摆线齿轮泵工作原理
摆线转子泵是一种特殊的内齿轮油泵,摆线转子泵其主要特点是结构紧凑、零件少、流量脉动小、噪声低,其缺点是加工精度要求高、工艺性差、密封性难以保证、容积效率低。
摆线转子泵结构原理
该油泵由内转子l,外转子2及配流盘和侧板等组成。a、b为配流盘的配油窗口。摆线转子泵内转子的齿形为摆线(外齿轮),外转子的齿形为圆弧,两种齿线为一对共轭曲线。内转子齿数为Z1,外转子齿数为Z2=z1+1,它们与配流盘和侧板构成z2个密封空间。内外转子偏心距距O1O2 3= eo当内转子绕o1顺时针转动时带动转子绕02同向转动,这时内转子齿顶A z和外转子齿谷A1形成的密封工作空间容积c变大,形成局部真空,油液经配流盘窗口b吸Ao外转子回转到图l-12h位置时,密封空间容积达到zui大值,再继续转动,则密封空间容积变小,油液自配流盘窗口被挤压出来。
当摆线转子泵外转子转一周时,每一密封空间依次吸排液各一次。摆线转子泵性能参数表
型号
流量
L/min
压力
Mpa
转速
r/min
压力振摆
Mpa
容积效率
(%)
口径
inch
电机功率
BB-4
BBG
4
2.45
1500
±0.15
≥80
Z3/8"
0.55/1450
BB-6
BBG
6
0.55/1450
BB-10
BBG
10
0.55/1450
BB-16
BBG
16
2.45
1500
±0.15
≥90
Z3/4"
1.1/1450
BB-20
BBG
20
1.1/1450
BB-25
BBG
25
1.5/1450
BB-32
BBG
32
1.5/1450
BB-40
BBG
40
2.45
1500
±0.15
≥90
2.2/1450
BB-50
BBG
50
3/1450
BB-63
BBG
63
4/1450
BB-80
BBG
80
2.45
1500
±0.15
≥90
Z1"
5.5/1450
BB-100
BBG
100
5.5/1450
BB-125
BBG
125
齿轮泵的原理,齿轮泵的工作原理,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。
齿轮泵的工作原理及结构
外啮合齿轮泵是应用最广泛的一种齿轮油泵,一般齿轮泵通常指的就是外啮合齿轮泵。它的结构如图5
-14所示,主要有主动齿轮、从动齿轮、泵体、泵盖和安全阀等组成。泵体、泵盖和齿轮构成的密封空间就是齿轮泵的工作室。两个齿轮的轮轴分别装在两泵盖上的轴承孔内,主动齿轮轴伸出泵体,由电动机带动旋转。外啮合齿轮泵结构简单、重量轻、造价低、工作可靠、应用范围广。
齿轮泵工作时,主动轮随电动机一起旋转并带动从动轮跟着旋转。当吸入室一侧的啮合齿逐渐分开时,吸入室容积增大,压力降低,便将吸人管中的液体吸入泵内;吸入液体分两路在齿槽内被齿轮推送到排出室。液体进入排出室后,由于两个齿轮的轮齿不断啮合,便液体受挤压而从排出室进入排出管中。主动齿轮和从动齿轮不停地旋转,泵就能连续不断地吸入和排出液体。
泵体上装有安全阀,当排出压力超过规定压力时,输送液体可以自动顶开安全阀,使高压液体返回吸入管。
图5
-14外啮合齿轮泵
图5-15所示为内啮合齿轮泵,它由一对相互啮合的内齿轮、及它们中间的月牙形件、泵壳等构成。月牙形件的作用是将吸入室和排出室隔开。当主动齿轮旋转时,在齿轮脱开啮合的地方形成局部真
空,液体被吸A泵内充满吸入室各齿间,然后沿月牙形件的内外两侧分两路进入排出室。在轮齿进入啮合的地方,存在于齿间的液体被挤压而送进排出管。
齿轮泵除具有各种自吸泵的自吸能力功能、流量与排出压力无关等特点外,泵壳上无吸A阀和排出阀,具有结构简单,流量均匀、工作可靠等特性,但效率低、噪音和振动大、易磨损,用来输送无腐蚀性、无固体颗粒并且具有润滑能力的各种油类,温度一般不超过70'℃,例如润滑油、食用植物油等。一般流量范围为0.
