第三章 齿轮泵
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3.2 齿轮泵齿轮泵是一种常用的液压泵,其主要特点是:1. 抗油液污染能力强,体积小,价格低廉;2. 内部泄漏比较大,噪声大,流量脉动大,排量不能调节。
齿轮泵通常用于工作环境比较恶劣的各种中、低压系统中。
尤其是低压系统。
齿轮泵中齿轮的齿形以渐开线为多。
在结构上可分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵。
外啮合齿轮泵应用广泛,下面做重点介绍。
图3.3是外啮合齿轮泵的工作原理图。
由图可见,这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。
由于齿轮端面与壳体端盖之间的缝隙很小,齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小,因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔。
当齿轮按图示方向旋转时,右侧的齿轮逐渐脱离啮合,露出齿间。
因此这一侧的密封容腔的体积逐渐增大,形成局部真空,油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个腔体,因此这个容腔称为吸油腔。
随着齿轮的转动,每个齿间中的油液从右侧被带到了左侧。
在左侧的密封容腔中,轮齿逐渐进入啮合,使左侧密封容腔的体积逐渐减小,把齿间的油液从压油口挤压输出的容腔称为压油腔。
当齿轮泵不断地旋转时,齿轮泵的吸、压油口不断地吸油和压油,实现了向液压系统输送油液的过程。
在齿轮泵中,吸油区和压油区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来,因此没有单独的配油机构。
齿轮泵排量和流量1. 排量V排量是液压泵每转一周所排出的液体体积。
这里近似等于两个齿轮的齿间容积之和。
设齿间容积等于齿轮体积,则有式中,D—齿轮节圆直径;h—齿轮齿高;B—齿轮齿宽;Z—齿轮齿数;m—齿轮模数。
由于齿间容积比轮齿的体积稍大,所以通常修正为2. 流量q齿轮泵的实际流量为 pv pv v Bn Zm Vn q ηη266.6==式中,n —齿轮泵的转速;ηpv —齿轮泵的容积效率。
式(3.11)中的v q 是齿轮泵的平均流量,实际上,在齿轮啮合过程中压油腔的容积变化率是不均匀的,因此齿轮泵的瞬时流量是脉动的。
设q max 和q min 分别表示齿轮泵的最大、最小瞬时流量,则流量脉动率δq 为表3.2给出了不同齿轮齿数时外啮合齿轮泵的流量脉动率。
齿轮泵的工作与原理课件
齿轮泵是一种通过齿轮的旋转来产生液体流动的泵。
其工作原理基于齿轮在泵体内的旋转,从而改变泵腔内的容积,使液体被吸入和排出。
齿轮泵由泵体、齿轮和轴承组成。
其工作过程可以分为吸入阶段和排出阶段两个阶段。
1. 吸入阶段:
a. 泵体内产生的真空吸引齿轮旋转;
b. 吸入孔打开,液体从吸入孔进入到泵体内;
c. 齿轮旋转推动液体向泵体内移动,逐渐填充整个泵腔;
d. 当齿轮齿槽移动到吸入孔位置时,液体被吸入至泵腔。
2. 排出阶段:
a. 齿轮继续旋转,液体被推入至排出孔;
b. 排出孔打开,液体从排出孔流出;
c. 齿轮的齿槽继续移动,将剩余液体排出泵体;
d. 齿轮再次回到吸入孔位置,准备吸入新的液体。
通过这样的工作循环,齿轮泵能够不间断地将液体从吸入口吸入并排出至出口,从而实现液体的输送。
齿轮泵的优点包括结构简单、体积小、流量稳定等。
然而,由于齿轮与泵体之间的间隙,其密封性较差,可能会有一定的泄漏现象。
因此,在某些情况下,需根据具体要求选择适合的密封材料和密封方式。
总的来说,齿轮泵通过齿轮的旋转来改变泵腔内的容积,从而吸入和排出液体。
其工作原理简明清晰,广泛应用于各种工况下的液体输送。
齿轮泵齿轮泵是依靠泵缸与啮合齿轮间所形成的工作容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵。
