第3期工程机59国外齿轮泵的发展概况太原重机学院周则恭一、前言结构简单、价格便宜、使用可靠的齿轮泵在液压传动的工程机械中占有重要地位。根据日本统计资料r’〕,六十年代日本每年生产的齿轮泵中约40~47%(按产值计算)用于工程机械部门。美国的液压传动工程机械一直采用齿轮泵和叶片泵〔“飞。苏联工程机械和车辆的液压传动系统也采用齿轮泵r”’。由于结构上的原因,齿轮泵的效率低,轴承负载大,因此有所谓齿轮泵效率较低和不适合高压的说法。但是近十几年来,齿轮泵在提高压力和效率等方面取得了很大进展。日本液压工业部门于61~64年间进口欧美技术,在齿轮泵方面主要通过:(1)采用齿轮轴向间隙的液压补偿技术,(2)轴承的改进,(3)采用铝合金机壳,在高压化(从70一140公斤/厘米’进入175一210公斤/厘米2)、高效率、小型化、轻量化等方面取得了进展〔”〔‘〕。美国改进了齿轮泵压力侧板,解决了压力、效率、使用寿命、大马力等方面的问题。70年以来无实质性进展,主要是品种系列的增加,材料与工艺上的改善〔,、。二、目前水平外啮合渐开线齿轮泵f,」〔,。一:最大压力范围17公斤/厘米2~210公斤/厘米2(间断使用280公斤/厘米2,特殊型号超过210公斤/厘米2)。流量范围(吸人压力为1大气压时)1一680升/分。最大转速范围(吸入压力为1大气压时)1800~7000转/分(当吸入情况良好,压力为210公斤/厘米“,流量4.5升/分时可达1000仓转/分,当160升/分时转速为3000转/分)。效率一般中下,最佳状态下的容积效率可达93%。据介绍〔‘31,最新的日本齿轮泵:使用寿命500小时压力175公斤/厘米“输出功率140马力全效率90%单位马力重量0.08公斤/马力。三、间隙的补偿齿轮泵的齿轮在机壳内运转,齿轮侧面和齿顶与机壳之间必须具有一定的间隙,因此高压区与低压区之间形成泄漏通道。其中,轴向间隙(齿轮侧面与机壳或侧板之间的间隙)泄漏量比径向间隙(齿顶与机壳或密封块之间)的泄漏量大得多。为了提高容积效率,必须设法减少这种内部泄漏。随着向高压、小型、低噪音方面的发展,齿轮泵间隙补偿设计不断得到发展〔7’:从固定间隙发展到轴向间隙压力补偿,随后又进行轴向和径向间隙压力补偿;由于外啮合齿轮泵的径向间隙压力补偿难于实现,又发展到采用轴向径向间隙压力补偿的内啮合齿轮泵。固定间隙齿轮泵的压力限于10~120公斤/厘米“以下。当排油腔压力10公斤/厘米2时,轴向间隙为0.01~0.02毫米。间隙过大则容积效率急骤下降;过小则由于材料膨胀而易烧伤。磨损后又使间隙增大,容积效率下降。同时,由于轴向间隙很小,对于盖板端面与轴孔的垂直度,前后盖板轴孔的同心度,泵体端面的平行度等加工精度要求很高。新型高压齿轮泵采用的轴向间隙压力补偿.60.工程机械1973。6浮动轴套式机构,大致可分三种型式(图1):(1)浮动轴套式:把高压油引到轴套外侧,在液体压力作用下贴合在齿轮侧面或垫片上。轴套可沿轴向浮动补偿磨损量。(2)浮动侧板式:在排油腔液体的压力下,侧板紧压在齿轮端面。(3)挠性侧板式。图2是日本新生产之具有轴向间隙压力补偿机构的齿轮泵。侧板广-一~一饰“一-一-一—洲几二卫飞i全湃弓‘}.侧l三_飞浮动侧板式图2.具有轴向间隙压力补偿机构的齿轮泵挠性侧板式图1.轴向间隙补偿机构示意图文献〔16〕详细讨论了高压齿轮泵轴向补偿与径向补偿的方法及结构型式。以前内啮合齿轮泵由于设计成为固定间隙,齿顶很难与密封直接接触,因此运转时受到很大的粘性摩擦阻力,效率低。西德Otto-Eckerle公司解决了这个问题。日本不二越公司与西德Ott。一Eckerle公司进行技术合作,生产了30公斤/厘米2的IP型内啮合齿轮泵。厂一尸州一,北i~问二乙}‘!}日.l{}{‘{」闰毛1干,1!l一剖面结构图第3期工程机械//~\、、一,户b。¹º泵体¾齿轮轴¿经向活塞À内齿环图3.IP其剖面结构图见图3a,立体图如图3b。内齿环À的外沿支承在径向半圆支承块¿的内圆面上,¿的背面设有三处背压容积,在背压力作用下,径向半圆支承块¿始终压在内齿环À的外圆面上,使径向间隙保持一定。轴向间隙压力补偿则由于背压室内液压油的压力作用,使侧板贴合在齿轮二侧面或垫片上。因此间隙最小,磨损量也可自动补偿。四、轴承问题齿轮泵的寿命在很大程度上取决于轴承的寿命。由于高压...
