第二章齒輪泵

1、1 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 第二章 齒輪泵 一、外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 二、外嚙合齒輪泵的困油現(xiàn)象 第一節(jié) 齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 三、內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 2 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 一、外嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 脫開嚙合的一側(cè)與吸脫開嚙合的一側(cè)與吸 入管連通，進(jìn)入嚙合入管連通，進(jìn)入嚙合 的一側(cè)與排出管連通。的一側(cè)與排出管連通。 請(qǐng)打開“0201外嚙 合齒輪.swf ”文件觀 看動(dòng)畫(鼠標(biāo)單擊) 吸排方向取決于轉(zhuǎn)向。吸排方向取決于轉(zhuǎn)向。 摩擦面較多，適合輸送潤(rùn)滑性的油液。摩擦面較多，適合輸送潤(rùn)滑性的油

2、液。 3 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 內(nèi)漏途徑： 1 1、軸向間隙，齒輪端、軸向間隙，齒輪端 面與前、后蓋板間的面與前、后蓋板間的 間隙。占總漏泄量的間隙。占總漏泄量的 80%左右。左右。 2 2、徑向間隙，齒頂和、徑向間隙，齒頂和 泵體內(nèi)側(cè)的間隙。漏泵體內(nèi)側(cè)的間隙。漏 泄量占泄量占10%15%。 3 3、嚙合間隙。、嚙合間隙。 4 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 實(shí)例 CB-B型外嚙合式齒輪泵的結(jié)構(gòu)圖型外嚙合式齒輪泵的結(jié)構(gòu)圖 油槽油槽c，將端面漏油引回吸入，將端面漏油引回吸入 腔，降低泵體與端蓋間壓力，腔，降低泵體與端蓋間壓力， 防止油外泄。部分端面漏

3、油防止油外泄。部分端面漏油 進(jìn)入各軸承腔幫助潤(rùn)滑。進(jìn)入各軸承腔幫助潤(rùn)滑。 悶蓋悶蓋11和油封（唇形密封圈，和油封（唇形密封圈，由彈性體、由彈性體、 金屬骨架和彈簧組成金屬骨架和彈簧組成 ）5可防止軸承腔漏可防止軸承腔漏 入空氣或向外漏油。入空氣或向外漏油。 5 外嚙合齒輪泵 6 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 二、外嚙合齒輪泵的困油現(xiàn)象 為了運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工 作時(shí)總是前一對(duì)嚙 合齒尚未脫離嚙合， 后一對(duì)齒便己進(jìn)入 嚙合。部分時(shí)間相 鄰兩對(duì)齒同時(shí)嚙合， 形成封閉空間，其 容積先減小后增大， 產(chǎn)生困油現(xiàn)象。 導(dǎo)致：導(dǎo)致： 軸承負(fù)荷軸承負(fù)荷(徑向徑向 力力)增大，增大， 噪音和振動(dòng)增大

4、，噪音和振動(dòng)增大， 容積效率降低容積效率降低， 功率損失增加等。功率損失增加等。 惡化工作性能和惡化工作性能和 縮短使用壽命。縮短使用壽命。 7 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 解決思路解決思路：在不溝通吸排腔的前提下，：在不溝通吸排腔的前提下， 使封閉容積減小時(shí)使它和排出腔相通，使封閉容積減小時(shí)使它和排出腔相通， 增大時(shí)和吸入腔相通。增大時(shí)和吸入腔相通。 如何解決困油現(xiàn)象？ 8 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 最常用的方法是開卸荷槽最常用的方法是開卸荷槽： a.在兩端蓋內(nèi)側(cè)各挖兩個(gè)矩形凹槽，它們的內(nèi)在兩端蓋內(nèi)側(cè)各挖兩個(gè)矩形凹槽，它們的內(nèi) 邊緣正好與封閉容積

5、最小時(shí)兩嚙合點(diǎn)邊緣正好與封閉容積最小時(shí)兩嚙合點(diǎn)A、B相相 接。接。 b.中、高壓齒輪泵在圖中、高壓齒輪泵在圖(b)位置時(shí)，容積位置時(shí)，容積Va仍在仍在 繼續(xù)減小，繼續(xù)減小，為更好地解決問(wèn)題，可使用為更好地解決問(wèn)題，可使用非對(duì)非對(duì) 稱卸荷槽：一對(duì)槽向吸入端偏移稱卸荷槽：一對(duì)槽向吸入端偏移適當(dāng)距離。適當(dāng)距離。 9 c.只在排油側(cè)開設(shè)偏向中心線的卸荷槽，使封閉只在排油側(cè)開設(shè)偏向中心線的卸荷槽，使封閉 容積存在期間始終與排油卸荷槽相通，而當(dāng)封閉容積存在期間始終與排油卸荷槽相通，而當(dāng)封閉 容積與吸油腔相通時(shí)正好脫離卸荷槽。容積與吸油腔相通時(shí)正好脫離卸荷槽。 10 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear

