齿轮泵的结构特点详细分析
(1)泄漏问题
液压泵中构成密封工作容积的零件要作相对运动,因此存在间隙。由于泵吸、压油腔之间存在压力差,其间隙必然产生泄漏。外啮合齿轮泵压油腔的压力油主要通过三条途径泄漏到低压腔。
①泵体的内圆表面和齿顶径向间隙的泄漏由于齿轮转动方向与泄漏方向相反,且压油腔到吸油腔泄漏通道较长,所以其泄漏量相对较小,占总泄漏量的10%~15%。
②齿面啮合处间隙的泄漏由于齿形误差会造成沿齿宽方向接触不好而产生间隙,使压油腔与吸油腔之间造成泄漏,这部分泄漏量很少。
③齿轮端面间隙的泄漏齿轮端面与前后盖之间的端面间隙较大,此端面间隙封油长度又短,所以泄漏量最大,占总泄漏量的70%~75%。
由此可知,齿轮泵由于泄漏量较大,其额定压力不高,要想提高齿轮泵的额定压力并保证较高的容积效率,首先要减少沿端面间隙的泄漏。
(2)困油现象
为了保证齿轮传动的平稳性,保证吸、排油腔严格地隔离以及齿轮泵供油的连续性,根据齿轮啮合原理,就要求齿轮的重叠系数£大于1(一般取e一1.05~1.3),这样在齿轮啮合中,在前一对轮齿退出啮合之前,后一对轮齿已经进入啮合。在两对轮齿同时啮合的时段内,就有一部分油液困在两对轮齿所形成的封闭油腔内,既不与吸油腔相通,也不与压油腔相通,这就是困油现象。如图3.6所示,这个封闭油腔的容积,开始时随齿轮的旋转逐渐减少,以后又逐渐增大。封闭油腔容积减小时,困在油腔中的油液受到挤压,并从缝隙中挤出而产生很高的压力,使油液发热,轴承负荷增大;而封闭油腔容积增大时,又会造成局部真空,产生气穴现象。这些都将使齿轮泵产生强烈的振动和噪声,影响齿轮泵的工作性能,降低泵的容积效率,缩短使用寿命。
消除困油现象的措施是在齿轮端面两侧板上开卸荷槽。困油区油腔容积增大时,通过卸荷槽与吸油区相连,反之与压油区相连。卸荷槽的形式各种各样,有对称开口、不对称开口,有开圆形盲孔卸荷槽。
(3)不平衡的径向力
在齿轮泵中,由于泵体的内圆表面和齿顶径向间隙的泄漏,作用在齿轮外圆上的压力是不相等的,如图3.7所示。齿轮周围压力不一致,使齿轮轴受力不平衡。压油腔压力愈高,这个力愈大。
从泵的进油口沿齿顶圆圆周到出油VI齿和齿之间的油的压力,从压油口到吸油口按递减规律分布,这些力的合力构成了一个不平衡的径向力。其带来的危害是加重了轴承的负荷,并加速了齿顶与泵体之间的磨损,影响泵的寿命。可以采用减小压油IU的
尺寸、加大齿轮轴和轴承的承载能力、开压力平衡槽、适当增大径向间隙等办法来解决。