不二越外嚙合齒輪泵的泄漏、困油和徑向液壓力不平衡是影響齒輪泵性能指標(biāo)和壽命的三大問題。各種不同齒輪泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之所以不同,都因采用了不同結(jié)構(gòu)措施來解決這三大問題所致。
(1)泄漏:外嚙合齒輪泵存在著三個(gè)可能產(chǎn)生泄漏的部位:齒輪端面和端蓋間;齒輪齒頂和殼體內(nèi)孔間以及兩個(gè)齒輪的齒面嚙合處。其中對(duì)泄漏影響大的是齒輪端面和端盞間的軸向間隙,通過軸向間隙的泄漏量可占總泄漏量的75%~80%,因?yàn)檫@里泄漏途徑短,泄漏面積大。軸向間隙過大,泄漏量多,會(huì)使容積效率降低;但間隙過小,齒輪端面和端蓋之間的機(jī)械摩擦損失增加,會(huì)使泵的機(jī)械效率降低。因此設(shè)計(jì)和制造時(shí)必須嚴(yán)格控制泵的軸向間隙。
(2)困油現(xiàn)象:不二越齒輪泵要平穩(wěn)工作,齒輪嚙合的重疊系數(shù)必須大于1,也就是說要求在一對(duì)輪齒即將脫開嚙合前,后面的一對(duì)輪齒就要開始嚙合。就在兩對(duì)輪齒同時(shí)嚙合的這一小段時(shí)間內(nèi),留在齒間的油液困在兩對(duì)輪齒和前后泵蓋所形成的一個(gè)密閉空間中,如圖3-4(a)所示,當(dāng)齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí),這個(gè)空間的容積逐漸減小,直到兩個(gè)嚙合點(diǎn)a、b處于節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的對(duì)稱位置時(shí),其封閉容積減至小。由于油液的可壓縮性很小,當(dāng)封閉空間的容積減小時(shí),被困的油液受擠壓,壓力急劇上升,油液從零件接合面的縫隙中強(qiáng)行擠出,使齒輪和軸承受到很大的徑向力;當(dāng)齒輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn),這個(gè)封閉容積又遙漸增大到如圖3-4(c)所示的大位置,容積增大時(shí)又會(huì)造成局部真空,使油液中溶解的氣體分離,產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象,這些都將使齒輪泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪聲,這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。
消除困油的方法,通常是在不二越齒輪泵的兩側(cè)端盞上銑兩條卸荷槽,當(dāng)封閉容積減小時(shí),使其與壓油腔相通;而當(dāng)封閉容積增大時(shí),使其與吸油腔相通。一般的不二越齒輪泵兩卸荷槽是非對(duì)稱開設(shè)的,往往向吸油腔偏移,兩槽間的距離必須保證在任何時(shí)候都不能使吸油腔和壓油腔相互串通。如對(duì)于分度圓壓力角為a=20°,模數(shù)為m的標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪a=2.78 mm,當(dāng)卸荷槽為非對(duì)稱時(shí),在壓油腔一側(cè)必須保證卸荷槽與兩齒輪中心連線問的距離6=0.8 mm,另一方面為保證卸荷槽暢通,須保證槽寬c>2.5 mm,槽深h≥0.8 mm。
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