往复、齿轮泵演示1

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,船 用 泵,1,船舶辅机研究内容：,1.船用泵,2.空气压缩机,3.船舶甲板机械（液压甲板机械）,4.船舶制冷（食品制冷）,5.船舶空调（中央空调系统）,6.船舶辅锅炉（燃油锅炉和废气锅炉）,7.海水淡化（蒸馏式海水淡化装置）,8.船舶防污染（防污染装置）,9.船舶其它辅助设备或装置（侧推装置、特殊专用装置等）,2,船 用 泵 绪 言,一、泵在船舶上的功用,1. 一般定义,泵：,是一种输送液体的流体机械，是一种用来提高液体机械能的设备。,船用泵：,符合船舶规范规定或船用技术条件要求的各种供船舶使用的泵的统称。,流体机械：,是以流体为工作工质进行能量转换的机械。,流体：,气体、液体、液体和固体（粉末状或颗粒状）混合物或气体和固体混合物。,能量转换：,传递能量（机械能转换）、增加能量（位能位置头；动能速度头；压力能 压力头）。,第一篇 船用泵和空气压缩机,3,2.泵在船上使用情况,主动力装置用泵（主海水泵、缸套冷却水泵等）,辅助装置用泵（柴油发电机各用泵等）,船舶安全及生活设施用泵,特殊船舶专用泵（货油泵、打捞泵等）,4,二、泵 的 分 类,按工作原理分类:,容积式、泵叶轮式泵、喷射式泵,1. 容积式泵,往复式泵：,活塞泵、柱塞泵,。,回转式泵：,齿轮泵、螺杆泵、叶片泵、水环泵。,2.叶轮式泵：,离心泵、轴流泵、旋涡泵,3.喷射式泵,按原动机不同分：,电动泵、,蒸汽泵（往复式、透平式泵）、,机带泵(随机泵)、手动泵,5,6,三、船用泵的主要性能参数,1. 流量：,指单位时间内所排送的液体量。,体积流量Q,单位：,m,3,/s, m,3,/h; L/min.,注：,泵铭牌上标示的流量是指泵的额定流量。,质量流量G,单位：,kg/s、 t/h、kg/min,G = Q,kg/s 液体的密度（kg/m,3,）,2. 扬程（又称压头）H:,泵传给单位重液体的能量，或表达为进出口单位重量的液体的比能差。,单位：,N m / N = m,注：,泵铭牌上所标注的扬程是额定扬程，但容积式泵一般不标注泵的扬程而标注额定排出压力。,7,计算扬程 ：,H =,E,2,E,1,=,E,吸入几何高度；,E,1,= p,s,/ g + v,s,2,/2g+Z,s,排出几何高度；,E,2,= p,d,/g + v,d,2,/2g+Z,d,H = E,= (p,d,p,s,) /,g,+( v,d,2,v,s,2,) / 2g+,Z,进出口管径相等或相差不大，流速一样，也即：,v,s, v,d,压力表可以安装在同一水平的高度上，也即：,Z,=0,H (p,d,p,s,) /,g,8,泵进出液段的实际伯努利方程：,吸入段:,p,sr,/g,= p,s,/g,+ v,s,2,/2g +Z,s,+ h,s,p,s,/g= p,sr,/g（v,s,2,/2g +Z,s,+h,s,）,排出段:,p,d,/,g,+v,d,2,/2g-h,d,= p,dr,/,g,+Z,d,p,d,/,g,= p,d,/,2g,+Z-v,d,2,/2g -Z,d,h,d,泵进出液段的实际伯努利方程：,H = + Z + h,9,泵所产生的扬程的作用：,1）用于克服吸排管路中对液体流动的阻力； 2）输出液面和吸入液面间的压力差； 3）使液体提升一定的几何高度。,3.泵的转速,n：,指泵轴的每分钟的回转数。