齒輪泵的工作原理課件

第一節(jié)齒輪泵2-1-1齒輪泵的工作原理簡單構(gòu)造一對互相嚙合的齒輪(Theteethmeshed)主動輪由原動機(jī)帶動回轉(zhuǎn)，齒頂和端面被泵體和前后端蓋包圍由于相嚙合齒的分隔，吸入腔和排出腔隔開吸入和排出圖示方向回轉(zhuǎn)時(shí)，齒C退出嚙合，其齒間V增大，P降低，液體在吸入液面P作用下，經(jīng)吸入口流入隨齒輪回轉(zhuǎn)，吸滿液體的齒間轉(zhuǎn)過吸入腔，沿殼壁轉(zhuǎn)到排出腔當(dāng)重新進(jìn)入嚙合時(shí)，齒間的液體即被輪齒擠出結(jié)構(gòu)特點(diǎn)泵如果反轉(zhuǎn)，吸排方向相反嚙合緊密，齒頂和端面間隙都小，液體不會大量漏回吸入腔磨擦面較多，只用來排送有潤滑性的油液圖2—1外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)(externalgearrotarypump)2-1-2齒輪泵的困油現(xiàn)象外齒輪泵一般采用漸開線(involute)

齒形為轉(zhuǎn)運(yùn)平穩(wěn)，要求齒輪的重迭系數(shù)ε大于1前一對嚙合齒尚未脫離嚙合時(shí)，后一對齒便已進(jìn)入嚙合。在部分時(shí)間內(nèi)相鄰兩對齒會同時(shí)處于嚙合狀態(tài)，形成一個(gè)封閉空間，使一部分油液困在其中，而這封閉空間的容積又將隨著齒輪的轉(zhuǎn)動而變化(先縮小，然后增大)，從而產(chǎn)生困油現(xiàn)象。圖2—2齒輪泵的困油現(xiàn)象2-2-2困油現(xiàn)象的危害和排除危害（當(dāng)封閉V減小時(shí)，液體受擠壓而P急劇升高，油液將從縫隙中強(qiáng)行擠出）產(chǎn)生噪音和振動使軸承受到很大的徑向力功率損失增加。容積效率降低（當(dāng)封閉V增大時(shí)，P下降，析出氣泡）對泵的工作性能和使用壽命都有害排除(設(shè)法在封閉V變小時(shí)使之和排出腔溝通，而在增大時(shí)和吸入腔溝通)開卸荷槽(圖2—2(b)的虛線)。結(jié)構(gòu)簡單，容易加工，且對稱布置，泵正、反轉(zhuǎn)時(shí)都適用，因此被廣泛采用。對稱卸荷槽還不十分完善（還有噪音和振動）2-1-3齒輪泵的徑向力-圖2-3徑向力增加軸承的負(fù)荷，影響泵的壽命工作P越高，徑向力就越大對高壓齒輪泵，要設(shè)法限制徑向力，提高軸承壽命2-1-4齒輪泵的流量-圖2—4

