齿轮泵参数与困油现象有关吗 - 液压知识

齿轮泵是液压系统中一种常用的液压泵，其突出优点包括结构设计简洁、生产制造容易、价格经济、体积小巧以及重量轻便，且在自吸性能上表现良好，对油液的污染程度不敏感，整体工作性能也相对可靠。不过，齿轮泵同样存在一些不足之处，如流量和压力波动较为明显，噪音水平偏高，同时排量具有可调性。

齐齿轮泵若经过合理的结构处理，能够支持较高的工作压力，目前有些高压齿轮泵已达到14至25 MPa的能力。通常，齿轮泵是一种定量泵，并依据不同结构分为外啮合齿轮泵与内啮合齿轮泵，外啮合齿轮泵应用得最为广泛。这类泵的泵壳内部包含一对外啮合的齿轮，并通过端盖进行密闭。泵体、端盖以及齿轮的齿间槽共同形成多个密封工作腔，当齿轮转动时，吸油腔的容积逐渐增大，形成部分真空，使油液被吸入并充满齿槽，从而带入压油腔中。

在压油区域，由于齿轮逐步啮合，密封工作腔的体积不断减小，油液被挤出。而吸油区与压油区相隔则由齿轮的啮合及泵体的自身结构实现，齿面接触线在工作进程始终阻隔着吸油区与压油区，进而实现对油液的配流。这也是为何齿轮泵不需要特别设计配流机构的原因，突显出齿轮泵与其它容积式泵之间的差异。

外啮合齿轮泵的排量可以通过数学公式V=6.66 zm²B进行计算，其中z为齿轮齿数，m为模数，B为齿轮宽度。其理论流量可表述为q=6.66 zm²Bn，n代表齿轮泵的转速，而实际流量可以用公式q=6.66 zm²Bny表示，y是泵的容积效率。

齿轮啮合作用下，密封工作腔体积的变化并非均匀，在这种情况下，输出流量难免会呈现出脉动特性。理论研究显示，齿数少的外啮合齿轮泵，其脉动率往往较高，甚至可超过20%。与之相比，内啮合齿轮泵的流量脉动则显得明显低些。

CB-B型外啮合齿轮泵在中低压力应用中是比较常见的，其额定工作压力约为2.5 MPa，排量在2.5至125 mL/r之间，转速达到1450 r/min，普遍被用于机床动力提供及多种润滑、冷却和补油系统中。

在泵体内部，齿轮由主动轴驱动旋转，前后端盖分别装在泵体的两侧，通过六颗螺栓固定，额外配备定位销以防止位移。同时，在前后端盖中装有带有保持架的滚针轴承，用于支撑动轴。来自轴承的油液泄漏会通过泄漏通道返回吸油腔，这样能够降低泵体与端盖接口间的油压，进而减轻对螺钉的拉力。

液压齿轮马达

外啮合齿轮泵在结构上还存在一些问题，比如可能引发的困油现象。为了更好地实现连续供油，齿轮重叠系数需大于1，确保在一对齿轮尚未完全脱开的同时，另一对已经进入啮合，这样就必然导致形成一个封闭的油腔，部分油液被困其中。针对这一困油现象，通常会在泵端盖上开设卸荷槽，确保在困油腔从大变小时可通过卸荷槽与压油腔相连，结合道理同样适用于困油腔变小的情况。

在设计卸荷槽时，应确保相邻两个槽之间的距离a足以避免压油腔和吸油腔的互通。很多齿轮泵的这两个槽并不与齿轮中心线对称，而是有所偏移，这样的设计被证明获得了更好的卸荷效果。

从径向不平衡力来看，齿轮泵在执行工作时，齿轮外缘承受的压力并不均匀，压油腔和吸油腔的工作压力相互对差异影响，造成了齿轮及轴的不平衡径向力。随着工作压力的增加，径向不平衡力的大小也会随之上升。如果这种不平衡力增大到一定程度，可能会导致泵轴出现弯曲，使得齿顶与泵体接触，进而产生摩擦并加速轴承磨损，从而影响其使用寿命。

液压泵的工作依赖运动部件之间的微小间隙实现密封，但高压腔的液体向低压腔泄漏几乎是避无可避的。齿轮泵中的压油腔油液通常会通过以下途径流向吸油腔：首先是经由齿轮啮合线的间隙，其次是泵体内部表面与齿顶圆之间的径向间隙，最后还有通过端面之间的微小缝隙。在这三类泄漏途径中，端面间隙的泄漏量占比最大，通常高达总泄漏量的85%。随着压力的不断加大，泄漏情况会变得越来越严重，因此，端面间隙是目前影响齿轮泵增加压力的主要瓶颈。