,单位：,n/min.,往复泵的n则表示活塞（柱塞）每分钟的双行程数,4.,泵的,功率,P,和效率,：, 功率：,有效功率和轴功率,有效功率,P,e,（输出功率）,P,e,= G H =g Q H =g Q H ( p,d,p,s,)Q,W,轴功率,P,（输入功率）,10, 泵的总效率,：,=,输出功率,/,输入功率,=,P,e,/ P,容积效率,v,：,v,= Q / Q,t,水力效率,h,：,h,= H / H,t,机械效率,m,：,m,= P,h,/P,=,h,v,m,泵的配套功率,P,m,：,指所配原动机的额定输出功率。,泵的最大轴功率不得超过配套功率,，,就是说泵的配套功率应大于额定轴功率,。,P,m,= K,m,P,K,m,功率储备系数（,K,m,=1.421.1）,11,12,13,5.允许吸上真空度,H,s,：,泵工作时所允许的最大吸入真空度。,单位：,M p,a,泵的允许吸上真空度是泵吸入性能好坏的重要标志，也是管理中控制最高吸入真空度的依据。,影响允许吸上真空度因素：,1）泵的型式与结构； 2）吸入液面压力p,sd,； 3）液体温度（使饱和蒸汽压力p,v,变化）； 4）泵的流量（使泵内压降变化）。,允许吸上真空高度,H,s,：,水泵的允许吸上真空度常用水柱高度（m）来表示，称为允许吸上真空高度。, H,s, = H,s,/ g, H,s,可用来推算水泵的最大允许吸上高度（许用吸高）,14,注：,泵铭牌上标示的,H,s,是由制造厂在标准大气压（760mmHg）下以常温（20,0,C）清水在额定工况下进行试验而得出的。按国标规定，试验时逐渐增加泵的吸入真空度：,容积式泵以流量比正常工作时下降3时所对应的吸入真空度为的,H,s,标定值。,叶轮式泵则以扬程或效率下降规定值为临界状态，再留一定余量，以必须汽蚀余量的形式标示。,净正吸入：,吸入液面低于泵的吸入口;,这时泵所能提升液体的高度称净正吸高.,流注吸入：,吸入液面高于泵的吸入口;,这时注入泵的高度称,流注高度,(或负吸高).,15,第一章 往 复 泵,1-1 往复泵的工作原理和特点,一、往复泵的工作原理,1.往复泵定义：,依靠活塞（柱塞）在泵缸中往复运动，使泵缸内工作空间的容积发生变化，产生吸排作用的泵。它是一种容积式泵。,2.往复泵应用场合：,常作为舱底水泵、压载水泵、应急消防泵、燃油输送泵等。,3.往复泵作用数：,单作用、双作用、三作用、四作用。,16,4.,往复泵,基本结构：,泵缸体、活塞及连杆机构、吸排阀、轴封,17,18,19,5.往复泵吸排原理：,吸入过程,活塞移动，泵缸内容积增大，形成低压，这时排出阀关闭，液体经吸入阀吸入；,排出过程,活塞移动，泵缸内容积减小，压力提高，关闭吸入阀而顶开排出阀，排出液体。,20,5. 往复泵的类型,液力端型方式,曲柄式、凸轮式、隔膜式；活塞式、柱塞式；,驱动或传动方式,电动、蒸汽直动、柴油动力；,缸数,单双缸或多缸；,作用数,单双多作用或多作用；,液缸布置方式,立式、卧式。,21,二、往复泵的特点,1. 有自吸能力,泵依靠自身进行抽出泵内及吸入管路中的空气，低于泵中心的自由液面下吸上液体的能力。自吸能力的大小与泵的工作原理及其技术状态（工作腔室的密封状态有关。为避免干摩擦，缩短启动时间，可安装吸入底阀）。,2. 理论流量与工作压力无关，仅取决于泵缸几何尺寸，作用次数,往复泵的理论流量 Qt：,Qt = 60 K Ae S n m3/h,K 泵的作用数：单作用取1、双作用取2,Ae 活塞平均有效工作面积：,Ae=,/4（D2 d2）,往复泵实际流量Q： QQt Qt = Q + Q损,往复泵实际流量Q比理论流量 Qt 低的原因：,1）溶气、汽化、空气漏入；2）阀运动迟滞；3）漏泄。,往复泵的容积损失（容积效率）：,v= Q / Qt,一般v=0.80 0.98（清水）或v=0.60 0.80（热水、石油等）,往复泵的流量调节，不能采用改变排出阀开度的办法。,22,3. 