理論上帶到排出腔的油液體積應(yīng)等于齒間工作容積每轉(zhuǎn)的Qt應(yīng)為兩個(gè)齒輪全部齒間工作容積之和?？杉僭O(shè)齒間工作容積與齒的有效體積相等。每轉(zhuǎn)Qt是一個(gè)齒輪的齒間工作容積與輪齒有效體積的總和近似等于齒的有效部分所掃過的一個(gè)徑向?qū)挾葹?m的環(huán)形體積2-1-4齒輪泵的流量公式用上述計(jì)算泵的Qt時(shí)，數(shù)值偏小應(yīng)乘上修正系數(shù)K。平均Qt為：式中：D——分度圓直徑，mm；m——模數(shù)(m=D／z，z為齒數(shù))，mm；B——齒寬，mm；n——轉(zhuǎn)速，r／min；，K——修正系數(shù)，一般為1．05～1．15。2-1-4提高齒輪泵理論流量途徑增加齒輪的直徑、齒寬、轉(zhuǎn)速和減少齒數(shù)。n過高會使輪齒轉(zhuǎn)過吸入腔的時(shí)間過短n和直徑增加使齒輪的圓周速度增加，離心力加大增加吸入困難，齒根處P降低，可能析出氣體，導(dǎo)致Q減小，造成振動和產(chǎn)生噪聲，甚至使泵無法工作。故最大圓周速度應(yīng)根據(jù)所輸油的粘度而予以限制，最大圓周速度不超過5～6m／s，最高轉(zhuǎn)速一般在3000r／min左右。加大齒寬會使徑向力增大，齒面接觸線加長，不易保持良好的密封。減少齒數(shù)雖可使齒間V加大而Q增加，但會使Q的不均勻度加重。2-1-4影響齒輪泵ηv的主要因素密封間隙(內(nèi)漏)齒輪端面和蓋板間的軸向間隙齒頂和泵體內(nèi)側(cè)的徑向間隙輪齒的嚙合線這些漏泄量約占總漏泄量的70％～80％，漏泄量的大小是與間隙值的立方成正比，故密封間隙特別是軸向間隙對泵的ηv影響甚大。排出壓力漏泄量與間隙兩端的壓差成正比。內(nèi)漏較多，在排P升高時(shí)，Q的下降要比往復(fù)泵大吸入壓力吸入真空度增加時(shí)，氣體析出量增加，ηv亦將降低。2-1-4影響齒輪泵ηv的因素油液的溫度和粘度(viscosity)

油液的T越高，μ越低，漏泄量就越大但油T過低則μ太大，又會使吸入條件變差，吸入真空度變大，析出氣體增多，也會使ηv下降。轉(zhuǎn)速漏泄量與n關(guān)系不大n低Qt就小，會使ηv降低當(dāng)n<200～300r／min，ηv將降到不能容許的地步n過高又會造成吸入困難，也使ηv降低。外齒輪泵的ηv=0.7～0.9，用間隙自動補(bǔ)償裝置時(shí)，ηv可達(dá)0.8～0.96。2-1-4高壓齒輪泵采取的措施液壓間隙自動補(bǔ)償裝置軸向間隙補(bǔ)償在齒輪端面與泵體之間設(shè)浮動元件將排出壓力引至該元件的外側(cè)(靠排出側(cè),橡皮圈限定區(qū)域內(nèi))使其液壓力稍大于內(nèi)側(cè)向外的液壓力（使浮動元件貼靠齒輪）自動補(bǔ)償齒輪端面磨損而增加的間隙（軸向間隙始終很?。较蜷g隙自動補(bǔ)償--有些高壓泵采用2-1-4高壓齒輪泵采取的措施徑向力平衡措施用平衡或減小徑向力的措施用承載能力高的軸承，并改善軸承的潤滑和冷卻條件。按額定排出壓力pH高低可分為：低壓齒輪泵(pH≤2.5MPa)；中壓齒輪泵(pH＝2.5～8MPa)高壓齒輪泵(pH≥8MPa)。2-1-4齒輪泵的特點(diǎn)4.流量連續(xù)，有脈動外嚙合齒輪泵σQ在11％～27％范圍內(nèi)，噪聲較大Z越少，σQ越大內(nèi)齒輪泵σQ較小，約為1％一3％，噪聲也較小。5．結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉。工作部件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動無泵閥允許采用較高n，通?？膳c電動機(jī)直聯(lián)與同樣Q的往復(fù)泵相比，尺寸、重量小易損件少，耐撞擊．工作可靠6．磨擦面較多用于排送不含固體顆粒并具有潤滑性的油類。