齒輪液壓泵的工作原理與結構特點

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液壓齒輪泵是液壓系統的心臟，簡稱油泵。在液壓系統中，一定至少有一個泵。液壓齒輪泵是一種能量轉換裝置，它的作用是使流動發生運動，把機械能轉換成流體能。 泵是液壓傳動系統中的動力元件，由原動機驅動，從原動機的輸出功率中取出機械能，並把它轉換成流體的壓力能，為系統提供壓力油液。然後，在需要做功的場所，由執行元件把流體壓力能轉換成機械能輸出到齒輪泵中。

齒輪泵 是依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動來輸送液體或使之增壓的迴轉泵。由兩個齒輪、泵體與前後蓋組成兩個封閉空間，當齒輪轉動時，齒輪脫開側的空間的體積從小變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側的空間的體積從大變小，而將液體擠入管路中去。吸入腔與排出腔是靠兩個齒輪的嚙合線來隔開的。齒輪泵的排出口的壓力完全取決於泵出口處阻力的大小。

一、液壓齒輪泵的工作原理

齒輪泵的工作原理如圖3-3所示，它是分離三片式結構，三片是指泵蓋4，8和泵體7，泵體7內裝有一對齒數相同、寬度和泵體接近而又互相嚙合的齒輪6，這對齒輪與兩端蓋和泵體形成一密封腔，並由齒輪的齒頂和嚙合線把密封腔劃分為兩部分，即吸油腔和壓油腔。兩齒輪分別用鍵固定在由滾針軸承支承的主動軸12和從動軸15上，主動軸由電動機帶動旋轉。

CB—B齒輪泵的結構如圖3-4所示，當泵的主動齒輪按圖示箭頭方向旋轉時，齒輪泵右側（吸油腔）齒輪脫開嚙合，齒輪的輪齒退出齒間，使密封容積增大，形成局部真空，油箱中的油液在外界大氣壓的作用下，經吸油管路、吸油腔進入齒間。隨著齒輪的旋轉，吸入齒間的油液被帶到另一側，進入壓油腔。這時輪齒進入嚙合，使密封容積逐漸減小，齒輪間部分的油液被擠出，形成了齒輪泵的壓油過程。

齒輪嚙合時齒向接觸線把吸油腔和壓油腔分開，起配油作用。當齒輪泵的主動齒輪由電動機帶動不斷旋轉時，輪齒脫開嚙合的一側，由於密封容積變大則不斷從油箱中吸油，輪齒進入嚙合的一側，由於密封容積減小則不斷地排油，這就是齒輪泵的工作原理。泵的前後蓋和泵體由兩個定位銷17定位，用6隻螺釘固緊如圖3-3。為了保證齒輪能靈活地轉動，同時又要保證泄露最小，在齒輪端面和泵蓋之間應有適當間隙（軸向間隙），對小流量泵軸向間隙為0.025~0.04mm，大流量泵為0.04~0.06mm。齒頂和泵體內表面間的間隙（徑向間隙），由於密封帶長，同時齒頂線速度形成的剪切流動又和油液泄露方向相反，故對泄露的影響較小，這裡要考慮的問題是：當齒輪受到不平衡的徑向力後，應避免齒頂和泵體內壁相碰，所以徑向間隙就可稍大，一般取0.13~0.16mm。

為了防止壓力油從泵體和泵蓋間泄露到泵外，並減小壓緊螺釘的拉力，在泵體兩側的端面上開有油封卸荷槽16，使滲入泵體和泵蓋間的壓力油引入吸油腔。在泵蓋和從動軸上的小孔，其作用將泄露到軸承端部的壓力油也引到泵的吸油腔去，防止油液外溢，同時也潤滑了滾針軸承。

二、齒輪泵的結構特點

優點:結構簡單緊湊、體積小、質量輕、工藝性好、價格便宜、自吸力強、對油液污染不敏感、轉速範圍大、能耐衝擊性負載，維護方便、工作可靠。

缺點:徑向力不平衡、流動脈動大、雜訊大、效率低，零件的互換性差，磨損後不易修復，不能做變數泵用。

1、困油現象

原因:液壓油在漸開線齒輪泵運轉過程中，因齒輪相交處的封閉體積隨時間改變，常有一部分的液壓油被密封在齒間，如圖所示，稱為困油現象，因液壓油不可壓縮將使外接齒輪產生極大的振動和雜訊，影響系統正常工作。

措施:在前後蓋板或浮動軸套上開卸荷槽，開設卸荷槽的原則:兩槽間距為最小閉死容積，而使閉死容積由大變小時與壓油腔相通，閉死容積由小變大時與吸油腔相通。

2、泄漏現象

齒輪泵的泄漏較大，外嚙合齒輪運轉時泄漏途徑有以下三點:一為齒輪頂隙，其次為測隙，第三為嚙合間隙。其中端面側隙泄漏較大，佔總泄漏量的80%-85%，當壓力增加時，前者不會改變，但後者撓度大增，此為外嚙合齒輪泵泄漏最主要的原因，容積效率較低，故不適合用作高壓泵。

解決方法:端面間隙補償採用靜壓平衡措施，在齒輪和蓋板之間增加一個補償零件，如浮動軸套、浮動側板。

3、受力不均衡現象

右側是壓油腔，左側是吸油腔，兩腔的壓力是不平衡的;另外壓油腔因齒頂泄漏，其壓力為遞減。兩不均衡壓力作用於齒輪和軸一徑向不平衡壓力，油壓越高，該力越大，加速軸承磨損，降低軸承壽命，使軸彎曲，加大齒頂與軸孔磨損。

防止措施:採用壓力平衡槽或縮小壓油腔。