比，转子泵配流口的中其它齿轮泵相比，转子泵配流口的中心角较大（接近心角较大（接近145 145 o o）、且为例向吸入，不受高心力影）、且为例向吸入，不受高心力影响，故吸人性能好，能用于高速（常用转速响，故吸人性能好，能用于高速（常用转速 150015002000 2000 r rminmin，最高可达，最高可达 10000 r10000 rminmin以上）运转，而且齿数以上）运转，而且齿数较少，工作空间容积较大，结构简单紧凑；此外，由于较少，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，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。转子泵的缺点是齿数少时运转平稳，噪声低，寿命长。转子泵的缺点是齿数少时流量和压力脉动较大；而且密封性较差，容积效率低；流量和压力脉动较大；而且密封性较差，容积效率低；制造工艺不如渐开线齿轮简单。制造工艺不如渐开线齿轮简单。四、高压齿轮泵四、高压齿轮泵齿轮泵的压力等级齿轮泵的压力等级：低压泵低压泵2.5MPa;中压泵中压泵=2.58MPa;高压泵高压泵8MPa提高齿轮泵工作压力（容积效率）的措施：提高齿轮泵工作压力（容积效率）的措施：设轴向间隙自动补偿（设浮动轴套）设轴向间隙自动补偿（设浮动轴套）图示图示设径向间隙自动补偿设径向间隙自动补偿。五、齿轮泵的管理五、齿轮泵的管理1.齿轮泵的管理要点齿轮泵的管理要点(l)注意注意泵的转向和连接泵的转向和连接一般齿轮泵有既定的转向，一般齿轮泵有既定的转向，检修时应注意马达接线不要接错，检修时应注意马达接线不要接错，反转会使吸排方向反转会使吸排方向相反相反。泵和电机应保持良好对中，联轴节不同心度应。泵和电机应保持良好对中，联轴节不同心度应在在0.1mm0.1mm以内。由于泵轴工作时有弯曲变形，最好能以内。由于泵轴工作时有弯曲变形，最好能使用挠性连接。使用挠性连接。(2)齿轮泵虽有齿轮泵虽有自吸能力自吸能力，但决不允许干吸，但决不允许干吸起起动前摩擦部件的表面一定要存有油液，否则短时间的动前摩擦部件的表面一定要存有油液，否则短时间的高速回转也会造成严重摩擦。高速回转也会造成严重摩擦。(3)机械轴封属于较精密的部件，拆装时要防止机械轴封属于较精密的部件，拆装时要防止损伤密封元件。损伤密封元件。(4)不宜在超出额定压力的情况下工作不宜在超出额定压力的情况下工作否则会使否则会使原动机过载，加大轴承负荷，并使工作部件变形，磨损原动机过载，加大轴承负荷，并使工作部件变形，磨损和漏泄增加，严重时甚至造成卡阻。和漏泄增加，严重时甚至造成卡阻。(5)要防止吸口真空度大于允许吸上真空度，否则要防止吸口真空度大于允许吸上真空度，否则不能正常吸入。不能正常吸入。(6)工工作作中中应应保保持持油油温温和和粘粘度度合合适适工工作作油油温温范范围围为为20208080。粘粘度度太太小小则则漏漏泄泄增增加加。还还容容易易产产生生气气穴穴现现象象；粘粘度度过过大大同同样样也也会会使使容容积积效效率率降降低低和和吸吸入入不不正正常常。(7)工工作作中中要要防防止止吸吸入入空空气气吸吸入入空空气气不不但但会会使使流流量量减减少，而且是产生噪音的主要原因。少，而且是产生噪音的主要原因。(8)端面间隙对齿轮泵的自吸能力和容积效率影响端面间隙对齿轮泵的自吸能力和容积效率影响甚大。甚大。(9)应有过滤器应有过滤器（高压齿轮泵对污染敏感度高）（高压齿轮泵对污染敏感度高）2.齿轮泵常见故障分析齿轮泵常见故障分析启动后不能排油或流量不足启动后不能排油或流量不足p28工作噪声太大工作噪声太大泵磨损太快泵磨损太快