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德國SCHERZINGER齒輪泵存在的幾個問題及其工作原理
閱讀：1614 發布時間：2021-4-16 德國SCHERZINGER齒輪泵是液壓系統中廣泛采用的一種液壓泵，它一般做成定量泵，按結構不同.齒輪泵分為外吡合齒輪泵和內嚙合齒輪采，外嚙合齒輪泵應用。
德國SCHERZINGER齒輪泵的工作原理如圖3-3所示。齒輪泵主要由一對齒輪、外殼、泵蓋、軸及軸承和密封蓋板等組成。在泵體內有一對外嚙合齒輪，齒輪兩端面靠蓋板密封，這樣泵體，蓋板和齒輪的各齒槽就形成多個密封腔，輪齒嚙合線又將左右兩密封腔隔開而形成吸、壓油腔。當齒輪按圖示方向旋轉時，吸油腔（右側）內的輪齒不斷脫開嚙合，使其密封容積不斷增大而形成一定真空，在大氣壓力作用下從油箱吸進油液，隨著齒輪的旋轉，齒槽內的油液被帶到壓油腔（左側）申壓油腔內的輪齒不斷進人嚙合，使其密封容積不斷減小，油液被壓出。隨著齒輪不停地旋轉，齒輪泵就不斷地吸油和排油。
德國SCHERZINGER齒輪泵主要存在的三大問題是泄漏、困油和徑向液壓力不平衡，這三個問題影響著齒輪泵的工作性能和使用壽命，因此各種齒輪泵都采取了不同的結構措施來解決這些問題。
1.泄漏
泄漏是液壓泵不可避免的問題，齒輪泵的內泄漏有軸向泄漏、徑向泄漏和嚙合線泄漏。
1)軸向泄漏
齒輪端面和端蓋之間的間隙為軸向間隙，軸向間隙引起的泄漏為軸向泄漏。因為泄漏途徑短，泄漏面積大，所以軸向泄漏的泄漏量最大，可占總泄漏量的75%~80%。軸向間隙大，泄漏量就大，容積效率降低；軸向間隙過小，雖然泄漏量減小，但會使機械摩擦損失增加， 從而使機械效率降低。因此齒輪泵必須嚴格控制軸向問隙，保證總效率不能太低。
2)徑向泄漏
齒輪齒頂圓面與泵體之間的問隙為徑向間隙，徑向間隙引起的泄漏為徑向泄漏。由于徑向間隙泄漏途徑長，所以泄漏量小，占總泄漏量的15%~20%。
3)嚙合線泄漏
兩個齒輪的輪齒間的嚙合縫隙為喻合間隙，嚙合間隙引起的泄漏為嚙合線泄漏。其泄漏量最小，占總泄漏量的4%~5%。
2.困油
由于要求德國SCHERZINGER齒輪泵能夠平穩運轉，齒輪嚙合的重疊系數必須大于1，即前一對輪齒沒有脫離嚙合，后一對輪齒必須進人嚙合，這樣兩對輪齒同時嚙合，形成一個密封空間，此密封空間既不和吸油腔相通，也不和排油腔相通被稱為閉死容積。如圖3-4所示，隨著齒輪的旋轉， 閉死容積的大小不斷變化。幵始時閉死容積為錄大，隨著齒輪的旋轉，閉死容積逐漸減小（圖3-4(a)到圖3-4(b)的過程），直到兩個嚙合點處于節點的對稱位置時，閉死容積達到最小，由于油液的可壓縮性很小，被困油液被擠壓，壓力急劇升離，迫使油液從嚙合冏隙強行擠出，齒輪和軸承受到很大的徑向力。當隨著齒輪的繼續旋轉，閉死容積又逐漸增大（圖3-4 (b)到圖3-4(c)的過程），閉死容積內形成局部真空，由于沒有油液的補充，使油液中的氣體分離出來，產生氣穴現象，引起齒輪泵的振動和噪聲，這就是困油現象。綜上所述，由于閉死容積的變化，導致壓力急劇升高或下降的現象訧稱為困油現象。有閉死容積不一定產生困油現象，當閉死容積不變化時，不產生困油現象，當閉死容積變化時，就產生困油現象；有困油觀象產生，就一定有閉死容積存在。
由于困油現象產生的危害，會引起齒輪泵的振動和噪聲，加劇齒輪齒面和軸承的, 輯,產重時還會導致軸彎曲和齒面腐蝕，大大縮短了齒輪滎的使用壽命。因此必須消除困油現象。
消除德國SCHERZINGER齒輪泵困油現象的方法是在兩側端蓋上銑兩條卸荷槽，如圖3-4(d)所示，開卸荷槽的條件是閉死容積由小變大時通過卸荷槽與吸油腔相通；閉死容積由大變小時通過卸荷槽與排油腔相通；閉死容積處于最小位置時，閉死容積和兩個卸荷槽均不通，即不和吸、排油腔相通，保證密封。一般卸荷槽是非對稱幵設的，往往是向吸油腔偏移。如果齒輪的分度圓壓力角為α=20°。模數為m的標準漸開線齒輪，則兩卸荷槽尺寸為：卸荷槽間距a=2.78m，在壓油腔一側必須保證卸荷槽與兩齒輪中心連線間的距離b≥0.8m，另一方面為使卸荷槽暢通，必須保證槽寬c>2.5m，槽深h≥0.8m，如圖3-4(e)所示。
3.徑向液壓力不平衡
德國SCHERZINGER齒輪泵工作時，因為排油壓力大于吸油壓力，從排油腔到吸油腔，齒輪頂圓圓周徑向壓力是線性階梯變化的，從而產生徑向力不平衡，如圖3-5所示。對于中、高壓齒輪泵，其軸承負載是非常大的。因此，齒輪泵的使用壽命幾乎取決于軸承的使用壽命，要延長齒輪泵的使用壽命,必須減少機械磨損，減小徑向力不平衡。同時，徑向力不平衡也會引起軸彎曲變形和齒輪的嚴童磨損。尤其是從動輪，在嚙合力作用下，總的受力會更大，因此從動輪比主動輪的軸承磨扳更快。齒輪的徑向合力為
主動輪的徑向合力 F=7.5pDB
從動輪的徑向合力 F=8.5pDB
式中：p-齒輪泵的工作壓力（Mpa）；
D-齒頂圓直徑（cm）；
B-齒輪寬度（cm）；
通過分析可知，必須在結構采取一定的措施，減少齒輪泵的徑向合力，從而延長齒輪泵的壽命。采取的措施如下。
(1)縮小排油口尺寸，使高壓油作用在齒輪上的面積縮小，從而減小作用在齒輪上的徑向力。
(2)適當增大徑向間隙.增大齒頂圓與泵體內孔的問隙，以平衡徑向力不平衡。但增大徑向間隙會使泄漏增加,容積效率降低，因此髙壓泵不宜釆用此方法。