齒輪泵存在的三個(gè)共同性問(wèn)題是泄漏、困油和徑向液壓力不平衡。這三個(gè)問(wèn)題影響著齒輪泵的工作性能和使用壽命。
1、泄漏
泄漏是液壓泵不可避免的問(wèn)題,齒輪泵的內(nèi)泄漏有軸向泄漏、徑向泄漏和嚙合線泄漏。
①軸向泄漏
齒輪端面和端蓋之間的間隙為軸向間隙,軸向間隙引起的泄漏為軸向泄漏。因?yàn)樾孤┩緩蕉蹋孤┟娣e大,所以軸向泄漏的泄漏量最大,可占總泄漏量的75%~80%。軸向間隙大,泄漏量就大,容積效率降低;軸向間隙過(guò)小,雖然泄漏量減小,但會(huì)使機(jī)械摩擦損失增加, 從而使機(jī)械效率降低。因此齒輪泵必須嚴(yán)格控制軸向問(wèn)隙,保證總效率不能太低。
②徑向泄漏
齒輪齒頂圓面與泵體之間的問(wèn)隙為徑向間隙,徑向間隙引起的泄漏為徑向泄漏。由于徑向間隙泄漏途徑長(zhǎng),所以泄漏量小,占總泄漏量的15%~20%。
③嚙合線泄漏
兩個(gè)齒輪的輪齒間的嚙合縫隙為喻合間隙,嚙合間隙引起的泄漏為嚙合線泄漏。其泄漏量最小,占總泄漏量的4%~5%。
2、困油
由于要求齒輪泵能夠平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1,即前一對(duì)輪齒沒(méi)有脫離嚙合,后一對(duì)輪齒必須進(jìn)人嚙合,這樣兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合,形成一個(gè)密封空間,此密封空間既不和吸油腔相通,也不和排油腔相通被稱為閉死容積。隨著齒輪的旋轉(zhuǎn), 閉死容積的大小不斷變化。開(kāi)始時(shí)閉死容積為錄大,隨著齒輪的旋轉(zhuǎn),閉死容積逐漸減小,直到兩個(gè)嚙合點(diǎn)處于節(jié)點(diǎn)的對(duì)稱位置時(shí),閉死容積達(dá)到最小,由于油液的可壓縮性很小,被困油液被擠壓,壓力急劇升離,迫使油液從嚙合冏隙強(qiáng)行擠出,齒輪和軸承受到很大的徑向力。當(dāng)隨著齒輪的繼續(xù)旋轉(zhuǎn),閉死容積又逐漸增大,閉死容積內(nèi)形成局部真空,由于沒(méi)有油液的補(bǔ)充,使油液中的氣體分離出來(lái),產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象,引起齒輪泵的振動(dòng)和噪聲,這就是困油現(xiàn)象。綜上所述,由于閉死容積的變化,導(dǎo)致壓力急劇升高或下降的現(xiàn)象訧稱為困油現(xiàn)象。
困油現(xiàn)象產(chǎn)生的危害極大,會(huì)引起齒輪泵的振動(dòng)和噪聲,加劇齒輪齒面和軸承的, 輯,產(chǎn)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致軸彎曲和齒面腐蝕,大大縮短了齒輪滎的使用壽命。
3、徑向液壓力不平衡
齒輪泵工作時(shí),因?yàn)榕庞蛪毫Υ笥谖蛪毫?,從排油腔到吸油腔,齒輪頂圓圓周徑向壓力是線性階梯變化的,從而產(chǎn)生徑向力不平衡,如圖3-5所示。對(duì)于中、高壓齒輪泵,其軸承負(fù)載是非常大的。因此,齒輪泵的使用壽命幾乎取決于軸承的使用壽命,要延長(zhǎng)齒輪泵的使用壽命,必須減少機(jī)械磨損,減小徑向力不平衡。同時(shí),徑向力不平衡也會(huì)引起軸彎曲變形和齒輪的嚴(yán)童磨損。尤其是從動(dòng)輪,在嚙合力作用下,總的受力會(huì)更大,因此從動(dòng)輪比主動(dòng)輪的軸承磨扳更快。