由两个齿轮、泵体与前后盖组成两个封闭空间,当齿轮转动时,齿轮脱开侧的空间的体积从小变大,形成真空,将液体吸入,齿轮啮合侧的空间的体积从大变小,而将液体挤入管路中去。
吸入腔与排出腔是靠两个齿轮的啮合线来隔开的。
齿轮泵的排出口的压力完全取决于泵出处阻力的大小。
1工作原理齿轮泵的概念齿轮泵的概念是很简单的,即它的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转,这个壳体的内部类似“8”字形,两个齿轮装在里面,齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。
来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间,并充满这一空间,随着齿的旋转沿壳体运动,最后在两齿啮合时排出。
在术语上讲,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,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。
实际上,在泵内有很少量的流体损失,这使泵的运行效率不能达到100%,因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧,而泵体也绝不可能无间隙配合,故不能使流体100%地从出口排出,所以少量的流体损失是必然的。
然而泵还是可以良好地运行,对大多数挤出物料来说,仍可以达到93%~98%的效率。
对于粘度或密度在工艺中有变化的流体,这种泵不会受到太多影响。
如果有一个阻尼器,比如在排出口侧放一个滤网或一个限制器,泵则会推动流体通过它们。
如果这个阻尼器在工作中变化,亦即如果滤网变脏、堵塞了,或限制器的背压升高了,则泵仍将保持恒定的流量,直至达到装置中最弱的部件的机械极限(通常装有一个扭矩限制器)。
对于一台泵的转速,实际上是有限制的,这主要取决于工艺流体,如果传送的是油类,泵则能以很高的速度转动,但当流体是一种高粘度的聚合物熔体时,这种限制就会大幅度降低。
第3章液压泵内容提要本章主要介绍液压动力元件的几种典型液压泵(齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理、性能参数、基本结构、性能特点及应用范围等)。
基本要求、重点和难点基本要求:掌握齿轮泵、叶片泵、柱塞泵的工作原理、性能参数、结构特点。
了解各类泵的典型结构及应用范围。
重点:通过本章学习,要求掌握液压泵的工作原理、功能、性能参数(压力和流量等)、性能特点及应用范围。
难点: ①密闭容积的确定(特别是齿轮泵)。
②容积效率的概念。
③额定压力和实际压力的概念。
④外反馈限压式变量叶片泵的特性。
⑤柱塞泵的变量机构。
3.1液压泵基本概述液压泵作为液压系统的动力元件,将原动机(电动机、柴油机等)输入的机械能(转矩T 和角速度ω)转换为压力能(压力p 和流量q )输出,为执行元件提供压力油。
液压泵.的性能好坏直接影响到液压系统的工作性能和可靠性,在液压传动中占有极其重要的地位。
3.1.1液压泵的工作原理如图3-1所示,单柱塞泵由偏心轮1、柱塞2、弹簧3、缸体4和单向阀5、6等组成,柱塞与缸体孔之间形成密闭容积。
当原动机带动偏心轮顺时针方向旋转时,柱塞在弹簧力的作用下向下运动,柱塞与缸体孔组成的密闭容积增大,形成真空,油箱中的油液在大气压力的作用下经单向阀5进入其内(单向阀6关闭)。
这一过程称为吸油,当偏心轮的几何中心转到最下点O 1/时,容积增大到极限位置,吸油终止。
吸油过程完成后,偏心轮继续旋转,柱塞随偏心轮向上运动,柱塞与缸体孔组成的密闭容积减小,油液受挤压经单向阀6排出(单向阀5关闭),这一过程称为排油,当偏心轮的几何中心转到最上点O 1//时,容积减小至极限位置,排油终止。
偏心轮连续旋转,柱塞上下往复运动,泵在半个周期内吸油、半个周期内排油,在一个周期内吸排油各一次。
图3-1 单柱塞泵工作原理 1-偏心轮 2-柱塞 3-弹簧 4-缸体 5、6-单向阀 7-油箱如果记柱塞直径为d ,偏心轮偏心距为e ,则柱塞向上最大行程e s 2=,排出的油液体积2422e d s d V ππ==。