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  • 齿轮泵的使用性能和寿命
    发布日期:2018-12-14
    外啮合齿轮泵(简称齿轮泵)具有体积小,重量轻,价格便宜的优点,并能经受恶劣的运行工况(如灰尖等造成的油污染,油温,超负荷),因而特别适用于运输车辆、建筑机械、装卸机械、农业机械、机床传动等液压传动或作润滑用泵。齿轮泵质量的好坏直接影响上述机械及车辆的使用性能和寿命。
    外啮合齿轮泵虽然结构简单,但影响其性能的因素很多,也很复杂。解决外啮合齿轮泵的困油现象就是一个看似简单实为复杂的问题。而以前解决齿轮泵的困油现象就是在泵体、泵盖上设计一组连接困油高压区与出油区对称的卸荷槽,使齿轮泵的轴侧负荷大大降低,总效率提高。但泵出油压力脉动值过大、容积效率不高的现象一直存在。若卸荷槽设计不合理还会使齿轮泵负载加重、甚至产生振动和噪音。这就限制了齿轮泵的应用范围,更不能用在机床精确传动和其他要求液压传动精度高的机械上。若能解决齿轮泵困油产生的泵出油压力脉动值过大、容积效率不高的现象,就能使结构简单、成本相对低廉的齿轮泵得到更广泛的应用。
    增加一条连接困油膨胀区与进油区的卸荷槽由于油几乎是不可压缩的,所以困油区压缩时就产生了很高的压力,而在其膨胀又产生真空。以前我们解决困油问题的具体方法就是在困油压缩区增加卸荷槽,困油区产生的高压油经卸荷槽流入到出油区。
    虽然解决了困油区高压油的卸荷问题,减小了轴功率,也提高了泵的总效率,但外啮合齿轮泵比内啮合-泛摆线齿轮泵容积效率低的现象一直存在。在实验中发现,泵出的油有泡沫现象。特别是齿轮泵高转速时出油中的泡沫现象更加严重,容积效率也相应降低。经探究,问题应出在困油区在膨胀时产生真空,使油液泡沫化后进入低压进油区,占据了进油区的一定空间,这一部分泡沫状的油液进入高压出油区后经压缩、释放,泵的出油量就相应减少,容积效率也就相应降低。为此,我们在设计齿轮时,增加了一条连接困油膨胀区与进油区的卸荷槽,使困油区膨胀时有油及时补充其内,从而从根本上消除了泵油中产生泡沫的内因。
    我们在机油泵体、泵盖上增加连接困油膨胀区与进油区的卸荷槽,只是消除了供油中的泡沫现象,提高了容积效率。但困油高压区的高压油进入出油区引起出油压力的脉动值过大的现象没有改变。而且发现随着转速的提升,出油压力的脉动值也越大。这种现象对用作润滑的机油泵可以允许它存在,但若用供油压力变化范围大的外啮合齿轮泵作高精度机械液压传动,就会严重影响传动的平稳性和准确性,使机械运动件出现抖动、爬行,且振动大、噪音高,更不能用作精密机械传动的液压泵,外啮合齿轮泵的使用范围也就受到限制。
    因此,我们通过大量实验,找到了一条解决因困油现象而使外啮合齿轮机油泵出油压力不稳的办法,就是在外啮合齿轮机油泵的困油的高压区增加一卸荷通道,由于泵体背面为安装面,可使其与外啮合齿轮机油泵的进油区相连,并将与出油区相通的卸荷槽取消,这样外啮合齿轮机油泵困油区产生的高压油不进入出油区,而使机油泵的出油压力非常平稳。
    在外啮合齿轮泵中增加一条连接困油膨胀区与进油区的卸荷槽,可明显提高泵的容积效率。在外啮合齿轮泵的困油的高压区增加一卸荷通道,使其与外啮合齿轮机油泵的进油区相连,使泵的出油压力非常稳定。通过实验和应用,两种创新设计都收到了比较好的效果,为今后设计不同用途的外啮合齿轮泵提供了依据。
     
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