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    第二講 動力元件、執行元件及輔助元件--3
     

             1.3 齒輪泵

        1.3.1 特點

       1)優點:(齒輪泵是液壓系統中廣泛采用的一種液壓泵,它一般做成定量泵。)結構簡單,制造方便,造價低;重量輕,自吸性能好;對油的污染不敏感;工作可靠;允許的轉速高。

       2)缺點:流量脈動較大;有困油現象;噪聲較大;排量不可變。

     泄漏、困油、不平衡的徑向液壓力,是影響齒輪泵性能指標和壽命的三大問題。

       3)按齒輪的嚙合形式,齒輪泵可分為:外嚙合齒輪泵、內嚙合齒輪泵。

         1.3.2 齒輪泵的工作原理和結構

            
           1-前泵蓋 2-泵體 3-后泵蓋 4-密封壓蓋 5-密封圈 6-主動軸 7-主動齒輪 8-從動軸 9-從動齒輪 10-軸承 11-堵頭
                       圖2-5  CB-B型齒輪泵的結構                      (點擊此處,觀看齒輪泵的結構演示

       齒輪泵的結構,如圖2-5所示,它是分離三片式結構,三片是指泵蓋1,3和泵體2,泵體2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7,9,這對齒輪與兩端蓋和泵體形成一密封腔,并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10和從動軸1上,主動軸由電動機帶動旋轉。

        CB—B齒輪泵的原理,如圖2-6所示,當泵的主動齒輪按圖示箭頭方向旋轉時,齒輪泵左側(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,
                  (點擊此處,觀看動畫演示

       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,由于密封容積變大則不斷從油箱中吸油,輪齒進入嚙合的一側,由于密封容積減小則不斷地排油,這就是齒輪泵的工作原理。

         1.3.3 齒輪泵存在的問題

    • 齒輪泵的困油問題

         齒輪泵要能連續地供油,就要求齒輪嚙合的重疊系數ε大于1,也就是當一對齒輪尚未脫開嚙合時,另一對齒輪已進入嚙合,這樣,就出現同時有兩對齒輪嚙合的瞬間,在兩對齒輪的齒向嚙合線之間形成了一個封閉容積,一部分油液也就被困在這一封閉容積中〔見圖3-24(a)〕,齒輪連續旋轉時,這一封閉容積便逐漸減小,到兩嚙合點處于節點兩側的對稱位置時〔見圖3-24(b)〕,封閉容積為最小,齒輪再繼續轉動時,封閉容積又逐漸增大,直到圖3-24(c)所示位置時,容積又變為最大。在封閉容積減小時,被困油液受到擠壓,壓力急劇上升,使軸承上突然受到很大的沖擊載荷,使泵劇烈振動,這時高壓油從一切可能泄漏的縫隙中擠出,造成功率損失,使油液發熱等。當封閉容積增大時,由于沒有油液補充,因此形成局部真空,使原來溶解于油液中的空氣分離出來,形成了氣泡,油液中產生氣泡后,會引起噪聲、氣蝕等一系列惡果。以上情況就是齒輪泵的困油現象。這種困油現象極為嚴重地影響著泵的工作平穩性和使用壽命。
         

      為了消除困油現象,在CB—B型齒輪泵的泵蓋上銑出兩個困油卸荷凹槽。卸荷槽的位置應該使困油腔由大變小時,能通過卸荷槽與壓油腔相通,而當困油腔由小變大時,能通過另一卸荷槽與吸油腔相通。兩卸荷槽之間的距離,必須保證在任何時候都不能使壓油腔和吸油腔互通。

    • 徑向不平衡問題

      齒輪泵工作時,在齒輪和軸承上承受徑向液壓力的作用。如圖3-25.2所示,

              
       泵的下側為吸油腔,上側為壓油腔。在壓油腔內有液壓力作用于齒輪上,沿著齒頂的泄漏油,具有大小不等的壓力,就是齒輪和軸承受到的徑向不平衡力。液壓力越高,這個不平衡力就越大,其結果不僅加速了軸承的磨損,降低了軸承的壽命,甚至使軸變形,造成齒頂和泵體內壁的摩擦等。為了解決徑向力不平衡問題,在有些齒輪泵上,采用開壓力平衡槽的辦法來消除徑向不平衡力,但這將使泄漏增大,容積效率降低等。CB—B型齒輪泵則采用縮小壓油腔,以減少液壓力對齒頂部分的作用面積來減小徑向不平衡力,所以泵的壓油口孔徑比吸油口孔徑要小。

         1.3.4、高壓齒輪泵的特點

        
      齒輪泵由于泄漏大(主要是端面泄漏,約占總泄漏量的70%~80%),且存在徑向不平衡力,故壓力不易提高。高壓齒輪泵主要是針對上述問題采取了一些措施,如盡量減小徑向不平衡力和提高軸與軸承的剛度;對泄漏量最大處的端面間隙,采用了自動補償裝置等。

         1.3.5、內嚙合齒輪泵

     1、內嚙合齒輪泵主要有,帶月牙形隔板式漸開線泵、擺線轉子泵。            (點擊此處,觀看內嚙合齒輪泵原理

     2、擺線轉子泵可正、反轉,可作液壓馬達用。
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