6、Pump 齒輪泵中需開卸荷槽解決困油現(xiàn)象的是正齒輪泵。 斜齒輪或人字齒輪泵的一對(duì)齒在排出腔端剛進(jìn)入 嚙合形成齒封空間時(shí)，靠吸入腔的另一端即將脫 開嚙合，可避免困油現(xiàn)象。在常用的船用泵中， 需要解決困油現(xiàn)象的泵有齒輪泵和葉片泵。 11 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 問(wèn)題：齒輪泵端蓋開卸荷槽后，如果對(duì)漏泄 沒(méi)有影響，那么泵的流量比不開卸荷槽之前 如何變化？ 流量稍有增加：因?yàn)榉忾]空間的油可從卸荷 槽擠入到排出腔；而不開卸荷槽時(shí)這部分油 被帶回到吸入腔。 12 三、內(nèi)嚙合齒輪泵的結(jié)構(gòu)和工作原理 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 1.帶月牙形隔板的可逆轉(zhuǎn)內(nèi)嚙合齒輪泵

7、帶月牙形隔板的可逆轉(zhuǎn)內(nèi)嚙合齒輪泵 ()泵軸轉(zhuǎn)向改變，靠 嚙合齒作用力使隔板轉(zhuǎn)過(guò) 180，吸排方向不變。齒輪 比齒環(huán)齒數(shù)少，齒輪與齒環(huán) 轉(zhuǎn)向相同，齒輪比齒環(huán)轉(zhuǎn)速 大。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，吸入性能優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，吸入性能 好，好，易消除困油現(xiàn)象，易消除困油現(xiàn)象，流量流量 脈動(dòng)小，工作平穩(wěn)，噪音小。脈動(dòng)小，工作平穩(wěn)，噪音小。 缺點(diǎn)：制造工藝復(fù)雜，漏瀉缺點(diǎn)：制造工藝復(fù)雜，漏瀉 途徑多，容積效率較外齒輪途徑多，容積效率較外齒輪 泵低。泵低。 請(qǐng)打開“0206內(nèi)嚙合齒 輪.swf ”文件觀看動(dòng)畫(鼠標(biāo) 單擊) 13 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 2、 轉(zhuǎn)子泵 外轉(zhuǎn)子比內(nèi)轉(zhuǎn)子齒數(shù)多1個(gè)(7

8、-6=1，或5-4=1) ，兩者圓心 偏心，轉(zhuǎn)向相同，轉(zhuǎn)速不同。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：吸人性能好，適于高轉(zhuǎn)速；齒數(shù)少，工作容積大，齒數(shù)少，工作容積大， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，壽命長(zhǎng)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，壽命長(zhǎng)； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：流量和壓力脈動(dòng)較大；密封性差，容積效率低。流量和壓力脈動(dòng)較大；密封性差，容積效率低。 14 15 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 第二節(jié)第二節(jié) 齒輪泵的特點(diǎn)和管理齒輪泵的特點(diǎn)和管理 一、齒輪泵的特點(diǎn)一、齒輪泵的特點(diǎn) 二、齒輪泵的管理二、齒輪泵的管理 三、齒輪泵常見故障的分析三、齒輪泵常見故障的分析 16 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear

9、 Pump 一、齒輪泵的特點(diǎn)一、齒輪泵的特點(diǎn) 屬容積式泵，徑向力不平衡，漏泄途徑多，屬容積式泵，徑向力不平衡，漏泄途徑多， 密封性較差。密封性較差。 1、有一定的自吸能力，但不如往復(fù)泵。有一定的自吸能力，但不如往復(fù)泵。 排氣時(shí)密封性差，形成的吸入真空度小，自 吸高度不高。 2、理論流量由工作部件的尺寸和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，與理論流量由工作部件的尺寸和轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，與 排出壓力無(wú)關(guān)，不允許關(guān)排出閥節(jié)流調(diào)節(jié)流量。排出壓力無(wú)關(guān)，不允許關(guān)排出閥節(jié)流調(diào)節(jié)流量。 Qt=(6.667)zm2Bn10-6=(6.667) D2Bn / z10-6 L/min 中低壓齒輪泵齒數(shù)多（流量均勻），系數(shù)取小 值6.66；高壓齒輪泵