往复泵的额定排出压力与泵几何尺寸和转速无关,往复泵的排出压力仅取决于排出管路的强度与负载。往复泵出口处须设安全阀。,理论上排出压力可以无限高，其条件是：,a,) 足够大的功率，足够高的结构、管路强度;,b,) 足够好的密封性能。,4. 往复泵流量不均匀,往复泵的瞬时流量,q,：,q = A v,m,3,/s,v, 活塞运动速度,23,曲柄回转角速度：, =,d/d,t,x =,r,(,1cos,),活塞的运动速度：,v =d,x,/ d,t,= d,r,(,1cos,),/ d,t,= rsin,由于：,= r / L, 0.25,故：,q A v = A rsin,往复泵的瞬时流量是按正弦规律变化的。,24,讨论：,q = A rsin,当,=90,时，,sin = 1,这时,q,Max,= A r,；,当,=0,时，,sint = 0,这时,q,Min,= 0,可见活塞的运动速度是按正弦规律变化的，运动速度的不均匀，导致流量的不均匀(受惯性力影响较大)。,25,单作用、双作用、三作用、四作用往复泵瞬时排量:,26,往复泵流量不均匀度用脉动率衡量：,Q,=,(,q,Max, q,Min,),/ q,m,结论：,三作用泵的,脉动率最小，,均匀性最好；单作用泵的,脉动率最大，,均匀性最差。,流量的波动会使惯性水头损失加剧。,表1-1 各种往复泵的理论脉动率,Q,作用数,1,2,3,4,= 0,3.14,1.57,0.14,0.32,= 0.2,3.20,1.60,0.25,0.32,27,5.转速不能太快,转速越高，管路损失越大。转速过高，泵阀迟滞造成的容积损失会相对增加，而泵阀的撞击所引起的噪音和磨损也将加剧。一般在200300r/min，最高不超过500r/min。,6.对液体污染度不很敏感,但含固体杂质的液体容易磨损泵阀，排送含杂质液体应加装吸入滤器。,7.结构较复杂，易损件（涨圈、泵阀、填料等）多,8.笨重、造价高、维护管理麻烦,28,三、往复泵的结构和管理,29,以国产CDW25-,0.35型 （双缸四,作用电动往复泵）,为例。,25-额定流量； 0.35-额定排出压力（Mpa）,30,电动往复泵,结构特点：,防滴式交流电动机；,两个曲拐互成90,0,；,泵阀的阀箱为三层结构（上层通排出管路，中层通泵缸，下层通吸入管路）；,随机装有润滑油泵（齿轮泵，润滑油用国产40号）；,安全阀的启阀压力设定为额定排出压力的1.11.15倍。但安全阀的排放压力不得大于额定排出压力加0.25 MPa,。,31,1,.往复泵的活塞和活塞环（张圈）,活塞一般用青铜铸造，活塞上有数道活塞环（亦称张圈）。,活塞环常采用夹布胶木制成；新换夹布胶木活塞环应在热水中浸泡一段时间待变软后取出。开口撑开到8mm，冷却后放入环槽内。,新装活塞环开口间隙、环槽的轴向间隙、径向间隙应符合要求。,表1-2 非金属活塞环的安装间隙 mm,活塞环直径,100,101-150,151-200,201-300,300,开口间隙,1.5,2.0,2.2,2.5,3.0,轴向间隙,0.15,0.20,0.25,0.30,0.40,径向间隙,1.5,2.0,2.2,2.5,3.0,32,3,.往复泵的填料函,用填料函密封防止空气漏入泵缸或液体从泵缸漏出。,填料函（盘根）一般用棉、麻纤维编织，方形。,往复泵排水时允许少量液体滴漏，漏泄量不超过泵额定流量的0.01；当泵额定流量10 m,3,/h，漏泄量1 L/h。,填料函切口应是45的斜切口，各圈的切口应错开120 。,表1-4 软填料的圈数,排出压力 MPa,1,13.5,3.57,710,10,软填料的圈数,34,45,56,67,78,33,2,.