力士乐液压泵——齿轮泵的困油现象和径向力

齿轮泵的啮合过程中，同时啮合的齿轮对数应该多于一对，即重叠系数ε应大于1(ε=1.4)才能正常工作。留在齿间的油液就被困在两对同时啮合的轮齿所形成的一个封闭空间内，这个空间的容积又将随着齿轮的转动而变化。这就是齿轮泵的困油现象

　　若整个啮合过程中有某段时间啮合的齿轮对数少于1对，即ε＜1时，油泵的输油率就很不均匀，出现时而压送油，时而不压送油，瞬时流量的差值可达30％，齿轮泵不能正常工作。ε=1的情况也不能保证齿轮泵正常工作。

　　困油现象危害：轴承负荷增大、功率损失增加、油液发热、引起噪音和振动、影响油泵的工作性能、平稳性和寿命。

　　说明：封闭空间的容积是动态变化的，由大变小再由小变大。变小时：油液不可压缩，油液被挤压，压力升高，就从零件接合面的缝隙中强行挤出（这个压力比油泵的工作压力高很多，甚至可达几百个大气压），使齿轮和轴承受到很大的径向压力和附加载荷。变大时，产生局部真空，空气析出，发生汽化，引起汽蚀。

　　解决方法（消除、减轻的基点是泄压）：

　　①修正齿形使封闭空间的容积变化减到最小，该法应用较少。

　　②泄压孔法在从动齿轮的齿顶到齿根钻径向通孔，在从动齿轮轴上铣出两条沟槽（加工复杂）。

　　③泄压槽（卸荷槽）法在泵两侧盖的内侧，沿轮齿节圆的公切线方向，开出四个长方形的凹槽（在每个侧盖的进排油方向各开一个）。凹槽的距离，必须大于一个轮齿齿间的厚度，以免使吸排腔直接沟通。

　　泄压槽法分为

　　对称泄压槽法：泵能正反转，能大大减轻困油现象，但不完善；

　　非对称泄压槽法：即向吸入侧方向移过一个适当距离，该法能多回收一部分高压液体，噪音显著下降，但泵不允许反转。

　　消减困油现象应用最多最广是泄压槽法

　　径向力产生原因

　　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。

　　径向力的危害

　　振动、噪音，导致轴承早期损坏，影响使用寿命。

　　减少径向力的措施：

　　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。

力士乐液压泵——齿轮泵的困油现象和径向力

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