045~30ms/h,压力范围为0.7—20MPa,工作转速为1200—4000r/min。
发动机的机油泵有两种,分别是齿轮式机油泵和转子式机油泵。机油泵虽然有两种,但是它们的工作原理确基本上是相同的,即都是利用机油泵内容积的变化,使低油压的机油变成高油压的机油,再通用发动机上的机油通道,被输送到发动机内各个需要润滑的各个零件处,对发动机机的零部件进行润滑、清洗、降温。这种机油泵的优点是结构简单、工作可靠、制造成本低、体积小、维修方便。
机油泵的作用是提高发动机内机油的压力,将油底壳的机油经过增压后并经过机油滤网和滤芯的过滤,输送到发动机的各个需要润滑的零件摩擦面,为这些零件提供润滑,并使机油在润滑系统中反复循环,它是与发动机一起转动的,只要发动机在运转,机油泵就会一直工作。
当发动机在工作时,机油泵的驱动机构就会带动机油泵转动,在机油泵的进油口产生吸力,使机油进入机油泵,在机油泵的齿轮转动作用下加压,再从机油泵的出油口进入油道,就象心脏向全身输送血液一样,使机油源源循环不断的在发动机里起到润滑等作用。
齿轮泵的分类:就核心组成部件齿轮而言,主要由公法线齿轮泵和圆弧齿轮泵。公法线齿轮泵输送含杂质的介质比圆弧齿轮泵要耐用,而圆弧齿轮泵结构特殊,输送干净的介质,噪音低,寿命长,各有各的优点。
上海鄂泉泵业有限公司是一家专业经营销售水泵的企业,KCB-83.3齿轮油泵内有设计合理的泄油和回油槽,使齿轮在工作中承受的扭矩力*小,因此轴承负荷小,磨损小,泵效率高。适用于输送不含固体颗粒和纤维,如原油、柴油、润滑油、动植物油等。配用铜齿轮可输送低闪点液体,如汽油、苯等。
变量泵是排量可变的泵。变量泵径向柱塞泵包括活塞偏心式和轴偏心式,轴向柱塞式包括斜盘式和斜轴式。
目前常应用的内啮合齿轮泵,其齿形曲线有渐开线齿轮泵和摆线齿轮泵(又名转子泵)两种。它们的工作原理和主要特点与外啮合齿轮泵基本相同。
小齿轮为主动齿轮,按图示方向旋转时,齿轮退出啮合容积增大而吸油,进入啮合容积减小而压油。在渐开线齿形内啮合齿轮泵腔中,小齿轮和内齿轮之间要装一块月牙形隔板,以便把吸油腔和压油腔隔开。
摆线齿形内啮合齿轮泵的小齿轮和内齿轮相差一齿,因而不需设置隔板。内啮合齿轮泵的结构紧凑、尺寸小、重量轻、运转平稳、流量脉动小、噪声小,在高转速下工作时有较高的容积效率。由于齿轮转向相同,因此齿轮间相对滑动速度小、磨损小、使用寿命长。但齿形复杂,加工困难,价格较外啮合齿轮泵高。
目前国内的摆线泵有多种,其最大工作压力≤2.5MPa。BB型内啮合摆线齿轮泵是一种容积式内齿轮泵,其内齿轮(即外转子)为圆弧齿形,外齿轮(即内转子)为短幅外摆线的新型齿轮泵。由于该泵结构简单、噪音低、输油平稳、自吸性能好的高转速特性,因而在低压液压系统中被广泛采用。广泛适用于机床、变速箱、压缩机、传动机械、起重装卸机械以及其他机械压力低于2.5MPa的液压系统中,可作为动力泵或润滑泵各冷却泵,本泵适用于输送各种油类。
齿轮泵的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转,这个壳体的内部类似“8”字形,所以有的老机修师傅也叫它“8”字泵,两个齿轮装在里面,齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间,并充满这一空间,随着齿的旋转沿壳体运动,最后在两齿啮合时排出。