2-1-6典型結(jié)構(gòu)-外嚙合齒輪泵有直齒、斜齒、人字齒等幾種齒輪，一般采用漸開線齒形。見下圖主動和從動齒輪是由右和左螺旋齒輪拼成的入字齒輪既能承受較大負(fù)荷，又可避免產(chǎn)生軸向推力。齒輪4空套在從動軸上以補(bǔ)償制造、安裝時(shí)出現(xiàn)的誤差具有一定的自整位能力齒輪兩端面有配合良好的蓋板泵軸裝在單列向心球軸承上。在泵體和端蓋之間墊有紙墊16紙墊厚度可改變齒輪端面與蓋板之間的軸向間隙。圖2—5外嚙合齒輪泵2-1-6典型結(jié)構(gòu)-外嚙合齒輪泵防超過額定Pd，裝設(shè)有安全閥(safetyvalve)安全閥閥體是一空心的圓柱體左端帶有錐形密封面當(dāng)作用在環(huán)形凸肩上的壓力超過彈簧值時(shí)，閥開啟，溝通排、吸兩端泵的轉(zhuǎn)向必須符合規(guī)定為防止油液外漏，設(shè)有機(jī)械軸封是廣泛使用的一種密封方式主要密封面是軸靜環(huán)11和動環(huán)12構(gòu)成動、靜環(huán)的材料分別為硬質(zhì)材料和軟質(zhì)材料做成2-1-6典型結(jié)構(gòu)-外嚙合齒輪泵與填料密封相比，機(jī)械軸封的主要優(yōu)點(diǎn)是：(1)密封性能好(2)使用壽命長。(3)摩擦功耗少。(4)軸或軸套基本不被磨損(5)適用范圍廣，（用于高溫、高壓、有毒或有腐蝕性）Mechanicalseals(1)Theprovisionofrotaryshaftsealsinsteadoftheusualstuffingboxandgland,whereconditionsaresuitable,possessesmanyadvantages.Thepowerabsorbedislowerandisconstant,whereasaglandexcessivelytightenedcausesaconsiderableincreaseinpowerabsorbed.Insmallpumpsthismayresultinoverloadingthemotor.Mechanicalseals(3)Materialsusedforthevarioussealpartsareasfollows:Carbonstationaryring.Syntheticrubberring.Bronzerotatingringwithbronzespringforstandardandallgunmetalpumps.Stainlesssteelrotatingringforallironpumps.Fornon-lubricatingliquids,suchasammonia,glycol,petrol,paraffin,transformerandquenchingoil,etc.,therotatingringismadeofstainlesssteeltogiveahardersurface.Thesesealsarespeciallydesignedtosuitthedimensionsofthestandardshaftsleevesandstuffingboxes.2-1-6典型結(jié)構(gòu)-外嚙合齒輪泵缺點(diǎn)：制造工藝性要求高,價(jià)格較貴密封元件的拆裝更換比較麻煩對使用條件的要求也比較嚴(yán)格。如液體帶有磨料性懸浮固體顆粒，則機(jī)械軸封必須采用特殊的設(shè)計(jì)?；剞D(zhuǎn)泵在低壓條件下也常采用皮碗密封思考題1.與填料密封相比，采用機(jī)械密封有哪些優(yōu)點(diǎn)?2．機(jī)械密封在使用上要注意什么問題?3．齒輪泵有自吸能力，為什么新泵和大修后的泵起動前要向泵內(nèi)灌油？4．齒輪泵有何特點(diǎn)?高壓齒輪泵在結(jié)構(gòu)上有何特點(diǎn)?選擇題判斷齒輪泵轉(zhuǎn)向的依據(jù)是