往复泵的泵缸和缸套,泵缸用灰铸铁浇铸的；缸套是青铜（青铜利于防海水腐蚀和修理）。,要求：,活塞环装入缸套后用灯光检查，整个圆周上漏光不应超过2处，而且距离开口处圆周角不应30，每处弧长应45。,缸套磨损或镗缸后厚度减少15，缸套应换新。,泵缸、阀箱应进行水压试验。,水压试验合格标准：,压力为安全阀排放压力的1.5倍，试验时间5分钟，不应有渗漏现象。,表1-3 缸套磨损的极限标准 mm,缸径,50,75,100,125,150,200,250,磨损极限,圆度,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.50,0.60,圆柱度,0.08,0.10,0.12,0.15,0.18,0.21,0.25,34,4,.往复泵的润滑,常用有飞溅润滑和压力润滑。,飞溅润滑油温控制在70。,压力润滑的油压力一般在0.080.12MPa,油温控制在70。,5.往复泵的安全阀,开启压力为泵的额定排出压力的1.11.15倍。,当泵排出管路阀门全闭时安全阀的排放压力+0.25MPa。,6,.往复泵的泵阀,泵阀：,往复泵中沟通或隔绝泵缸和吸排管路的自动阀。,注：,阀门在往复泵上起的作用非常大，其性能对泵的性能和效率有决定性的影响，因此对阀门的选择和设计必须给予足够的重视。,35,盘阀和环阀适用于常温情水、低粘度油或其它粘度不大的介质，易于加工、耐磨，应用广泛。其中，环阀的间隙过流周长较大，较适合于大流量的场合，但刚性较差，不宜在高压下使用。 锥阀钢性好，而且阀隙阻力小，适用于输送粘度较大的液体及压力较高的场合。 球阀在工作中自身能够旋转，磨损均匀，而且密封面很窄，故对固态杂质不太敏感，密封性能较好；同时流道圆滑，阻力较小，适合于输送粘度较高的液体；但其尺寸不宜过大，多用于流量不大、泵的转速较低（通常n100 rmin）的场合。,1）吸排阀的结构类型,：,盘阀、锥阀、球阀、环(片)阀等。,36,2）对泵阀的要求,：,（1）关闭严密。,阀与阀座的接触面必须进行密封试验，即将二者倒置后注入煤油，5分钟内应无渗漏。,阀上弹簧自由高度减少5以上时应换新。,（2）阻力要小。,液体流经阀阻力损失：,（,p,2,-,p,1,）,/,g = 1/ gAv （Gvs+Rs） + Gvs Jv/ g ,阀的比载荷：,Hv= （Gvs+Rs） / g A v,Gvs-阀和弹簧在液体中的重力；Rs -阀的弹簧力；A v-阀盘的面积,p,2,-,p,1,/,g, Hv,结论：,阀的阻力主要取决于阀的比载荷 ，比载荷越大，阀的阻力越大，阀的最大升程,h,就越小。,37,泵阀的运动规律：,图示,泵阀的最大升程h,max,理论上出现在活塞行程的中点（即活塞瞬时速度最大时），但实际上却要滞后一些。,由于泵阀运动的滞后，在活塞抵达行程的终点时，泵阀并未来得及完全关闭，而要在曲柄再转过几角后才能关闭，即称为泵阀的关闭滞后角，（其实际值比理论值要大些）。,38,讨论：,提高泵的转速：,流量提高，但使阀的升程加大，关闭滞后和落座敲击加重，会使阀撞击升程限制器，造成损坏。因此，除惯性水头外，泵阀是限制往复泵转速提高的另一个主要原因。,减轻泵阀比载荷H,v：,虽然可减小阀的阻力，但会使,h,max,加大，并使关闭滞后和敲击加剧。,比载荷H,v,一般取23m，最大46m。 低压泵H,v,可选得小些，以免机械效率过低； 高速泵则应选大一些，以减小,h,max,，使阀关闭及时、减轻撞击； 吸入阀的,h,max,值常比排出阀小，以利于提高泵的允许吸上真空度。,39,（3）,关闭时应无撞击声。,吸排阀工作无声的条件：,h,max,n, 600 650,h,max, 阀的最大升程，mm; n 泵的转速，r/min.,限制或减少,h,max,可限制阀的上升速度，也就保证了阀的无声工作。