齿轮泵相关知识

齿轮泵依靠齿轮在相互啮合过程中所引起的工作空间容积的变化来输送液体。 工作空间由泵体、侧盖及齿轮的各齿间槽构成，啮合的齿A、C、B将此空间分隔成吸人腔和排出腔，当一对齿轮按图示方向转动时，位于吸入腔的齿C逐渐退出啮合，使吸人腔的容积逐渐增大，压力降低，液体沿流人管进入吸入腔，直至充满整个齿间。随着齿轮的转动，进入齿轮问的液体被带至排出腔，此时由于8的啮人，占据了齿部的容积，使排出腔的容积变小，液体即被强行排出。 齿轮泵结构简单，制造容易，能自吸，工作可靠，维护方便，但流量和压力脉动大，噪声也较大。

一、齿轮泵分类和结构 齿轮泵可分为外啮合和内啮合两种，参见图5—21。外啮合齿轮泵有直齿、斜齿、人齿等几种齿轮，一般采用渐开线齿形，内啮合齿轮泵采用圆弧一摆线齿形或渐开线齿形。 图5—21齿轮泵啮合分类 外啮合齿轮泵的齿轮数目两齿轮最常用，内啮合只有两齿轮一种。齿轮泵适用于输送不含固体颗粒的各种液体，可作滑油泵、燃油泵、输液泵和液压传动装置中的液压泵，输送液体的粘度最高可达5×105cSt。

二、不锈钢齿轮泵理论排量和流量 理论排量是指泵在没有泄漏损失的情况下，每一转所排出的液体体积。当两齿轮的齿数相同时，外啮合齿轮泵的理论排量为： qth=πb/2(d20-a2-1/3t20-1/3b2tgbgβg) 式中 b——齿宽，m; d0——齿轮顶圆直径，m; a——齿轮中心距离，m; t0——基圆节距，m; bg——圆柱面上的螺旋角，度。 未修正标准直齿轮泵每一转的理论排量为： gth=2πbm2(z+1-π2/12cos2a)10-3 cm3/r 式中m——齿轮模数，mm; z——齿轮齿数; a——刀具压力角，度。 齿轮泵的理论流量可按下式计算： Qth=qthn×10-3L/min 式中n——泵转速，r/min。 考虑到效率后便是齿轮泵流量。

三、齿轮泵的瞬时流量 泵每瞬时排出的液体体积称为瞬时流量，外啮合齿轮的瞬时理论流量为： Q’th=2πnb(ra2一r’2一r2gθ2)×10-6 L/min 式中 ra——轮顶圆半径，mm; r’——齿轮节圆半径，mm; rg——基圆半径，mm; n——转速，r/min; b——齿宽，Bin; θ——螺旋角，度。 泵工作时，两齿轮啮合点沿啮合线移动，因此0是变化的，即泵的瞬时流量是脉动的，其脉动频率见图5—22 齿轮泵流量脉动(同时引起压力脉动)将使齿轮泵产生噪声和振动。流量和压力的脉动程度与齿数有关，见图5—23。流量脉动大小以流量不均匀系数“表示： δ0=(Q’th max-Q’th min)/Q’th min 式中 Q’th max——最大瞬时理论流量; Q’th min——最小瞬时理论流量。 对齿数相等、重叠系数e大于l的外啮合标准直齿齿轮泵(未开卸荷槽)，有： δ0=π2ε2cos2a/4(z+1)

四、齿轮泵效率 齿轮泵内的能量损失主要是机械损失和容量损失;水力损失很小，可以忽略。

(1)容积效率。容积损失主要是通过齿轮端面与侧板间的轴向间隙，以及齿顶与泵体内孔之间的径向间隙和齿侧接触线的泄漏损失，其中轴向间隙泄漏约占总泄漏量的75%一80%，一般轴向间隙为0.03～0.04mm。齿轮容积效率一般为0.7～0.9。但小流量高压泵的效率低.

(2)机械效率。齿轮泵的机械效率多为0.8～0.90

(3)总效率。对轴向间隙固定者，其总效率为0.6～0.8，凡轴向间隙有补偿时，效率可高于0.8。齿宽和齿数对泵效率的影响见 齿轮泵流量正比于转速，但转速太高，因离心力作用，齿间不能充分充满，反而使流量减小并引起汽蚀，增大噪音和加剧磨损，尤其对高粘度液体，影响更大。 泵的最高转速(经验公式)可参照允许节圆最高线速度确定。 液体恩氏粘度/。E 2 6 10 20 40 72 104 线速度/(m/s) 5 4 3.7 3 2.2 1.6 1.25

五、齿轮泵死容积和卸荷槽 为保证齿轮泵能连续输液，必须使齿轮重叠系数>1，即要求在一对齿行将脱开前，后面一对齿轮就进入啮合。因此，在这一小段时间内，同时啮合的就有两对齿，留在齿间的液体即被困在两对齿所形成的一个封闭容积(称闭死容积)内，见。当齿轮继续运转时，闭死容积逐渐减小，直至两啮合点处于对称于节点P的位置时，闭死容积变至最小。随后，这一容积又逐渐增大，至第一对齿开始脱开时，增至最大，当闭死容积由大变小，被困在里面的液体受到挤压，压力急剧升高，达到远大于泵排出压力(可超过10倍以上)。于是，被困液体从凡是可以泄漏的缝隙里强行挤出来，这时齿轮和轴承均受到很大的脉冲径向力，功率损失增加。当闭死容积由小变大时，剩余的被困液体压力降低，里面形成局部真空，使溶解在液体中的气体析出，液体本身产生汽化，泵随之发生噪声和振动。困液现象对齿轮泵的工作性能和寿命造成很大的危害。

六、齿轮泵的卸荷槽 为了消除困液现象，可在与齿轮端面接触的两侧板上开两个用来引出困液的沟槽(卸荷槽)。卸荷槽相对于节点P对称布置，和非对称布置。它的位置应保证困液空间在其容积达到最小位置以前与排出腔连通，过了最小位置后与吸入腔连通。屏蔽泵主要构件是离心泵的叶轮和蜗壳。但由于泵的主体和驱动机都封闭在一个被泵送介质所充满的压力容器内，该压力容器有静密封。但却没有传统的旋转泵动密封。而静密封比动密封更容易实现完全密封。所以屏蔽泵可以实现完全无泄漏。