。

A原動機(jī)轉(zhuǎn)向B安全閥的位置

C吸排口方向D齒輪嚙合狀況吸入管漏氣是齒輪泵產(chǎn)生嘈音的主要原因，一般可用

方法來檢測漏氣點(diǎn)。

A澆油B燭火C煤油白粉法D鹵素?zé)魴z漏齒輪泵困油現(xiàn)象不會導(dǎo)致

。

A軸承負(fù)荷增大B工作噪聲增大

C容積效率降低D排出壓力增大選擇題消除齒輪泵困油的常用方法是

。

A降低油溫B減少流量C在端蓋上開卸荷槽D調(diào)整齒輪嚙合間隙在拆檢和裝配齒輪泵時(shí)應(yīng)注意檢查

間隙。

A齒頂與泵殼B齒輪端面部位

C齒嚙合處D泵軸伸出泵殼處選擇題齒輪泵開卸荷槽其流量

:A.稍有下降B.稍有增加C.不受影響D.明顯增加齒輪泵會產(chǎn)生困油現(xiàn)象的原因。

A排出口太小B轉(zhuǎn)速較高

C．齒輪端面間隙調(diào)整不當(dāng)

D部分時(shí)間兩對相鄰齒同時(shí)嚙合限制齒輪泵轉(zhuǎn)速提高的主要原因是。

A原動機(jī)轉(zhuǎn)速難以提高B會使軸承負(fù)荷過大

C會增加吸入困難D會使齒輪磨損過大2-1-6內(nèi)嚙合齒輪泵有兩種形式帶月牙形隔板的內(nèi)齒輪泵擺線轉(zhuǎn)子泵。圖2—6所示為一種帶月牙形隔板的可逆轉(zhuǎn)內(nèi)嚙合齒輪泵。2-1-6內(nèi)嚙合齒輪泵齒環(huán)3與圓盤泵軸一體。底盤6上有月牙形隔板2和與泵軸偏心的短軸，短軸上空套著齒輪1。當(dāng)泵軸帶齒環(huán)轉(zhuǎn)動時(shí)，與其內(nèi)嚙合的齒輪也轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生吸排作用。底盤6的背面圓心處有帶彈簧的鋼球，當(dāng)軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，嚙合力使底盤轉(zhuǎn)至其銷釘4卡到半圓形環(huán)槽的最右端位置為止，泵是下吸上排。當(dāng)軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，嚙合力使底盤轉(zhuǎn)過180°，泵的吸排方向不變2-1-6內(nèi)嚙合齒輪泵優(yōu)點(diǎn)（與外嚙合齒輪泵相比）泵的吸油區(qū)大、流速低、吸入性能好，流量脈動小，流量脈動率σQ=1％～3％嚙合長度較長，工作平穩(wěn)，特殊齒形將困油現(xiàn)象減輕，或在齒環(huán)各齒谷中開徑向孔導(dǎo)油，從而完全消除困油現(xiàn)象，噪聲很低。缺點(diǎn)是制造工藝較復(fù)雜且漏泄途徑多，ηv低，65％～75％。2-1-6轉(zhuǎn)子泵-圖2—7外轉(zhuǎn)子比內(nèi)轉(zhuǎn)子多一個(gè)齒，二者軸線偏心，異速轉(zhuǎn)動。采用擺線齒形。采用皮碗軸封。皮碗的制造、安裝和維護(hù)較簡單，成本低，但唇邊的磨損較重，功率消耗較大。2-1-6轉(zhuǎn)子泵特點(diǎn)轉(zhuǎn)子泵優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)子泵配流口的中心角較大；且為側(cè)向吸入，不受離心力影響，故吸入性能好能用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)齒數(shù)較少，工作空間容積較大結(jié)構(gòu)簡單緊湊兩個(gè)轉(zhuǎn)子同向回轉(zhuǎn)且只差一個(gè)齒，故相對滑動速度很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，壽命長。缺點(diǎn)齒數(shù)少時(shí)流量和壓力脈動較大而且密封性較差，ηv較低制造工藝不如漸開線齒輪簡單。2-1-7齒輪泵管理要點(diǎn)1.注意泵的轉(zhuǎn)向和連接反轉(zhuǎn)會使吸排方向相反泵和電機(jī)保持良好對中，最好用撓性連接（flexibility）2.齒輪泵雖有自吸能力起動前泵內(nèi)要存有油液（否則嚴(yán)重摩損）吸油高度一般不大于0.5m。3.機(jī)械軸封屬于較精密的部件拆裝時(shí)要防止損傷密封元件安裝時(shí)應(yīng)在軸上涂滑油，按正確次序裝入，用手推動環(huán)時(shí)應(yīng)有浮動性。上緊軸封蓋時(shí)要均勻，機(jī)械軸封一定要防止干摩擦。2-1-7齒輪泵管理要點(diǎn)4.不宜超額定P工作會使原動機(jī)過載，加大軸承負(fù)荷，使工作部件變形，磨損和漏泄增加，嚴(yán)重時(shí)造成卡阻。5.要防止吸口真空度大于允許吸上真空度否則不能正常吸入當(dāng)吸入P過低時(shí)，會產(chǎn)生“氣穴現(xiàn)象”油在低壓區(qū)析出許多氣泡，Q降低當(dāng)氣泡到高壓區(qū)時(shí)，空氣重新溶入油中，形成局部真空，四周的高壓油液就會以高速流過來填補(bǔ)產(chǎn)生液壓沖擊，并