,根据往复泵的转速可估算吸排阀的最大升程。,（4）,泵阀关闭要迅速及时。,要求阀的质量和阀的比载荷都不宜过大。,40,7,.往复泵的空气室,往复泵流量不均匀的改善方法:,1,）,往复泵自身的改善:,采用双作用、差动式多缸、改曲柄连杆式为凸轮机构。,2）往复泵设置空气室,往复泵定型后可采用在管路上安装吸入和排出空气室。,41,往复泵的空气室,：,空气室的作用：,使吸排空气室前后的液体流动大体稳定（为减轻因流量不均匀引起的惯性力影响）。,空气室的工作原理：,空气室是利用空气的可压缩性原理工作。起“存,”,与,“,放,”,的作用,。,42,空气室的安装和管理：,设计,空气室要有足够的容积，容量应大于液缸行程容积的4倍。,安装,应尽量靠近吸排阀，使液体先流入空气室，再从空气室流入排出管或泵的吸口。,管理,运行前应充有适当的空气量、运行中排出空气室的空气可能逐渐减少，应通过补气阀,补充,；吸入空气室的空气可能逐渐增多，应通过放气阀,放出。,43,往 复 泵 的 水 压 试 验：,需要做水压试验的零件：,泵缸、泵盖、安全阀阀体、阀箱。,试验压力要求：,安全阀排放压力的,1.5,倍。,试验时间要求：,不少于,5min,且不应有漏泄。,在泵缸尺寸既定的情况下的分析：,曲轴转速越高，阀隙的流量就越大，阀最大升程,h,max,也就越大。,间隙的周长或阀的比载荷越大，则,h,max,就越小,其它条件相同时，流量系数大的阀升程较小,最大升程,h,max,越大，则阀的关闭滞后角,2,也就越大。也即泵阀关闭的滞后现象也就越加严重。,44,四、电动往复泵的管理要点,基本操作：,检查、起动、运行、停车,1、启动,45,2、运行管理,仪表读数(压力、温度)正常,一看,滑油位足够,密封无漏泄,二听,噪音,异响,电机,三摸,轴承,摩擦件,四处理,（过热、异响、漏泄或工作失常）,3、停机,切断电源，关闭吸排阀,46,五、电动往复泵主要故障分析,1.泵起动后不能供液,查,吸入工作条件排出工作条件,2.泵发生异响,查,运动部件或考虑是否发生“液击”,47,1-2 泵的正常工作条件,一、泵的正常吸入条件,1. 必须建立足够低的吸入压力,p,s,= p,sr,(,z,s,+v,s,2,/2 g +h,s,),g,MPa,2. 泵吸口处的真空度不得大于允许吸上真空度，泵内最低吸入压力必须大于所输送液体在其温度下所对应的饱和压力,p,v,（以吸入过程不发生汽蚀为条件）,p,s,p,v,往复泵吸入压力影响因素分析：,吸入液面压力的影响 吸高的影响（,z,s,0称为流注吸高）,吸入管流速和管路阻力的影响,被输送液体温度的影响,被输送液体密度的影响 惯性水头的影响,48,注：,1.往复泵最低吸入压力在吸入之初的活塞面处,2.往复泵发生“气穴现象”会引起严重的液击和“气蚀”,液击定义：,在压力管道中，由于液体流速的急剧变化（如管道上阀门急剧关闭或开启，或管道上工作的泵突然停止等），所引起的液体压力的急剧变化（升高或降低），称为水击（或液击、水锤）。,液击的破坏性：,使管道发生破裂；在液压传动系统中，还会破坏液压元件，使元件发生误动作，致使损坏机器。,49,气穴现象：,流体气化或气体从流体中逸出称发生气穴现象。,汽蚀：,泵内产生的这样一种条件，即由于局部压降的结果，生成了充满水蒸汽的汽泡；当汽泡流经泵而进入更高的压力区时，这些汽泡重新凝结，产生高度真空区，四周液体向真空区冲击而产生的破坏，使液体流量下降，甚至中断；产生噪音和振动；产生点蚀和腐蚀（汽泡中含氧的空气与金属材料起化学反应）零件表面麻点破损。,消除汽蚀方法：,降低转速、流量,或工作液体温度等措施。