适用范围:
齿轮泵用于输送粘性较大的液体,如润滑油和燃烧油,不宜输送粘性较低的液体(例如水和汽油等),不宜输送含有颗粒杂质的液体(影响泵的使用寿命),可作为润滑系统油泵和液压系统油泵,广泛用于发动机、汽轮机、离心压缩机、机床以及其他设备。齿轮泵工艺要求高,不易获得精确的匹配。
分类:
1.按齿轮啮合的形式可分为:外啮合式和内啮合式
2.按齿形曲线可分为:渐开线齿形式和摆线式
3.按齿面形式可分为:直齿齿轮式、斜齿齿轮式、人字齿齿轮式、圆弧齿面的齿轮式
4.按啮合齿轮的个数分:二齿轮式和多齿轮式
5.按齿轮级数可分为:单级齿轮泵和多级齿轮泵
结构特点:
(1)结构简单;(2)工作要求低;(3)用作定量泵。
工作特点:
优点:
(1)结构简单、属于紧凑型泵;
(2)体积小,重量轻,便于安装;
(3)工艺性能好,价格便宜;
(4)自吸能力强,转速范围大;
(5)工作可靠、维护方便、耐冲击性能强。
缺点:
(1)由于有困油现象,故噪音大;
(2)效率低,一般93%-95%左右;
(3)流动脉冲大;
(4)零件互换性差;
(5)磨损后不易修复,很多情况下只能换泵总成;
(6)不能作变量泵使用。
产生的现象及解决办法
1.困油
原因:
液压油在渐开线齿轮泵运转过程中,因齿轮相交处的封闭体积随时间改变,常有一部分的液压油被密封在齿间,称为困油现象,因液压油不可压缩将使外接齿轮产生极大的振动和噪声,影响系统正常工作。
解决办法:
在前后盖板或浮动轴套上开卸荷槽开设卸荷槽的原则,两槽间距为最小闭死容积,而使闭死容积由大变小时与压油腔相通,闭死容积由小变大时与吸油腔相通。
2.受力不均匀
原因:
右侧是压油腔,左侧是吸油腔,两腔的压力是不平衡的;另外压油腔因齿顶泄漏,其压力为递减。两不均衡压力作用于齿轮和轴一径向不平衡压力,油压越高,该力越大,加速轴承磨损,降低轴承寿命,使轴弯曲,加大齿顶与轴孔磨损。
解决办法:
采用压力平衡槽或缩小压油腔。
3.径向力
原因 :
①作用在齿轮外圆上的压力分布是不相同的,从压油腔到吸油腔油液的压力分布是逐步分级降低,有压差存在而产生的径向力;
②齿顶与泵体内表面有径向间隙;油液的不均匀力的合力作用在泵轴上,使轴承受到单向压力而产生的径向力。
油泵工作压力越高,径向力越大。主动齿轮上所受的径向力的合力F1:较小。从动齿轮上所受的径向力的合力F2:较大,F2>F1。因为齿轮的啮合点是不断变化的,故其力的大小、方向均显周期性变化。 危害: 振动、噪音,导致轴承早期损坏,影响使用寿命。
解决办法:
1、减小压油口尺寸。使压油腔作用在齿轮上的面积减小到1~2个齿轮的范围。
2、开液压平衡槽。在吸油口到压油口过渡区内的端盖或轴承上开两个液压平衡槽,使压油口、吸油口分别与离吸油口、压油口较近的平衡槽相通,这样径向力会得到一定的平衡。
3、扩大高压区。将压油腔扩大到接近吸油腔一侧,只保持最后一两个齿顶与壳体之间的间隙较小,将其他部分齿顶的间隙放大。使得在很大的顶隙区域内的压力都等于出口压力,最终达到对称区域的径向力得到平衡,减小了作用在轴承上的径向力的目的。
常见故障及处理办法
1.不能排料
原因:
(1)旋转方向相反;
(2)吸入或排出阀关闭;
