淺談齒輪泵的壽命

于艷輝

(永城職業(yè)學(xué)院，476600)

淺談齒輪泵的壽命

于艷輝

(永城職業(yè)學(xué)院，476600)

齒輪泵是液壓系統(tǒng)的常見(jiàn)的元件，本文分析了影響齒輪泵壽命的因素，并提出了改進(jìn)措施。

齒輪泵；壽命；安裝使用

齒輪泵在液壓系統(tǒng)的有著普遍的應(yīng)用，它有許多優(yōu)點(diǎn)，比如構(gòu)造簡(jiǎn)單、吸力強(qiáng)、對(duì)液壓油要求低、廉價(jià)等。雖然齒輪泵有著諸多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在缺點(diǎn)：使用壽命不長(zhǎng)，一般在設(shè)計(jì)壽命的一半。研究影響齒輪泵的使用壽命的成因，能夠提高齒輪泵的使用壽命，如果提高齒輪泵的使用壽命會(huì)降低企業(yè)成本，增加企業(yè)效益。齒輪泵的使用壽命的影響因素從以下方面進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的措施：

一、徑向力不平衡問(wèn)題

軸承磨損。由于齒輪泵的泵體存在著徑向間隙，造成空氣從頂部與泵體之間的間隙進(jìn)入齒輪泵，使得齒輪泵的齒輪從吸油腔到壓油腔承受的壓力是不同的。這種壓力會(huì)造成齒輪軸上的軸承運(yùn)轉(zhuǎn)的負(fù)擔(dān)，從而會(huì)使齒輪軸的軸承磨損更快；在齒輪泵齒輪嚙合過(guò)程中，其傳遞扭矩也會(huì)產(chǎn)生施加在齒輪軸軸承上的徑向力加速軸承磨損；齒輪泵在工作中受到的壓力如果超出其所能承擔(dān)，就會(huì)使其內(nèi)部的單向徑向力增大，從而使齒輪軸的軸承運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷大，加重它的磨損，從而使其使用壽命大大降低。

“掃膛”現(xiàn)象。齒輪泵泵軸徑向力不平衡作用下會(huì)發(fā)生彎曲變形，從而造成齒輪與泵體之間出現(xiàn)不均勻的間隙。這會(huì)造成徑向泄露增大，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致齒輪與泵體外殼接觸，出現(xiàn)“掃膛”，降低了齒輪泵的使用壽命。

具體改進(jìn)措施為：

1、針對(duì)徑向泄露的措施?？梢酝ㄟ^(guò)減小排油口的直徑，來(lái)降低壓力油與齒輪泵的接觸面積，這樣齒輪泵軸受到的徑向力也會(huì)減少，徑向泄露問(wèn)題就會(huì)得到緩解。

2、適量增大徑向間隙，預(yù)防“掃膛”。日常經(jīng)驗(yàn)表明，徑向間隙增大0.13到0.16毫米，可以顯著降低“掃膛”現(xiàn)象發(fā)生的幾率。因?yàn)閺较蛐孤读肯鄬?duì)于端面泄露量不高，只有端面泄露量的四分之一；壓油腔和吸油腔的圓周密封好，密封膠帶比較長(zhǎng)，適量增大徑向間隙不會(huì)對(duì)容積效率和徑向泄露產(chǎn)生明顯的影響。

3、改進(jìn)軸承材料。傳統(tǒng)軸承的材料主要是金屬材料、粉末冶金和非金屬材料等。最近，在軸承材料的應(yīng)用中，不少采用了復(fù)合材料，如使用SF型復(fù)合軸承，SF型復(fù)合軸承是使用鋼板、青銅粉、工程塑料等組合而成，此軸承具有尺寸穩(wěn)定、散熱好、耐磨損、潤(rùn)滑好、摩擦系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。

二、端面間隙

研究發(fā)現(xiàn)，由于齒輪泵的端面間隙的存在，使得端面泄露問(wèn)題不可避免。如果不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)與維護(hù)，會(huì)造成嚴(yán)重的泄露。因?yàn)槎嗣骈g隙不可避免，太小會(huì)造成運(yùn)行中的磨損，間隙反而會(huì)急速增大；端面間隙太大，會(huì)造成容積效率低、壓力不足。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)研究，找到了一個(gè)合理的間隙控制范圍。具體見(jiàn)下表。

序號(hào) 流量（L/min） 端面間隙設(shè)置（mm）1 2.5～10 0.02～0.04 2 16～32 0.02～0.05 3 ＞40 0.02～0.06

三、工藝原因

加工工藝和裝配工藝對(duì)齒輪泵的壽命也很關(guān)鍵。第一，在裝配中一定要把握好齒輪端面與孔軸心線的垂直度，而且誤差要小于 100微米；第二，前后兩軸孔的中心距誤差要小于 300微米，這樣才能確保前后兩軸的裝配位置合理；第三，做好齒輪軸的熱處理，這種情況下讓齒輪軸能夠加強(qiáng)它的強(qiáng)度和硬度，在工作中具備良好的性能，使其抗沖擊能力強(qiáng)，不易斷裂。

