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船舶辅机 ?第 2章 齿轮泵 [Gear Pump]
第二章 回转泵
一、工作原理
二、困油现象
三、径向力
五、特点
第一节 齿轮泵
四、流量
六、典型结构
七、管理
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船舶辅机 ?第 2章 齿轮泵 [Gear Pump]
一、工作原理 [Working Principle]
吸排方向取决于转向,
脱开啮合的一侧与吸
入管连通,插入啮合
的一侧与排出管连通。
请打开,0201外啮
合齿轮,swf,文件观
看动画 (鼠标单击 )
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船舶辅机 ?第 2章 齿轮泵 [Gear Pump]
二,困油现象
齿轮重迭系数 ?>1,部
分时间两对相邻齿同
时啮合,形成封闭空
间,其容积先减小后
增大,产生困油现象。
导致,①轴承负荷 (径
向力 )增大,②噪音和
振动增大,③容积效
率降低,功率损失等。
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船舶辅机 ?第 2章 齿轮泵 [Gear Pump]
二,困油现象
如何解决困油现象?
解决思路:在不沟通
吸排腔的前提下,使
封闭容积减小时使它
和排出腔相通,增大
时和吸入腔相通。
最常用的方法是开卸荷槽,在两端盖内侧各挖两
个矩形凹槽,它们的内边缘正好与封闭容积最小
时两啮合点相接。为更好地解决问题,可使用 非
对称卸荷槽:一对槽向吸入端偏移 适当距离。
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二,困油现象
如何解决困油现象?
解决思路:在不沟通
吸排腔的前提下,使
封闭容积减小时使它
和排出腔相通,增大
时和吸入腔相通。
齿轮泵中需开卸荷槽解决困油现象的是 正齿轮泵。
斜齿轮或人字齿轮一对齿在排出腔端刚啮合形成
齿封空间时,靠吸入腔的另一端已即将脱开,困
油现象不严重。 在常用的船用泵中,需要解决困
油现象的泵有齿轮泵和叶片泵。
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问题:齿轮泵端盖开卸荷槽后,如果对漏泄
没有影响,那么泵的流量比不开卸荷槽之前
如何变化?
流量稍有增加,因为封闭空间的油可从 卸荷
槽挤入到排出腔;而不开卸荷槽时这部分油
被带回到吸入腔。
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三、径向力 [Radial Force]
可见,主、从动齿轮所受
径向力大小不等 (从动齿
轮受力较大 ),方向不同。
径向力大小与转速无关,
与齿宽 B、齿顶圆直径 De,
吸排压力差 ?p有关。 减小
径向力的常用方法是缩小
排出口。
pBDF e ?? 75.01
pBDF e ?? 85.02
主动齿轮
从动齿轮
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四、流量 [Capacity]
m i n102 6 L/K D m BnQ t ??? ?D-分度圆直径; m-模数 (m =D/z,z为齿数 )
中低压齿轮泵:
m i n1066.6 62 L/BnzmQ t ???
