三、齒輪泵的徑向不平衡力
齒輪泵工作時(shí),在齒輪和軸承上承受徑向液壓力的作用。如圖3-7所示,泵的右側(cè)為吸油腔,左側(cè)為壓油腔。在壓油腔內(nèi)有液壓力作用于齒輪上,沿著齒頂?shù)男孤┯?具有大小不等的壓力,就是齒輪和軸承受到的徑向不平衡力。液壓力越高,這個(gè)不平衡力就越大,其結(jié)果不僅加速了軸承的磨損,降低了軸承的壽命,甚至使軸變形,造成齒頂和泵體內(nèi)壁的摩擦等。為了解決徑向力不平衡問題,在有些齒輪泵上,采用開壓力平衡槽的辦法來消除徑向不平衡力,但這將使泄漏增大,容積效率降低等。CB—B型齒輪泵則采用縮小壓油腔,以減少液壓力對(duì)齒頂部分的作用面積來減小徑向不平衡力,所以泵的壓油口孔徑比吸油口孔徑要小。
四、齒輪泵的流量計(jì)算
齒輪泵的排量V相當(dāng)于一對(duì)齒輪所有齒谷容積之和,假如齒谷容積大致等于輪齒的體積,那么齒輪泵的排量等于一個(gè)齒輪的齒谷容積和輪齒容積體積的總和,即相當(dāng)于以有效齒高(h=2m)和齒寬構(gòu)成的平面所掃過的環(huán)形體積,即：
 (3-10) 式中：D為齒輪分度圓直徑，D=mz(cm);h為有效齒高,h=2m(cm)；B為齒輪寬(cm);m為齒輪模數(shù)(cm)；z為齒數(shù)。
實(shí)際上齒谷的容積要比輪齒的體積稍大,故上式中的π常以3.33代替,則式(3-10)可寫成：
 (3-11)
齒輪泵的流量q(1/min)為：
 (3-12)
式中：n為齒輪泵轉(zhuǎn)速(rpm);ηv為齒輪泵的容積效率。
實(shí)際上齒輪泵的輸油量是有脈動(dòng)的,故式(3-12)所表示的是泵的平均輸油量。
從上面公式可以看出流量和幾個(gè)主要參數(shù)的關(guān)系為:
(1)輸油量與齒輪模數(shù)m的平方成正比。
(2)在泵的體積一定時(shí),齒數(shù)少，模數(shù)就大,故輸油量增加,但流量脈動(dòng)大;齒數(shù)增加時(shí)，模數(shù)就小,輸油量減少,流量脈動(dòng)也小。用于機(jī)床上的低壓齒輪泵,取z=13～19,而中高壓齒輪泵,取z=6～14,齒數(shù)z＜14時(shí),要進(jìn)行修正。
(3)輸油量和齒寬B、轉(zhuǎn)速n成正比。一般齒寬B=(6～10)m;轉(zhuǎn)速n為750r/min：1000 r/min、1500r/min,轉(zhuǎn)速過高，會(huì)造成吸油不足,轉(zhuǎn)速過低，泵也不能正常工作。一般齒輪的最大圓周速度不應(yīng)大于5～6m/s。
五、高壓齒輪泵的特點(diǎn)
上述齒輪泵由于泄漏大(主要是端面泄漏,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。高壓齒輪泵主要是針對(duì)上述問題采取了一些措施,如盡量減小徑向不平衡力和提高軸與軸承的剛度;對(duì)泄漏量最大處的端面間隙,采用了自動(dòng)補(bǔ)償裝置等。下面對(duì)端面間隙的補(bǔ)償裝置作簡(jiǎn)單介紹。
1.浮動(dòng)軸套式? 圖3-8(a)是浮動(dòng)軸套式的間隙補(bǔ)償裝置。它利用泵的出口壓力油,引入齒輪軸上的浮動(dòng)軸套1的外側(cè)A腔,在液體壓力作用下,使軸套緊貼齒輪3的側(cè)面,因而可以消除間隙并可補(bǔ)償齒輪側(cè)面和軸套間的磨損量。在泵起動(dòng)時(shí),靠彈簧4來產(chǎn)生預(yù)緊力,
保證了軸向間隙的密封。
 圖3-8端面間隙補(bǔ)償裝置示意圖
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,它也是利用泵的出口壓力油引到浮動(dòng)側(cè)板1的背面〔見圖3-8(b)〕,使之緊貼于齒輪2的端面來補(bǔ)償間隙。起動(dòng)時(shí),浮動(dòng)側(cè)板靠密封圈來產(chǎn)生預(yù)緊力。
