齿轮泵的泄露比较大,泄露途径是什么?
锥齿轮减速机齿轮泵也叫正排量装置,即像一个缸筒内的活塞,当一个齿进入另一个齿的流体空间时,液体就被机械性地挤排出来。因为液体是不可压缩的,所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间,这样,液体就被排除了。由于齿的不断啮合,这一现象就连续在发生,因而也就在泵的出口提供了一个连续排除量,锥齿轮减速机泵每转一转,排出的量是一样的。随着驱动轴的不间断地旋转,泵也就不间断地排出流体。泵的流量直接与泵的转速有关。但是如果出现困油又或者泄漏的现象,朋友们又会不会去观察呢? 齿轮泵困油现象的发生原因是因为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,如图所示,齿轮式液压泵产生泄露途径,泄漏量最大的是哪一条途径
外啮合齿轮泵工作时有三个主要泄漏途径:齿轮两侧面与端盖间的轴向间隙;泵体孔和齿轮外圆间的径向间隙;两个齿轮的齿面啮合间隙。其中对泄漏量影响最大的是轴向间隙,因为这里泄漏面积大,泄漏途径短,其泄漏量可占总泄漏量的75%---80%。轴向间隙越大,泄漏量越大,会使容积效率过低;间隙过小,齿轮端面与泵的端盖间的机械摩擦损失增大,会使泵的机械效率降低。泄漏是影响齿轮泵高压化的主要障碍。齿轮泵及齿轮马达
(一)齿轮泵
齿轮泵是液压系统中广泛应用的一种液压泵,依据齿轮啮合形式不同分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵等。其中外啮合齿轮泵工艺简单,加工方便,在液压系统中应用十分广泛。
1.外啮合齿轮泵的工作原理
外啮合齿轮泵的工作原理如图8-2所示,一对齿轮1和2被封闭在由前盖、后盖及外壳构成的空间中啮合运转。在啮合A区由于轮齿在脱离啮合时齿间容积扩大,出现负压,形成吸油腔。吸入的油液经过旋转的齿槽被带到轮齿再次进入啮合B区,此时由于齿间容积的缩小而将油液压出,形成排油腔。液压油随着齿轮副的连续旋转由吸油腔输送到排油腔并压出。
图8-2 外啮合齿轮泵的工作原理
2.外啮合齿轮泵的排量和流量计算
(1)排量:外啮合齿轮泵精确的排量计算应根据齿轮啮合原理进行,这里介绍一种近似的计算方法。将外啮合齿轮泵的排量近似等于它的两个齿轮的齿间槽容积之总和,假设齿间槽的容积等于轮齿的体积,则齿轮泵的排量可近似等于其中一个齿轮的所有齿体积与齿间槽容积之和。该容积是以齿顶圆为外圆,齿根圆为内圆,齿宽为高所形成的环形筒的体积,当齿轮的模数为m,齿宽为B,齿数为z时,外啮合齿轮泵的排量为
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实际上齿间槽的容积比轮齿的体积稍大,为此可用数3.33来代替π,则齿轮泵的排量为
q=6.66m2zB
(2)流量:当驱动齿轮泵的原动机转速为n时,外啮合齿轮泵的实际平均流量为
Q=6.66m2zBnηv
式中:ηv为外啮合齿轮泵的容积效率。
(二)齿轮马达的工作原理
外啮合齿轮液压马达的工作原理如图8-3所示,当压力为p的高压油输入到进油腔时,处于进油腔的所有轮齿均受到高压油的作用。在轮齿2和2′上的液压力相互抵消,轮齿1、3和1′、3′上的液压力不能相互抵消,从而在齿轮1和2上分别产生了不平衡力。作用在轮齿1上的不能相互抵消的部分液压力迫使齿轮1顺时针旋转,作用在轮齿3上的液压力则迫使齿轮1逆时针旋转。由于在轮齿3上的液压油作用面积较1大,因此其合力必然是导致齿轮1逆时针旋转,与之相对应,齿轮2在齿轮1′和3′的合力作用下必然顺时针旋转。这样齿轮马达实现了周期旋转运动,向外输出转矩和转速。
图8-3 外啮合齿轮液压马达的工作原理
齿轮液压马达为了满足双向旋转的使用要求,其结构对称,所有内泄漏均通过泄油口单独引到壳体外;为了减少转矩脉动,齿轮马达的齿数比泵的齿数多。
齿轮液压马达密封性较差,容积效率、工作压力较低,输出转矩较小,转速和转矩随啮合点位置变化而变化,且脉动较大。因此,齿轮液压马达仅适用于对转矩均匀性要求不高的高速小转矩的情况。
当液压马达的排量q一定时,马达的转速只与输入的流量有关,而输入油压与输出转矩则随外负载的变化而变化。