四、部分零件的合理選用

在齒輪泵中，相關(guān)零部件的耐磨性非常重要，直接決定了齒輪泵的壽命，所以在設(shè)計(jì)制造齒輪泵時(shí)，一定要把相關(guān)零件的耐磨性作為一個(gè)重要的選用標(biāo)準(zhǔn)。制定合理的熱處理工藝，保證材料的性能達(dá)到使用要求。選用材質(zhì)質(zhì)量好的油封，在裝配時(shí)，油封與襯套要緊密結(jié)合，不能有活動(dòng)縫隙，油封與軸的張緊力也要足夠大，防止漏油

五、油箱油量和液壓油清潔度

1、油箱油量

液壓系統(tǒng)中液壓油箱的作用是儲(chǔ)存循環(huán)使用的油液、散發(fā)油液熱量、釋放油液中氣體、提供安裝其它元件的位置。液壓油箱有油液刻度線，上面有最大值和最小值。不論油液過(guò)低還是過(guò)高，都會(huì)產(chǎn)生不利的影響。油液低于下限時(shí)，由于油液不夠，齒輪泵就會(huì)將空氣吸入，這會(huì)造成齒輪泵磨損加劇；油液高于上限時(shí)，不利于消除油液中的氣泡。除了保證油液在合理范圍內(nèi)，還要保持液壓油箱通氣孔的暢通。液壓油箱通氣孔不但可以及時(shí)排出油液中分離后的氣體，還可以防止封閉的油箱內(nèi)產(chǎn)生真空。

2、液壓油清潔度

液壓油的清潔對(duì)液壓系統(tǒng)非常重要，如果液壓油受到污染，不但會(huì)磨損齒輪泵，還會(huì)加速液壓油的氧化。我們需要從以下幾個(gè)方面注意保持液壓油的清潔。一是安裝更換管路、閥件和齒輪泵的過(guò)程中，要清洗干凈，防止雜物污染液壓油，降低齒輪泵的磨損。二是定期更換液壓油，在更換液壓油后，為了排除液壓系統(tǒng)中的空氣，讓液壓油在液壓系統(tǒng)中循環(huán)運(yùn)行幾個(gè)來(lái)回。三是定期更換濾油器濾芯，做好液壓油清潔度的檢測(cè)工作。

六、液壓系統(tǒng)是否泄漏

液壓系統(tǒng)分為兩種泄露：內(nèi)部泄露和外部泄露。內(nèi)部泄露是指齒輪泵、閥件和油缸等產(chǎn)生的內(nèi)部泄露，它不會(huì)造成液壓油的流失，但是會(huì)造成能量的消耗。外部泄露是指接頭、閥件、液壓缸和液壓油箱向外部產(chǎn)生的泄露，它會(huì)造成液壓的流失。外部泄露會(huì)在入口處產(chǎn)生渦流，空氣被渦流吸入液壓系統(tǒng)中，液壓油中就會(huì)出現(xiàn)大量氣泡，造成齒輪泵的磨損。由于外部泄露會(huì)對(duì)齒輪泵的壽命產(chǎn)生不利影響，在使用齒輪泵前，首先要檢查油箱里液壓油位的高度是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，再觀察觀察地面及設(shè)備本體是否有滲漏的液壓油液。如果液壓油位過(guò)低，要檢查全部的接頭、閥件和液壓油缸有無(wú)漏油現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。在齒輪泵運(yùn)行中，也要注意觀察各接頭有無(wú)漏油現(xiàn)象。

七、聯(lián)軸器的裝配和使用要點(diǎn)

聯(lián)軸器的裝配精度對(duì)齒輪泵的使用壽命也會(huì)產(chǎn)生影響。泵軸與聯(lián)軸器之間的裝配精度與齒輪泵的轉(zhuǎn)速有很大關(guān)系：裝配精度越低，齒輪泵轉(zhuǎn)速越高，導(dǎo)致離心力越大，聯(lián)軸器在離心力作用下，變形也會(huì)加大，聯(lián)軸器的變形又會(huì)進(jìn)一步造成離心力的變大，通過(guò)不斷的惡心循環(huán)，導(dǎo)致齒輪泵泵軸產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，齒輪泵的壽命也會(huì)縮短。

為了保證聯(lián)軸器的裝配精度，需要注意以下幾點(diǎn)：對(duì)于剛性聯(lián)軸器，前后軸的同軸度誤差小于0.05毫米；彈性聯(lián)軸器前后軸的同軸度誤差小于0.1毫米；前后軸的角度誤差小于1度。

如果齒輪泵的動(dòng)力傳遞是通過(guò)傳動(dòng)軸傳遞，就需要在中間加支撐以消除徑向力。

在齒輪泵使用中，應(yīng)勤檢查聯(lián)軸器銷子是否緊固，發(fā)現(xiàn)松動(dòng)及時(shí)處理；橡膠圈發(fā)生磨損后，要及時(shí)更換新的橡膠圈。

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