上海千实工程师解析外啮合齿轮泵的工作原理

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齿轮泵是一种罕用的液压泵，它的重要特征是构造简朴，制作复杂，体积小，分量轻，自吸性好，对油液净化不敏感，工作牢靠；其重要缺陷是流量和压力脉动大，噪声大，排量不可调。齿轮泵被普遍地运用于采矿装备，冶金装备，修建机械，工程机械，农林机械等各个行业。

齿轮泵的结构由两个齿轮相互啮合在一起而构成的泵称为齿轮泵。它是依靠齿轮的轮齿啮合空间的容积变化来输送液体的，它属于回转泵，也可以认为属于容积泵。齿轮泵的种类较多。按啮合方式可以分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵；按轮齿的齿形可分为正齿轮泵、斜齿轮泵和人字齿轮泵等。

外啮合齿轮泵是由两个参数相同的渐开线齿轮、泵体、端盖、传动轴、轴承等零件组成的，齿顶圆与泵体内表面、齿端面与端盖之间间隙都很小，因此，齿轮的啮合线将齿轮两侧分成两个相互隔离的密封容积A和B。当齿轮由电动机带动按图示方向旋转时，在A腔，轮齿逐渐退出啮合，于是密封容积A逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下从吸液口进入A腔。随着齿轮的旋转，A腔中的油液由齿谷带到B腔。而在B腔，由于轮齿逐渐进入啮合，容积在减小，齿间的油液被挤压出去，经排液口排出。当齿轮连续旋转时，A腔和B腔将连续不断地吸液和排液。

齿轮泵工作过程中，轮齿的啮合线一直起着分隔高、低压腔的作用。因此，在齿轮泵中不需要设置专门的配流机构，这是齿轮泵与其它容积式液压泵的不同之处。所以齿轮泵的结构较其它类型的容积式液压泵简单。

齿轮泵遵照其啮合情势的不同，有外啮合和内啮合两种，其中外啮合齿轮泵运用较广，而内啮合齿轮泵则多为辅佐泵。

泵体内互相啮合的主、从动齿轮2和3与两端盖及泵体一起形成密封工作容积，齿轮的啮合点将左、右两腔隔开，形成了吸、压油腔，当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合，密封工作腔容积一直增大，形成部分真空，油液在大气压力作用下从油箱经吸油管进进吸油腔，并被旋转的轮齿带进左侧的压油腔。左侧压油腔内的轮齿一直进进啮合，使密封工作腔容积减小，油液遭到挤压被排往体系，这就是齿轮泵的吸油和压油历程。在齿轮泵的啮合历程中，啮合点沿啮合线，把吸油区和压油区离开。

齿轮泵要颠簸地工作，齿轮啮合时的重叠系数必需大于1，即至少有一对以上的轮齿同时啮合，因而，在工作历程中，就有一部分油液困在两对轮齿啮合时所形成的关闭油腔之内，这个密封容积的大小随齿轮转动而变更。密封容积逐步减小；密封容积逐步增大；密封容积又会减小，如此发生了密封容积周期性的增大减小。受困油液遭到挤压而发生霎时低压，密封容腔的受困油液若无油道与排油口相通，油液将从缝隙中被挤出，招致油液发热，轴承等零件也遭到附加冲击载荷的作用；若密封容积增大时，无油液的弥补，又会形成部分真空，使溶于油液中的气体分别进去，发生机穴，这就是齿轮泵的困油景象。

困油景象使齿轮泵发生激烈的噪声，并引起振动和汽蚀，同时下降泵的容积效力，影响工作的颠簸性和运用寿命。清除困油的方式，通常是在两端盖板上开卸槽，当关闭容积减小时，通过右边的卸菏槽与压油腔相通，而关闭容积增大时，通过左边的卸荷槽与吸油腔通，两卸荷糟的间距必需确保在任何时分都不使吸、排油相通。

在齿轮泵中，油液作用在轮外缘的压力是不平均的，从低压腔到低压腔，压力沿齿轮旋转的方向逐齿递增，因而，齿轮和轴遭到径向不均衡力的作用，工作压力越高，径向不均衡力越大，径向不均衡力很大时，能使泵轴曲折，招致齿顶压向定子的低压端，使定子偏磨，同时也减速轴承的磨损，下降轴承运用寿命。为了减小径向不均衡力的影响，常采取减少压油口的方式，使压油腔的压力仅作用在一个齿到两个齿的规模内，同时，恰当增大径向间隙，使齿顶不与定子内外表发生金属接触，并在支持上多采取滚针轴承或滑动轴承。

常采取的主动弥补端面间隙安装有：浮动轴套式（Floating Bush Bearing）或弹性侧板式（Elastic Side Plate）两种，其原理都是引进压力油使轴套或侧板紧贴在齿轮端面上，压力愈高，间隙愈小，可主动弥补端面磨损和减小间隙。齿轮泵的浮动轴套是浮动安装的，轴套外侧的空腔与泵的压油腔相通，当泵工作时，浮动轴套受油压的作用而压向齿轮端面，将齿轮两正面压紧，从而弥补了端面间隙。