,50,二、泵的正常排出条件,1. 泵必须能产生足够大的排出压力,p,d,= p,dr, (,z,d,+h,d,),g,可见排出压力是由排出条件所决定。,2. 排出压力不得超过额定排出压力,保证正常排出,基本原则是：,1）,为保证正常排出工作，泵的转速不能太高，管道不能太长（因为惯性水头在刚开始排出时对压力影响最大），以避免排出压力波动。也可采用多作用泵和设置排出空气室的办法。,2）,排出压力,p,d,取决于系统装置的负载，为保证正常排出工作，,p,d,泵的许可工作压力，必须防止管道、滤器堵塞，确认管道上的阀门在全开位置。,51,第二章齿 轮 泵,齿轮泵属于回转式容积式泵。,具有下列优点：（与往复泵相比）,转速范围大；,构紧凑；,易损件少，无须设吸排阀；,供液较为均匀。,齿 轮 泵 的 类 型：,外齿轮泵,（正齿轮泵、斜齿轮泵、人字形齿轮泵）,内齿轮泵,（渐开线形、摆线形转子泵）,齿轮泵的压力等级：,低压泵2.5MPa； 中压泵=2.58MPa； 高压泵8MPa,齿轮泵在船上应用场合：,可作为液压泵、输油泵、滑油泵；内齿轮泵可作为小型油泵（制冷压缩机的润滑油泵）；转子泵常作为润滑油泵。,52,2-1 齿轮泵的结构和工作原理,一、外啮合齿轮泵的,结构和工作原理,1.外齿轮泵的工作原理,（这里仅讨论使用圆柱齿轮的齿轮泵）,基本结构组成：,齿轮（主动齿轮、从动齿轮）、泵体、吸入口、排出口。,装配关系：,主动齿轮和从动齿轮分别安装在两根平行的转轴上；两根平行的泵转轴由泵体和端盖支承；两齿轮被安装在泵体内。,53,工作原理：,泵轴带动一对互相啮合的齿轮按图示方向转动，退出啮合的一侧，容积空间逐渐增大，形成真空，油液便被吸入；而进入啮合的一侧，容积空间逐渐减小，油压升高，就将油液推入压力管路。,（退出啮合的是吸油腔，进入啮合的是压油腔转动方向改变，吸排油方向也就跟着改变。）,54,2.齿轮泵的困油现象(也称齿封现象),齿轮泵的啮合过程中，同时啮合的齿轮对数应该多于一对，即重叠系数,应大于1(,=1.4),才能正常工作。留在齿间的油液就被困在两对同时啮合的轮齿所形成的一个封闭空间内，这个空间的容积又将随着齿轮的转动而变化。这就是齿轮泵的,困油现象。,说明：,若整个啮合过程中有某段时间啮合的齿轮对数少于1对，即,1,时，油泵的,输油率,就很,不均匀,，出现时而压送油，时而不压送油，瞬时流量的差值可达30，齿轮泵不能正常工作。,=1,的情况也不能保证齿轮泵正常工作。,55,困油现象危害：,轴承负荷增大、功率损失增加、油液发热、引起噪音和振动、影响油泵的工作性能、平稳性和寿命。,说明：,封闭空间的容积是,动态,变化的，由大变小再由小变大。,变小时：,油液不可压缩，油液被挤压，压力升高，就从零件接合面的缝隙中强行挤出（这个压力比油泵的工作压力高很多，甚至可达几百个大气压），使齿轮和轴承受到很大的径向压力和附加载荷。,变大时,:,产生局部真空，空气析出，发生汽化，引起汽蚀。,56,困油现象解决方法（消除、减轻的基点是泄压）：,修正齿形：,使封闭空间的容积变化减到最小，该法应用较少。,泄压孔法：,在从动齿轮的齿顶到齿根钻径向通孔，在从动齿轮轴上铣出两条沟槽（加工复杂）。,图示,泄压槽（卸荷槽）法：,在泵两侧盖的内侧，沿轮齿节圆的公切线方向，开出四个长方形的凹槽（在每个侧盖的进排油方向各开一个）。凹槽的距离，必须大于一个轮齿齿间的厚度，以免使吸排腔直接沟通。,图示,57,泄压槽法分为：,对称泄压槽法：,泵能正反转，能大大减轻困油现象，但不完善。,非对称泄压槽法：,即向吸入侧方向移过一个适当距离，该法能多回收一部分高压液体，噪音显著下降，但泵不允许反转。,消减,困油现象,应用最多最广是泄压槽法！