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1、液壓泵齒輪泵的工作原理:
1.齒輪泵是依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動(dòng)來(lái)輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵。
外嚙合雙齒輪泵的結(jié)構(gòu)。一對(duì)相互嚙合的齒輪和泵缸把吸入腔和排出腔隔開(kāi)。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),吸入腔側(cè)輪齒相互脫開(kāi)處的齒間容積逐漸增大,壓力降低,液體在壓差作用下進(jìn)入齒間。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng),一個(gè)個(gè)齒間的液體被帶至排出腔。這時(shí)排出腔側(cè)輪齒嚙合處的齒間容積逐漸縮小,而將液體排出。齒輪泵適用于輸送不含固體顆粒、無(wú)腐蝕性、粘度范圍較大的潤(rùn)滑性液體。
泵的流量可至300米3/時(shí),壓力可達(dá)3107帕。它通常用作液壓泵和輸送各類油品。齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,制造容易,維護(hù)方便,有自吸能力
2、,但流量、壓力脈動(dòng)較大且噪聲大。齒輪泵必須配帶安全閥,以防止由于某種原因如排出管堵塞使泵的出口壓力超過(guò)容許值而損壞泵或原動(dòng)機(jī)。
高真空齒輪泵工作原理:高真空齒輪泵依靠主從動(dòng)齒輪的相互嚙合把泵體分成吸油腔和壓油腔。吸油腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開(kāi),密封工作容積逐漸增大,形成部分真空,因此油箱中的油液在外界大氣壓力的作用下,經(jīng)吸油管進(jìn)入吸油腔,將齒間槽充滿,并隨著齒輪旋轉(zhuǎn),把油液帶到左側(cè)壓油腔內(nèi)。在壓油區(qū)一側(cè),由于輪齒在這里逐漸進(jìn)入嚙合,密封工作腔容積不斷減小,油液便被擠出去,從壓油腔輸送到壓力管路中去。
電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),推進(jìn)裝置隨著主軸一起高速運(yùn)轉(zhuǎn)本推進(jìn)裝置相似于一軸流泵,其排空(抽真
3、空)的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于齒輪嚙合排空的速率,隨著推進(jìn)裝置的推進(jìn)作用,齒輪嚙合的反泄露被阻滯,其形成的極限真空自然得到了大大的提高,處于較低位置的油液則被迅速吸入泵腔內(nèi),然后經(jīng)排油腔被壓入出口排出。
當(dāng)油路中的阻力(壓力)超過(guò)所設(shè)定的安全壓力時(shí),安全閥就啟動(dòng),使排油腔的油回到吸油腔,從而保持壓力不再上升,安全閥起過(guò)載保護(hù)作用
外齒輪泵有兩根相同尺寸的嚙合齒輪軸。驅(qū)動(dòng)軸連接電機(jī)或減速機(jī)(通過(guò)彈性聯(lián)軸器)并帶動(dòng)另一根軸。在重載型工業(yè)齒輪泵內(nèi),齒輪通常與軸為整體(一個(gè)部件),軸頸的公差很小。 外齒輪泵的運(yùn)行原理很簡(jiǎn)單。液體進(jìn)入泵吸入端,被未嚙合的齒間空穴吸入,然后在齒間空穴內(nèi)被帶動(dòng),沿齒輪軸外緣
4、到達(dá)出口端。重新嚙合的齒將液體推出空穴進(jìn)入背壓處。 有三種常用的齒輪形式:直齒、斜齒和人字齒。這三種形式各有利弊,CB—B齒輪泵的結(jié)構(gòu),有不同的應(yīng)用。 直齒是最簡(jiǎn)單的形式,在高壓工況下為最優(yōu)應(yīng)用,因?yàn)闆](méi)有軸向推力,且輸送效率較高。斜齒在輸送過(guò)程中的脈動(dòng)最小,且在較高速度運(yùn)行時(shí)更加安靜,不銹鋼保溫泵,因?yàn)辇X的嚙合是漸進(jìn)式的。但是,由于軸向推力的作用,軸承材質(zhì)的選用可能會(huì)造成進(jìn)出口壓差有限、處理粘度較低。因?yàn)檩S向力會(huì)將齒輪推向軸承端面而摩擦,所以只有選用硬度較高的軸承材質(zhì)或在其端面作特殊設(shè)計(jì),才能應(yīng)對(duì)這種軸向推力。 為使齒輪泵的承壓能力最大化,這些配合部件之間的間隙必須愈小愈好以限制內(nèi)漏。但是,只
5、是縮小間隙并非說(shuō)起來(lái)那樣簡(jiǎn)單,不銹鋼圓弧泵,也必須考慮其它因素如溫度、粘度和選材。有內(nèi)泄漏并非全是壞事。在齒輪泵中,有些內(nèi)漏是必須的,用來(lái)潤(rùn)滑內(nèi)部通路,并在滑動(dòng)軸承內(nèi)形成液膜以動(dòng)態(tài)支撐齒輪軸。正確的設(shè)計(jì)應(yīng)該是,內(nèi)泄漏量是流量的1~3%。 隨著粘度升高,離心泵會(huì)變得低效,用戶需要考慮采用正位移泵(PD泵,或稱容積式泵)。當(dāng)壓力需要升高,齒輪泵 齒輪泵的工作原理簡(jiǎn)介,一些正位移泵難以為繼。而溫度升高時(shí),其它的泵也將失效。 理論上說(shuō),正位移泵的額定流量和壓力無(wú)關(guān)。但是,容積失效或內(nèi)泄漏是所有型式的正位移泵所固有的。為了達(dá)到高壓差和所需額定流量,齒輪泵必須克服這種內(nèi)泄漏。
