外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)是三片式結(jié)構(gòu)。泵體內(nèi)裝有一對(duì)齒數(shù)相等又相互嚙合的齒輪,長軸和短軸通過鍵與齒輪相聯(lián)接,兩根軸借助滾針軸承支承在端蓋中。端蓋與泵體用個(gè)定位銷定位,用6個(gè)螺釘聯(lián)接并壓緊。泵體的兩端面開有封油卸荷槽,此槽與吸油口相通,泄漏油由此槽流回吸油口。在端蓋中的軸承處也鉆有泄漏油孔,使軸承處泄漏油經(jīng)短軸中心通孔及通道流回吸油腔。在泵體兩側(cè)的端面上開有卸荷槽,使?jié)B入泵體和泵蓋間的壓力油引入吸油腔。端蓋和從動(dòng)軸上的小孔將泄漏到軸承端部的壓力油也引到泵的吸油腔去,以防止油液外溢,同時(shí)潤滑了滾針軸承。
1.困油現(xiàn)象及其消除措施
齒輪泵要平穩(wěn)地工作,齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1,即總是有兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合。這就有一部分油液被圍困在兩對(duì)齒輪所形成的封閉容積之內(nèi)。這個(gè)封閉容積先隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小,然后又逐漸增大。封閉容積減小會(huì)使被困油液受擠而產(chǎn)生高壓,并從縫隙中流出,導(dǎo)致油液發(fā)熱,軸承等機(jī)件也受到附加的不平衡負(fù)載作用。封閉容積增大又會(huì)造成局部真空,使油產(chǎn)生氣穴,引起噪聲、振動(dòng)和氣蝕,這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。
消除困油的措施是:在齒輪的兩端蓋上開卸荷槽,使封閉容積減小時(shí)通過右邊的卸荷槽與壓油腔相通,封閉容積增大時(shí)通過左邊的卸荷槽與吸油腔相通。
2.徑向作用力不平衡及其改善措施
在齒輪泵中,液體作用在齒輪外緣的壓力是不均勻的,從低壓腔到高壓腔,壓力沿齒輪旋轉(zhuǎn)方向逐齒遞增。這使齒輪和軸受到徑向不平衡力的作用。徑向不平衡力很大時(shí)能使泵軸彎曲,導(dǎo)致齒頂接觸泵體,產(chǎn)生摩擦,加速軸承的磨損,降低軸承使用壽命。
為了減小徑向不平衡力的影響,常采用的方法有兩個(gè):其一是通過在端蓋上開設(shè)平衡槽,使它們分別與低、高壓腔相通,產(chǎn)生一個(gè)與液壓徑向力平衡的作用;其二是采取縮小壓油口的辦法,使壓油腔的油壓僅作用在1~2個(gè)齒的范圍內(nèi),并適當(dāng)增大齒頂圓與泵體內(nèi)孔的間隙(0.13~0.16mm)。
3.泄漏及間隙補(bǔ)償
在齒輪泵中存在三處間隙:齒輪端面與前、后端蓋之間的端面間隙,齒頂圓與泵體內(nèi)壁之間的徑向間隙,輪齒嚙合處的嚙合間隙。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。
高壓齒輪泵針對(duì)泄漏量最大處的端面間隙,采用了自動(dòng)補(bǔ)償?shù)妊b置,并盡量減小徑向不平衡力和提高軸與軸承的剛度。
(1)浮動(dòng)軸套式。采用浮動(dòng)軸套的中高壓齒輪泵是把泵出口的壓力油,引到齒輪軸上的浮動(dòng)軸套的外側(cè)腔,在液體壓力作用下,使浮動(dòng)軸套緊貼齒輪的側(cè)面,以消除間隙并補(bǔ)償齒輪側(cè)面和軸套間的磨損量。泵在起動(dòng)時(shí),靠彈簧來產(chǎn)生預(yù)緊力,以保證軸向間隙的密封。
(2)浮動(dòng)側(cè)板式。浮動(dòng)側(cè)板式補(bǔ)償裝置的工作原理與浮動(dòng)軸套式基本相似,它也是將泵的出口壓力油引到浮動(dòng)側(cè)板的背面,這使浮動(dòng)側(cè)板緊貼于齒輪的端面來補(bǔ)償間隙。而在起動(dòng)時(shí),浮動(dòng)側(cè)板是靠密封圈來產(chǎn)生預(yù)緊力的。
