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齿轮泵困油现象的分析

发布日期:2017-03-17 点击: 次

困油现象是齿轮泵普遍存在的问题之一,也是反映齿轮泵运行特性的重要点之一。困油现象的存在严重制约了齿轮泵的发展及应用。为了使一对齿轮能够连续地传动,必须保证前一对轮齿尚未脱离啮合时,后一对轮齿就必须及时进入啮合。从理论上讲,保证齿轮副的连续传动,但是由于齿轮的加工、安装有误差,并且齿轮在实际传动中产生磨损,影响重合度,所以为了确保齿轮传动的连续,应使计算所得的重合度值:必须大于1。

直齿齿轮副啮合重合度二大于1时,则有可能同时有两对轮齿参与啮合,即在轮齿转动过程中,前一对啮合轮齿尚未退出啮合时,后一对轮齿已经进入啮合。由于直齿齿轮轮齿沿整个齿宽方向进入啮合、退出啮合,从而在两对齿轮之间形成一个既不与吸油腔相通也不与排油腔相通的密闭容积,随着齿轮的转动,封在困油区油液体积的大小发生变化。当前一对轮齿尚未脱离啮合,而后一对轮齿进入啮,此时容积逐渐减小,直至达到,密闭容积为最小,在这个过程中,被困的油液受到挤压,使啮合阻力突增,对轴和轴承产生冲击载荷,并且产生振动和噪声;随着齿轮继续旋转,密闭容积又逐渐增大,直至达到,密闭容积为最大,在这个过程中,密闭容积中产生真空现象,使溶于油液中的气体分离出来,产生气泡,带来气蚀、噪声、振动、流量和压力脉动等,这就是齿轮泵的困油现象。困油现象严重危害了齿轮泵的性能和寿命,为了减轻这种危害,在设计与制造泵时应尽量消除或避免。

对于直齿齿轮泵,消除困油的常用方法是在对应于上述过渡区的左右端盖(或者侧板、轴套、轴承座圈)开设卸荷槽,卸荷槽的结构形式一般有以下三种

(1)相对两啮合齿轮中心连线呈对称布置的双卸荷槽;

(2)相对两啮合齿轮中心连线呈不对称布置的双卸荷槽;

(3)单个卸荷槽(仅吸油腔有或者仅排油腔有)。

卸荷槽的结构形式有很多种,但是其基本原则是相同的,所开的卸荷槽必须满足以下三个条件:

(1)当密闭容积处于最小位置时,卸荷槽应不与密闭容积相通,即卸荷槽不与吸、排油腔相通;

(2)当密闭容积由最大逐渐减小时,密闭容积应通过卸荷槽与排油腔相通;

(3)当密闭容积由最小逐渐增大时,密闭容积应通过卸荷槽与吸油腔相通。

总之,卸荷槽的作用就是使密闭容积内的液体在压缩和扩张两个阶段分别与泵的排油腔和吸油腔相通,消除困油现象。但是卸荷槽的存在增加了制造的难度和成本,并且缩短了油液从排油腔流向吸油腔的距离,增大泄漏量,降低运行效率。

本文提出的弧齿齿轮泵是一种新型齿轮泵,由于其轮齿呈弧线布置,在齿轮主要参数相同的情况下其啮合重合度大于直齿齿轮副,不产生轴向分力。由于弧齿齿轮泵与直齿齿轮泵啮合机理不同,可以不采用加工卸荷槽的方法,而是选择合适的几何参数构造建弧齿齿轮泵,达到消除困油的目的。

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