10、齒數(shù)少，系數(shù)取大值7。 17 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 影響齒輪泵容積效率的因素：影響齒輪泵容積效率的因素： (1)密封間隙：密封間隙： (2)排出壓力：排出壓力： (3)吸入壓力：吸入壓力： (4)油的溫油的溫 度和粘度：度和粘度： (5)轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速： 齒輪端面間隙齒輪端面間隙(是最主要的泄漏是最主要的泄漏)、齒頂、齒頂 間隙、嚙合齒之間。泄漏量與間隙的立間隙、嚙合齒之間。泄漏量與間隙的立 方成正比，方成正比，主要檢查齒輪端面間隙主要檢查齒輪端面間隙。 泄漏量與間隙兩端的壓差成正比。泄漏量與間隙兩端的壓差成正比。 吸入壓力低，氣體析出，容積效率低。吸入壓力低，氣體析出

11、，容積效率低。 溫度高則粘度低，泄漏大；油溫過(guò)低粘度溫度高則粘度低，泄漏大；油溫過(guò)低粘度 太大，吸入真空度大，析出氣體多，容積太大，吸入真空度大，析出氣體多，容積 效率低。效率低。 轉(zhuǎn)速低理論流量小，轉(zhuǎn)速高吸入困難，都轉(zhuǎn)速低理論流量小，轉(zhuǎn)速高吸入困難，都 會(huì)使容積效率低。會(huì)使容積效率低。 齒輪泵實(shí)際流量Q = Qt v 18 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 齒輪泵流量連續(xù)，但有脈動(dòng)（每瞬間擠入齒間的 輪齒體積周期性地變化 ），噪聲較大。齒數(shù)越少， 流量脈動(dòng)率Q越大。外嚙合齒輪泵流量脈動(dòng)率Q 在1127范圍內(nèi)，與三作用電動(dòng)往復(fù)泵相近。 內(nèi)嚙合齒輪泵Q較小，約為13。 3、能達(dá)到

12、的排出壓力與工作部件尺寸、轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。能達(dá)到的排出壓力與工作部件尺寸、轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。 為防止泵工作壓力超過(guò)額定值，應(yīng)設(shè)安全閥。為防止泵工作壓力超過(guò)額定值，應(yīng)設(shè)安全閥。 齒輪泵工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生徑向力。齒輪泵工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生徑向力。 19 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 徑向力分析Radial Force a.主、從動(dòng)齒輪所受 徑向力大小不等(從動(dòng) 齒輪受力較大)，方向 不同。 b. 徑向力使軸彎曲，徑向力使軸彎曲， 加大軸承徑向負(fù)荷。加大軸承徑向負(fù)荷。 c.泵的額定排壓泵的額定排壓pD主主 要取決于泵的密封性要取決于泵的密封性 能和軸承承載能力。能和軸承承載能力。 減小徑向力的常用方法是縮小

13、排出口。 20 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 高壓齒輪泵在結(jié)構(gòu)上采取的措施：高壓齒輪泵在結(jié)構(gòu)上采取的措施： 采用密封間隙自動(dòng)補(bǔ)償裝置：軸向間隙自動(dòng)補(bǔ)采用密封間隙自動(dòng)補(bǔ)償裝置：軸向間隙自動(dòng)補(bǔ) 償裝置及徑向間隙自動(dòng)補(bǔ)償裝置。償裝置及徑向間隙自動(dòng)補(bǔ)償裝置。 采取減小徑向液壓力的措施、采用承載能力高采取減小徑向液壓力的措施、采用承載能力高 的軸承、改善軸承的潤(rùn)滑和冷卻條件。的軸承、改善軸承的潤(rùn)滑和冷卻條件。 4、可由電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，、可由電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉， 易損件少，工作可靠。易損件少，工作可靠。 5、摩擦面較多，僅適用于排送潤(rùn)滑性好的油類、摩

14、擦面較多，僅適用于排送潤(rùn)滑性好的油類 在船上，齒輪泵一般被用作排出壓力不高、流量在船上，齒輪泵一般被用作排出壓力不高、流量 不大、及對(duì)流量和排出壓力的均勻性要求不嚴(yán)的不大、及對(duì)流量和排出壓力的均勻性要求不嚴(yán)的 場(chǎng)合，如各種輸油泵等。場(chǎng)合，如各種輸油泵等。 21 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 二、齒輪泵的管理二、齒輪泵的管理 1、檢修時(shí)注意電動(dòng)機(jī)的接線不要接錯(cuò)。、檢修時(shí)注意電動(dòng)機(jī)的接線不要接錯(cuò)。吸、排口徑不同、吸、排口徑不同、 卸荷槽非對(duì)稱設(shè)計(jì)、安全閥。卸荷槽非對(duì)稱設(shè)計(jì)、安全閥。 2 2、泵和電機(jī)保持良好對(duì)中，聯(lián)軸節(jié)不同心度、泵和電機(jī)保持良好對(duì)中，聯(lián)軸節(jié)不同心度 0.05mm