高压齿泵轮,m i n107
62 L/BnzmQ t ???
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四、流量 [Capacity]
影响齿轮泵容积效率的因素:
(1)密封间隙:
(2)排出压力:
(3)吸入压力:
(4)油的温
度和粘度:
(5)转速:
齿轮端面间隙 (是最主要的泄漏 )、齿顶
间隙、啮合齿之间。泄漏量与间隙的立
方成正比,主要检查齿轮端面间隙 。
泄漏量与间隙两端的压差成正比。
吸入压力低,气体析出,容积效率低。
温度高则粘度低,泄漏大;油温过低粘度
太大,吸入真空度大,析出气体多,容积
效率低。
转速低理论流量小,转速高吸入困难,都
会使容积效率低。
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五、特点 [Characteristics]
1,有自吸能力。摩擦面多,不许干转。
2,理论流量由尺寸和转速决定,与排压无关。
(转速不宜太低,否则容积效率太低 )
3,额定排压由密封性和轴承承载能力决定,与
尺寸、转速无关。
4,流量连续,但有脉动 (其它条件相同,齿数越
少流量不均匀程度越大 )。
5,结构简单。
6,摩擦面多,用来排送油类。
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六、典型结构 [Typical Structure]
1,外啮合齿轮泵
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齿轮共 4个,2个主动齿
轮和 1个从动齿轮固定在
轴上,另 1个从动齿轮套
在轴上,以弥补误差。
单端面机械轴封 [Mechanical Shaft Seal],后
祥述。图中轴封用于离心泵,供参考。
排压过高,安全阀
开启沟通吸排腔。
因为安全阀作用方
向已定,所以齿轮
泵一般不宜反转。在泵体和端盖之间有纸垫
[Paper
Shim] (可用海图纸制作 ),用于
调整端面间隙、密封作用。
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2,高压齿轮泵
(1)为了减少内部漏泄,采
用液压间隙自动补偿装置。
(2)采取平衡或减小径向力
的措施并采用承载能力高
的轴承。
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高压齿轮泵
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2,内啮合齿轮泵
(1) 带月牙形隔板的内啮合齿轮泵
(★★★ )泵轴转向改变,
靠啮合齿作用力使隔板
转过 180?,吸排方向不
变。 齿轮比齿环齿数少,
齿轮与齿环转向相同,
齿轮比齿环转速大。
优点:吸入性能好,易
消除困油现象,流量脉
动率小。请打开,0206内啮合齿
轮,swf,文件观看动画 (鼠标
单击 )
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(2) 转子泵
外转子比内转子齿数多 1个 (7-6=1,或 5-4=1) 。
皮碗轴封由弹性体、金属骨架和弹簧组成。
62221 10)( ???? BnRRQ t ?
优点,吸人性能好,适用于高转速 ;运转平稳,
寿命长;齿数少,工作容积大;缺点:齿数少时
流量和压力脉动大;密封性差,容积效率低。
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七、管理 [Management]
1,管理要点
(4)不宜在超出额定压力的情况下工作,否则会使原
动机过载,加大轴承负荷变形,磨损和漏泄增加。
(1)注意泵的转向和连接。
(2)齿轮泵虽有自吸能力,但起动前摩擦部件表面要
有油液,吸高一般不大于 0.5m。
(3)机械轴封的安装:用手推动环压缩弹簧,松手后应
能缓缓滑出。太紧不能自动补偿,太松泄漏大。
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船舶辅机 ?第 2章 齿轮泵 [Gear Pump]
(8)端面间隙对自吸能力和容积效率影响最大。 用压
铅丝方法测量端面间隙,用垫片调整或研磨端盖。
(5)吸入真空度太高不能吸入 (气穴现象,主要是溶于
油中的空气逸出 )。
(6)保持适当的油温和粘度。
(7)防止吸入空气。否则流量减少,产生噪音,可在管
接头处浇油检查。
(9)低压齿轮泵污染敏感度低 (高压泵敏感度大 ),吸
口可用 150目滤器。
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原因可根据泵的正常吸入和排出条件分析,与
往复泵类似,请同学们自己先分析一下。
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2,故障分析 [Trouble-shooting]
(一 )不能排油或流量不足 (★★★★ )
吸入
方面
原因
真空度
不足
① 泵内间隙过大,或泵内无油。
②卡阻或转速过低。
③吸入管漏气或吸口露出液面。
真空度
过大
④ 吸高太大 (一般应 <0.5m)。
⑤油温太低,粘度太大。
⑥吸入管堵塞 (滤器、阀件 )。
⑦油温过高。
排出方面原因
⑧ 排出管漏泄或旁通,安全阀弹簧
太松。⑨排出阀未开或排出滤器堵
塞导致安全阀打开。
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(二 )噪声太大
(1)液体噪声:常见原因是吸入空气,发生气
穴现象。
(2)机械噪声:泵与原动机对中不良,轴承损
坏或松动,安全阀跳动,齿轮啮合不良,泵
轴弯曲或导致机械摩擦。
(三 )磨损太快
(1)油液含磨料性杂质。
(2)长期空转。
(3)排压过高,泵轴变形。
(4)装配失误引起中心线不正。