3.撓性側(cè)板式 圖3-8(c)是撓性側(cè)板式間隙補(bǔ)償裝置,它是利用泵的出口壓力油引到側(cè)板的背面后,靠側(cè)板自身的變形來補(bǔ)償端面間隙的,側(cè)板的厚度較薄,內(nèi)側(cè)面要耐磨(如燒結(jié)有0.5～0.7mm的磷青銅),這種結(jié)構(gòu)采取一定措施后,易使側(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)。????? 圖3-9內(nèi)嚙合齒輪泵工作原理???????
六、內(nèi)嚙合齒輪泵
內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理也是利用齒間密封容積的變化來實(shí)現(xiàn)吸油壓油的。圖3-9所示是內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理圖。它是由配油盤(前、后蓋)、外轉(zhuǎn)子(從動(dòng)輪)和偏心安置在泵體內(nèi)的內(nèi)轉(zhuǎn)子(主動(dòng)輪)等組成。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子相差一齒,圖中內(nèi)轉(zhuǎn)子為六齒,外轉(zhuǎn)子為七齒,由于內(nèi)外轉(zhuǎn)子是多齒嚙合,這就形成了若干密封容積。當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子圍繞中心O1旋轉(zhuǎn)時(shí),帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子繞外轉(zhuǎn)子中心O2作同向旋轉(zhuǎn)。這時(shí),由內(nèi)轉(zhuǎn)子齒頂A1和外轉(zhuǎn)子齒谷A2間形成的密封容積C(圖中陰線部分),隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)密封容積就逐漸擴(kuò)大,于是就形成局部真空,油液從配油窗口b被吸入密封腔,至A1′、A2′位置時(shí)封閉容積最大,這時(shí)吸油完畢。當(dāng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí),充滿油液的密封容積便逐漸減小,油液受擠壓,于是通過另一配油窗口a將油排出,至內(nèi)轉(zhuǎn)子的另一齒全部和外轉(zhuǎn)子的齒凹A2全部嚙合時(shí),壓油完畢,內(nèi)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周,由內(nèi)轉(zhuǎn)子齒頂和外轉(zhuǎn)子齒谷所構(gòu)成的每個(gè)密封容積,完成吸、壓油各一次,當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),即完成了液壓
泵的吸排油工作。
內(nèi)嚙合齒輪泵的外轉(zhuǎn)子齒形是圓弧,內(nèi)轉(zhuǎn)子齒形為短幅外擺線的等距線,故又稱為內(nèi)嚙合擺線齒輪泵,也叫轉(zhuǎn)子泵。
內(nèi)嚙合齒輪泵有許多優(yōu)點(diǎn),如結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,零件少,轉(zhuǎn)速可高達(dá)10000r/mim,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),噪聲低,容積效率較高等。缺點(diǎn)是流量脈動(dòng)大,轉(zhuǎn)子的制造工藝復(fù)雜等,目前已采用粉末冶金壓制成型。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,擺線齒輪泵的應(yīng)用將會(huì)???? 愈來愈廣泛內(nèi)嚙合齒輪泵可正、反轉(zhuǎn),可作液壓馬達(dá)用。
圖3-9所示是內(nèi)嚙合齒輪泵的工作原理圖 |