15、。 3、齒輪泵雖有自吸能力，但起動(dòng)前應(yīng)灌油。、齒輪泵雖有自吸能力，但起動(dòng)前應(yīng)灌油。 5、防止吸入壓力過(guò)低和吸入空氣。、防止吸入壓力過(guò)低和吸入空氣。油中氣體析出降低油中氣體析出降低 容積效率，容積效率，產(chǎn)生液壓沖擊和噪聲即產(chǎn)生液壓沖擊和噪聲即“氣穴現(xiàn)象氣穴現(xiàn)象”。吸吸 入空氣使流量減少，產(chǎn)生噪聲。入空氣使流量減少，產(chǎn)生噪聲。 4、不宜超出額定排出壓力工作。防原動(dòng)機(jī)過(guò)載，軸承、不宜超出額定排出壓力工作。防原動(dòng)機(jī)過(guò)載，軸承 負(fù)荷過(guò)大，工作部件變形，磨損和漏泄增加。負(fù)荷過(guò)大，工作部件變形，磨損和漏泄增加。 22 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 6、保持合適的溫度和粘度。、保持合適的溫

16、度和粘度。油溫高或粘度低則漏油溫高或粘度低則漏 泄增加，還容易產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象；粘度高會(huì)使吸入泄增加，還容易產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象；粘度高會(huì)使吸入 困難，容積效率降低。適宜粘度困難，容積效率降低。適宜粘度2533 mm2 /s。 7、保持適當(dāng)?shù)拿芊忾g隙。、保持適當(dāng)?shù)拿芊忾g隙。漏泄量與密封間隙的立漏泄量與密封間隙的立 方成正比。方成正比。端面間隙端面間隙對(duì)泵的自吸能力和容積效率對(duì)泵的自吸能力和容積效率 影響最大?？捎脡恒U法測(cè)出。端面間隙可用紙墊影響最大?？捎脡恒U法測(cè)出。端面間隙可用紙墊 厚度來(lái)調(diào)整。厚度來(lái)調(diào)整。 8、低壓齒輪泵吸口設(shè)、低壓齒輪泵吸口設(shè)100目的濾油網(wǎng)即可，液壓目的濾油網(wǎng)即可，液壓 泵吸口需設(shè)較

17、大目數(shù)的濾網(wǎng)泵吸口需設(shè)較大目數(shù)的濾網(wǎng) 23 三、齒輪泵常見故障的分析三、齒輪泵常見故障的分析 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 1、起動(dòng)后不能排油或流量不足、起動(dòng)后不能排油或流量不足 不能建立足夠大吸入真空度的原因：不能建立足夠大吸入真空度的原因： （1）密封間隙過(guò)大，內(nèi)漏嚴(yán)重；）密封間隙過(guò)大，內(nèi)漏嚴(yán)重； （2）新泵及拆修過(guò)的泵齒輪表面未澆油，難以）新泵及拆修過(guò)的泵齒輪表面未澆油，難以 自吸；自吸； （3）泵轉(zhuǎn)速過(guò)低、反轉(zhuǎn)或卡阻；）泵轉(zhuǎn)速過(guò)低、反轉(zhuǎn)或卡阻； （4）吸入管漏氣或吸口露出液面。）吸入管漏氣或吸口露出液面。 有較大吸入真空度而不能正常吸入的原因有較大吸入真空度而不能正

18、常吸入的原因： （5）吸高太大（液壓泵一般）吸高太大（液壓泵一般 500 mm）；）； （6）油溫太低，粘度太大；）油溫太低，粘度太大； 24 （7）吸入管路阻塞，如吸入濾器臟堵或吸入）吸入管路阻塞，如吸入濾器臟堵或吸入 閥未開等。閥未開等。 其他原因：其他原因： （8）油溫過(guò)高或吸入油中的氣泡太多，產(chǎn)生）油溫過(guò)高或吸入油中的氣泡太多，產(chǎn)生 “氣穴現(xiàn)象氣穴現(xiàn)象”； （9）排出管漏泄或旁通，安全閥或彈簧太松）排出管漏泄或旁通，安全閥或彈簧太松 （10）排出閥未開或排出管濾器堵塞，安全）排出閥未開或排出管濾器堵塞，安全 閥頂開。閥頂開。 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 25 船舶輔機(jī)第2章 齒輪泵齒輪泵 Gear Pump 2.工作噪聲太大工作噪聲太大 （1）液體噪聲）液體噪聲 漏入空氣或產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象而引起，后者看前條漏入空氣或產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象而引起，后者看前條 （5）至（）至（8）項(xiàng)；）項(xiàng)； （2）機(jī)械噪聲）機(jī)械噪聲 泵與原動(dòng)機(jī)對(duì)中不良、滾動(dòng)軸承損壞或松動(dòng)