(3)撓性側(cè)板式撓性側(cè)板式間隙補(bǔ)償裝置,是把泵的出口壓力油引到側(cè)板的背面,靠側(cè)板自身的變形來補(bǔ)償端面間隙的。由于撓性側(cè)板的厚度較薄,內(nèi)側(cè)面要耐磨。這種結(jié)構(gòu)采取一定措施后,可使側(cè)板外側(cè)面的壓力分布大體上和齒輪側(cè)面的壓力分布相適應(yīng)。
1.困油現(xiàn)象及其消除措施
齒輪泵要平穩(wěn)地工作,齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1,即總是有兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合。這就有一部分油液被圍困在兩對(duì)齒輪所形成的封閉容積之內(nèi)。這個(gè)封閉容積先隨齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小,然后又逐漸增大。封閉容積減小會(huì)使被困油液受擠而產(chǎn)生高壓,并從縫隙中流出,導(dǎo)致油液發(fā)熱,軸承等機(jī)件也受到附加的不平衡負(fù)載作用。封閉容積增大又會(huì)造成局部真空,使油產(chǎn)生氣穴,引起噪聲、振動(dòng)和氣蝕,這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。
消除困油的措施是:在齒輪的兩端蓋上開卸荷槽,使封閉容積減小時(shí)通過右邊的卸荷槽與壓油腔相通,封閉容積增大時(shí)通過左邊的卸荷槽與吸油腔相通。
2.徑向作用力不平衡及其改善措施
在齒輪泵中,液體作用在齒輪外緣的壓力是不均勻的,從低壓腔到高壓腔,壓力沿齒輪旋轉(zhuǎn)方向逐齒遞增。這使齒輪和軸受到徑向不平衡力的作用。徑向不平衡力很大時(shí)能使泵軸彎曲,導(dǎo)致齒頂接觸泵體,產(chǎn)生摩擦,加速軸承的磨損,降低軸承使用壽命。
為了減小徑向不平衡力的影響,常采用的方法有兩個(gè):其一是通過在端蓋上開設(shè)平衡槽,使它們分別與低、高壓腔相通,產(chǎn)生一個(gè)與液壓徑向力平衡的作用;其二是采取縮小壓油口的辦法,使壓油腔的油壓僅作用在1~2個(gè)齒的范圍內(nèi),并適當(dāng)增大齒頂圓與泵體內(nèi)孔的間隙(0.13~0.16mm)。
3.泄漏及間隙補(bǔ)償
在齒輪泵中存在三處間隙:齒輪端面與前、后端蓋之間的端面間隙,齒頂圓與泵體內(nèi)壁之間的徑向間隙,輪齒嚙合處的嚙合間隙。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。
高壓齒輪泵針對(duì)泄漏量最大處的端面間隙,采用了自動(dòng)補(bǔ)償?shù)妊b置,并盡量減小徑向不平衡力和提高軸與軸承的剛度。
(1)浮動(dòng)軸套式。采用浮動(dòng)軸套的中高壓齒輪泵是把泵出口的壓力油,引到齒輪軸上的浮動(dòng)軸套的外側(cè)腔,在液體壓力作用下,使浮動(dòng)軸套緊貼齒輪的側(cè)面,以消除間隙并補(bǔ)償齒輪側(cè)面和軸套間的磨損量。泵在起動(dòng)時(shí),靠彈簧來產(chǎn)生預(yù)緊力,以保證軸向間隙的密封。
(2)浮動(dòng)側(cè)板式。浮動(dòng)側(cè)板式補(bǔ)償裝置的工作原理與浮動(dòng)軸套式基本相似,它也是將泵的出口壓力油引到浮動(dòng)側(cè)板的背面,這使浮動(dòng)側(cè)板緊貼于齒輪的端面來補(bǔ)償間隙。而在起動(dòng)時(shí),浮動(dòng)側(cè)板是靠密封圈來產(chǎn)生預(yù)緊力的。
(3)撓性側(cè)板式撓性側(cè)板式間隙補(bǔ)償裝置,是把泵的出口壓力油引到側(cè)板的背面,靠側(cè)板自身的變形來補(bǔ)償端面間隙的。由于撓性側(cè)板的厚度較薄,內(nèi)側(cè)面要耐磨。這種結(jié)構(gòu)采取一定措施后,可使側(cè)板外側(cè)面的壓力分布大體上和齒輪側(cè)面的壓力分布相適應(yīng)。