(3)入口无料或压力过低;
(4)介质粘度过高。
解决办法:
(1)确认旋转方向;
(2)确认阀门是否关闭;
(3)检查阀门和压力表;
(4)检查液体粘度,以低速运转时按转速比例的流量是否出现,若有流量,则流入不足。
2.流量不足
原因:
(1)吸入或排出阀关闭;
(2)入口压力低;
(3)出口管线堵塞;
(4)填料箱泄漏;
(5)转速过低。
解决办法:
(1)打开进出口阀;
(2)确认排出量是否正常;
(3)清泵;
(4)检查泵轴实际转速;
3.声音异常
原因:
(1)联轴节偏心大或润滑不良;
(2)电动机故障;
(3)减速机异常;
(4)轴封处安装不良;
(5)轴变形或磨损
解决办法:
(1)找正或充填润滑脂;
(2)检查电动机;
(3)检查轴承和齿轮;
(4)检查轴封;
(5)检查修理或者更换泵总成。
4.电流过大
原因:
(1)出口压力过高;
(2)介质粘度过大;
(3)轴封装配不良;
(4)轴或轴承磨损;
(5)电动机故障
解决办法:
(1)检查下游设备及管线;
(2)检验介质粘度;
(3)调整轴封;
(4)检查轴承或泵,必要时更换泵总成;
(5)检查电机。
5.泵突然停止
原因:
(1)停电;
(2)电机过载保护;
(3)联轴器损坏;
(4)泵内进入异物,卡死;
(5)轴与轴承烧结。
解决办法:
(1)检查电源;
(2)检查电机;
(3)检查联轴器;
(4)停车后,正反转盘车确认;
(5)盘车确认。
6.密封漏油
原因:
(1)轴封未调整好;
(2)密封圈磨损而间细大;
(3)机械密封损坏;
(4)弹簧松弛。
解决办法:
(1)调整轴封;
(2)适量拧紧压盖螺栓或更换密封圈,
(3)更换机械密封或者动、静环;
(4)更换弹簧。
1、内啮合齿轮式机油泵与外啮合齿轮式机油泵
齿轮式机油泵由主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、壳体等组成。两个齿数相同的齿轮相互啮合,装在壳体内,齿轮与壳体的径向和端面间隙很小.主动轴与主动齿轮键连接,从动齿轮空套在从动轴上 .
工作时,主动齿轮带动从动齿轮反向旋转.两齿轮旋转时,充满在齿轮齿槽间的机油沿油泵壳壁由进油腔带到出油腔,在进油腔一侧由于齿轮脱开啮合以及机油被不断带出而产生真空,使油底壳内的机油在大气压力作用下经集滤器进入进油腔_而在出油腔一侧由于齿轮进入啮合和机油被不断带入而产生挤压作用,机油以一定压力被泵出.
2、转子式机油泵
转子式机油泵是利用内外转子压送润滑油,又叫次摆线齿轮泵.转子式机油泵主要由内、外转子_机油泵体及机油泵盖等零件组成.主动的内转子和从动的外转子都装在机油泵壳体内.内转子有四个凸齿,外转子有五个凹齿.内转子固定在主动轴上,外转子在油泵壳体内可以自由转动,两者之间有一定的偏心距.
当油泵工作时,内转子带动外转子向同一个方向转动.由于两个转子的偏心距和齿形轮廓确保了内外转子无论转到任何角度,各齿面之间总是线接触,这样内外转子轮齿间便形成了四个工作腔.由于内转子的转速大于外转子的转速(传动比5:4),当某一工作腔从进油道转过时,转子脱开啮合,容积逐渐增大,产生真空度,润滑油便从进油道被吸入.转子继续旋转,润滑油被带到出油道另一侧,这时转子进入啮合,油腔容积逐渐减小,油压升高,使油从齿间挤出,经出油道送出.