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,如何减小噪声和改善流量均匀性是 齿轮泵设训一中而临的重要的问题。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。
1齿轮泵的基本结构和原理
1.1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。以外啮合式齿轮泵为例,该齿轮泵的基本结构。
在泵壳 中装有一对完全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ABC隔禺。
1.2工作原理
当主动齿轮按图示方向顺时针回转时,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 液体在吸入液而上的压力作用下,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。
2齿轮泵的困油现象
不锈钢齿轮油泵的齿形一般都采用渐开线,为了保证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:需大于1,即在前一对啮合的轮齿尚未完全脱离啮合时,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(称为困油容积飞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,困油容积达到较小。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而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。
3困油现象的解决措施
根据困油现象产生的原因,只要能在不使吸、排腔旁通的前提下,设法在困油容积变小时使之与排出腔沟通,增大时与吸入腔沟通,上述因困油而产生的弊端即可消除。具体的方法有多种,现介绍如下:
3.1卸压槽法
这种方法是 我国泵类设计所推荐的方法,也是 较常用的一种卸压方法。在油泵的两端盖内侧,沿两齿轮节圆公切线方向,相应于吸排腔位置各挖两个凹槽,称为卸压槽。
在困油容积达到较小值前或超过较小值以后,不管困油容积是 增还是 减,齿轮泵或通过右边的卸压槽把其内的油液引至排出腔,或通过左边卸压槽把吸入腔的油液引入困油容积。这样就消除了困油压缩和困油膨胀,从而达到消除困油现象的口的。
3.2卸压孔法
卸压孔结构在从动齿轮的每一个齿顶和齿根均径向钻孔,从动轴上切出两条月牙形沟槽,从动齿轮滑套在从动轴上。当困油压缩时,困油容积中的高压油可通过从动齿轮齿顶或齿根的相应钻孔和从动轴上的沟槽引向排出腔;而困油膨胀时,吸入腔的油液则可通过相应钻孔和沟槽引入困油容积,从而消除了困油现象。圆孔中心所处的位置应使圆孔能和从动齿廓的啮合点相切,故其中心应在啮合线上。
3.3采用斜齿轮或人宇齿轮
困油现象只产生于正齿轮泵中,当采用斜齿轮或人宇齿轮时,齿轮的啮合过程不象正齿轮那样突然作线性接触和突然作线性脱开,而是 作点性的逐渐啮合和逐渐退出,因此不会产生困油现象。
采用上述两齿形的泵,具有排量更均匀,运转较平稳和噪声小的优点。但采用斜齿轮,会产生轴向推力,需加设止推轴承;人宇齿轮虽然不产生轴向推力,但加工困难、造价高。为此,大排量的齿轮泵常采用两组斜齿轮组成的人字齿轮。
对于齿轮泵的困油现象,结合其产生的机理,我们 可以采用卸压槽法、卸压孔法、修正齿形法以及采用斜齿轮或人宇齿轮的方法来解决,较终实现减小噪声和改善流量均匀。
河北来福工业泵制造有限公司(http://www.cnlfpump.com)生产的不锈钢转子泵主要用于各种机械设备中的润滑系统中输送润滑油,可输送无润滑性的油料、饮料、低腐蚀性的液体。保温齿轮油泵用于输送高粘度树脂,聚氨酯,聚谜,聚乙烯等类似的高粘度物料,保温泵是 根据石油、化工、涂料、油脂、医药、染料、食品等行业的需求。单螺杆泵零件少,结构紧凑,体积小,维修简便,转子和定子是 本泵的易损件,结构简单,便于装拆。高粘度转子泵对粘度适应范围较宽,且具有转速低、效率高、运转平稳、自吸能力强、操作方便、泵可预热等特点。