齒輪泵的種類(lèi)很多,齒輪泵的分類(lèi)如下。
一、按齒輪嚙合方式分
1)外齒輪泵。主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪均為外齒輪,如圖6-1所示。外嚙合齒輪泵是應(yīng)用最廣泛的一種齒輪泵,一般齒輪泵通常就指外嚙合齒輪泵。
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圖1 外齒輪泵
1—主動(dòng)齒輪;2一排出口;3—泵殼;4—從動(dòng)齒輪;5—從動(dòng)軸;6—吸入口;7—主動(dòng)軸
2)內(nèi)齒輪泵。主動(dòng)齒輪為內(nèi)齒輪,從動(dòng)齒輪為外齒輪,如圖2 所示。
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圖2 內(nèi)齒輪泵
內(nèi)齒輪泵的主要零件是一對(duì)互相嚙合的內(nèi)齒輪和外齒輪,以及一月牙形隔塊。內(nèi)齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)軸為同心裝置,而外齒輪則為偏心裝置。月牙形隔塊的作用是將吸入腔和排出腔隔開(kāi)。工作時(shí),當(dāng)主動(dòng)的內(nèi)嚙合齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí),在輪齒脫開(kāi)嚙合的地方形成部分真空,油料在大氣壓力的作用下進(jìn)入泵的吸入口并填滿各齒間,而在齒輪進(jìn)入嚙合的地方,存于齒間的油料被擠壓入排出管。
內(nèi)嚙合齒輪泵和外嚙合齒輪泵比較,結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、吸入性能好。但是齒形復(fù)雜,不易加工。一般用于高壓液壓系統(tǒng)中,例如飛機(jī)上的液壓系統(tǒng)等。在100—95—2 拖車(chē)泵上用它。
二、按齒輪輪齒形狀分
1)直齒輪泵。主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪都是直齒輪。主動(dòng)齒輪與主動(dòng)軸用鍵聯(lián)接,借以傳遞轉(zhuǎn)矩。從動(dòng)齒輪可以繞從動(dòng)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。
泵工作過(guò)程中,在排出口擠出液體時(shí),尚有少量液體被封閉在互相嚙合的兩齒齒穴中,形成了一個(gè)封閉空間(圖3)。封閉空間從大變小,齒穴中的液體被擠壓,產(chǎn)生較高的壓力,使泵軸上的徑向力增大。在吸入口處,封閉空間由小變大,在瞬間產(chǎn)生了低壓,析出了油蒸氣,析出的油蒸氣在冷凝時(shí),會(huì)產(chǎn)生一種類(lèi)似汽蝕現(xiàn)象的沖蝕作用,使輪齒的光滑表面受到剝蝕。
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圖3 齒輪嚙合時(shí)所形成的封閉空間
為了減小對(duì)泵軸所作用的徑向力,并防止齒輪表面受到剝蝕,必須采取適當(dāng)?shù)拇胧?。為此,在泵蓋上開(kāi)有兩條平衡槽(圖4)。當(dāng)封閉空間由大變小時(shí),被擠壓的液體可沿平衡槽流向排出口。當(dāng)封閉空間的容積增大時(shí),吸入口的液體可經(jīng)平衡槽流進(jìn)封閉空間。此外,還可以采用在從動(dòng)齒輪上開(kāi)平衡孔的方法。平衡孔是通過(guò)齒頂和齒底鉆通的若干個(gè)徑向小孔,如圖 5所示,在與平衡孔同一橫斷面處的從動(dòng)軸上開(kāi)兩個(gè)凹槽。當(dāng)封閉空間由大變小時(shí),被擠壓的液體經(jīng)平衡孔和凹槽流向排出口;封閉空間由小變大時(shí),吸入口中的液體可經(jīng)小孔和凹槽流進(jìn)封閉空間。液體的平衡孔中的流動(dòng)情況如圖6所示。
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圖4 平衡槽
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圖5 平衡孔
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圖6 液體在平衡孔中的流動(dòng)情況
直齒輪泵裝配時(shí),應(yīng)注意從動(dòng)軸的方向,使它能起平衡徑向力的作用。此外,若將圖5 中的從動(dòng)軸朝順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度,則泵的排出口與吸入口通過(guò)小孔和凹槽連通,泵工作時(shí),部分排出液體回流到吸入口,由此可調(diào)節(jié)齒輪泵的流量。
2)斜齒輪泵。工作輪由一對(duì)斜齒輪組成。在斜齒輪的齒輪泵中,封閉空間的容積幾乎不變。因?yàn)樵谝粋€(gè)段落中容積增大,而在另一個(gè)段落中容積卻在縮小,所以這種擠壓現(xiàn)象并不重要。
3)人字齒輪泵。主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪分別由兩個(gè)方向相反的斜齒輪組成人字齒輪。人字齒輪泵的齒形,使輪齒的嚙合逐漸進(jìn)行,接觸面積大、工作平穩(wěn)、流量均勻、效率較高、使用壽命較長(zhǎng),允許轉(zhuǎn)速也比直齒輪泵為高。因此,流量較大的齒輪泵,幾乎都制成人字齒輪泵。
油庫(kù)中一般采用人字齒輪泵。
齒輪泵的工作原理如圖1所示。它的一對(duì)嚙合齒輪,其中一個(gè)主動(dòng)齒輪由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn),另一個(gè)從動(dòng)齒輪與主動(dòng)齒輪相嚙合而轉(zhuǎn)動(dòng)。由于齒輪與泵蓋之間的間隙很小(大約為0.1~0.12mm),因此吸入口和排出口是隔開(kāi)的。當(dāng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),帶動(dòng)從動(dòng)齒輪以相反方向旋轉(zhuǎn)。在吸入口處,齒輪逐漸分開(kāi),齒穴空了出來(lái),使容積增大,壓力降低,將油料吸入。吸入的油料在齒穴內(nèi)被齒輪沿著泵殼帶到排出口,在排出口處齒輪重新嚙合,使容積縮小,壓強(qiáng)增高,將齒穴中的油料擠入排出管中。
齒輪泵的主體結(jié)構(gòu)如圖7 所示,主要由主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、泵體、泵蓋等組成。齒輪靠?jī)啥嗣婷芊?。主?dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪均由兩端軸承支承。泵體、泵蓋和齒輪的各個(gè)齒間槽形成密封的工作空間。
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圖7 齒輪泵結(jié)構(gòu)
1一主動(dòng)齒輪;2—從動(dòng)齒輪;3—泵體;4—泵蓋
齒輪泵的主要特點(diǎn)是體積小、重量輕、制造成本低、工作可靠、維修方便。但與其他類(lèi)型泵比較,齒輪泵效率低,振動(dòng)和噪聲大。