齒輪泵的工作原理概念是
6、很簡(jiǎn)單的,即它的最基本形式就是兩個(gè)尺寸相同的齒輪在一個(gè)緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn),這個(gè)殼體的內(nèi)部類似“8”字形,兩個(gè)齒輪裝在里面,齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來(lái)自于擠出機(jī)的物料在吸入口進(jìn)入兩個(gè)齒輪中間,并充滿這一空間,隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運(yùn)動(dòng),最后在兩齒嚙合時(shí)排出。
在術(shù)語(yǔ)上講,齒輪泵也叫正排量裝置,即像一個(gè)缸筒內(nèi)的活塞,當(dāng)一個(gè)齒進(jìn)入另一個(gè)齒的流體空間時(shí),液體就被機(jī)械性地?cái)D排出來(lái)。因?yàn)橐后w是不可壓縮的,所以液體和齒就不能在同一時(shí)間占據(jù)同一空間,這樣,液體就被排除了。由于齒的不斷嚙合,這一現(xiàn)象就連續(xù)在發(fā)生,因而也就在泵的出口提供了一個(gè)連續(xù)排除量,泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),排出的量是一樣的。隨
7、著驅(qū)動(dòng)軸的不間斷地旋轉(zhuǎn),泵也就不間斷地排出流體。泵的流量直接與泵的轉(zhuǎn)速有關(guān)。
實(shí)際上,在泵內(nèi)有很少量的流體損失,這使泵的運(yùn)行效率不能達(dá)到100%,因?yàn)檫@些流體被用來(lái)潤(rùn)滑軸承及齒輪兩側(cè),而泵體也絕不可能無(wú)間隙配合,故不能使流體100%地從出口排出,所以少量的流體損失是必然的。然而泵還是可以良好地運(yùn)行,對(duì)大多數(shù)擠出物料來(lái)說(shuō),仍可以達(dá)到93%~98%的效率。對(duì)于粘度或密度在工藝中有變化的流體,這種泵不會(huì)受到太多影響。如果有一個(gè)阻尼器,比如在排出口側(cè)放一個(gè)濾網(wǎng)或一個(gè)限制器,泵則會(huì)推動(dòng)流體通過(guò)它們。如果這個(gè)阻尼器在工作中變化,亦即如果濾網(wǎng)變臟、堵塞了,或限制器的背壓升高了,則泵仍將保持恒定的流量,
8、直至達(dá)到裝置中最弱的部件的機(jī)械極限(通常裝有一個(gè)扭矩限制器)。對(duì)于一臺(tái)泵的轉(zhuǎn)速,實(shí)際上是有限制的,這主要取決于工藝流體,如果傳送的是油類,泵則能以很高的速度轉(zhuǎn)動(dòng),但當(dāng)流體是一種高粘度的聚合物熔體時(shí),這種限制就會(huì)大幅度降低。推動(dòng)高粘流體進(jìn)入吸入口一側(cè)的兩齒空間是非常重要的,如果這一空間沒(méi)有填充滿,則泵就不能排出準(zhǔn)確的流量,所以PV值(壓力流速)也是另外一個(gè)限制因素,而且是一個(gè)工藝變量。由于這些限制,齒輪泵制造商將提供一系列產(chǎn)品,即不同的規(guī)格及排量(每轉(zhuǎn)一周所排出的量)。這些泵將與具體的應(yīng)用工藝相配合,以使系統(tǒng)能力及價(jià)格達(dá)到最優(yōu)。
2.液壓泵是靠密封容腔容積的變化來(lái)工作的。圖3.1(動(dòng)畫
9、)是液壓泵的工作原理圖。當(dāng)凸輪1由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),柱塞2便在凸輪1和彈簧4的作用下在缸體3內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。缸體內(nèi)孔與柱塞外圓之間有良好的配合精度,使柱塞在缸體孔內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)基本沒(méi)有油液泄漏,即具有良好的密封性。柱塞右移時(shí),缸體中密封工作腔a的容積變大,產(chǎn)生真空,油箱中的油液便在大氣壓力作用下通過(guò)吸油單向閥5吸入缸體內(nèi),實(shí)現(xiàn)吸油;柱塞左移時(shí),缸體中密封工作腔a的容積變小,油液受擠壓,便通過(guò)壓油單向閥6輸送到系統(tǒng)中去,實(shí)現(xiàn)壓油。如果偏心輪不斷地旋轉(zhuǎn),液壓泵就會(huì)不斷地完成吸油和壓油動(dòng)作,因此就會(huì)連續(xù)不斷地向液壓系統(tǒng)供油。
從上述液壓泵的工作過(guò)程可以看出,其基本工作條件是:
1.具有密封的工作容腔;
2.密封工作容腔的容積大小是交替變化的,變大、變小時(shí)分別對(duì)應(yīng)吸油、壓油過(guò)程;
3.吸、壓油過(guò)程對(duì)應(yīng)的區(qū)域不能連通。
基于上述工作原理的液壓泵叫做容積式液壓泵,液壓傳動(dòng)中用到的都是容積式液壓泵。
圖3.1單柱塞式液壓泵工作原理動(dòng)畫
l一凸輪;2一柱塞;3-泵體;4-彈簧;5-吸油(單向)閥;6-壓油(單向)閥