,58,二、内啮合齿轮泵的结构和工作原理,1.带月牙形隔板的可逆转内啮合齿轮泵,1）基本组成：,内齿轮（齿环），外齿轮、月牙形隔板、泵体、端盖。,2）装配关系：,外齿轮与驱动泵轴连成一体，内齿轮空套在带有月牙板的泵端盖的短轴上，一同安装在泵体内。内齿轮齿数比外齿轮齿数通常多23齿。,59,3）内齿轮泵的工作原理：,同外齿轮泵，所不同的是靠月牙板分隔吸排腔，不象外齿轮泵是由啮合的两个轮齿来分隔吸排腔。（在改变转动方向时，借助移动月牙板的位置180,可保持吸排油方向不变。）,图示,60,4）与外啮合齿轮泵相比较：,月牙隔板式内啮合齿轮泵的吸油区大、流速低、吸入性能好，流量脉动小，流量脉动率13，仅为外啮合齿轮泵的1/10120；,啮合长度较长，工作平稳，还可采用特殊齿形将困油现象显著减轻，或在齿环的各齿谷中开径向孔来导油，从而完全消除因油现象，故噪声很低；,缺点是制造工艺较复杂；且漏泄途径多，容积效率比外啮合式低，一般为 6575 。,61,.转子泵 （通常也称梅花形内齿轮泵,）,1）基本组成：,由一对内啮合的转子组成，内外转子的中心线形成偏心，并且内转子比外转子少一个齿。齿廓是由一对共轭曲线所组成，内外转子齿廓的啮合形成了若干密封工作空间。（一般：内转子为4、6、8、10齿，外转子为5、7、9、11齿）,图示,62,2）工作原理：,内转子是主动转子由电机带动，外转子绕本身的中心随内转子作同向回转。侧板上设有,配油窗口,，当内转子回转一周时，由内转子和外转子齿廓所形成的每一密封工作空间都各吸排油一次，完成连续的工作过程。,图示,63,3）转子泵特点：(与其它齿轮泵）,转子泵配流口的中心角较大（接近145,o,）、且为侧向吸入，不受高心力影响，故吸入性能好，能用于高速（常用转速 15002000 rmin，最高可达 10000 rmin以上）运转；,转子泵齿数较少，工作空间容积较大，结构简单紧凑；,转子泵两个转子同向回转且只差一个齿，故相对滑动速度很小，运转平稳，噪声低，寿命长。,转子泵的缺点是齿数少时流量和压力脉动较大；而且密封性较差，容积效率低；制造工艺不如渐开线齿轮简单。,64,2-1 齿轮泵的特点和管理,一、 齿轮泵的特点,（1）有自吸能力。,但自吸能力不如往复泵，因为排送气体时密封性差。摩擦部位较多，间隙小，线速度较高，启动前齿轮表面必须有油，,不允许干转,。适合作为油泵，输送带有油性的液体；,（2）,理论流量由工作部件的尺寸和转速决定，与排出压力无关。,排出压力与工作部件的尺寸和转速无关，仅取决于泵的密封性能和轴承承载能力、泵及系统的强度等条件，所以需设安全阀。,65,齿轮泵的理论排量V：,V = D h B n = 2Z m,2,B 10,-6,L/min,D,节圆直径，mm;,z,齿数；,b,齿宽，mm;,m,模数,m=D/z,，mm;,h,齿轮有效齿高，mm，,h =2m,。,齿轮泵的理论流量Q,t,：,Q,t,=,（6.66,7）,Z,m,2,B n10,-6,=,（6.66,7）,D,2,B n /,Z, 10,-6,L/min,n,转速，r/min;,K,修正系数，一般为1.051.15。,中低压齿轮泵（齿数较多）的流量： （修正系数,K1.06 2K= 6.66）,Q,t,= 6.66,Z,m,2,B n10,-6,L/min,高压齿轮泵（齿数较少）的流量： （修正系数,K1.11 2K= 7 ）,Q,t,= 7,Z,m,2,B n10,-6,L/min,理论流量Q,t,测算：,对于标准齿轮模数取：m = D,e,/（,Z,+ 2）,对于变位齿轮模数取：m = D,e,/（,Z,+ 3）,D,e,-齿顶圆直径,66,齿轮泵的流量不大、连续，但流量有脉动，外啮合齿轮泵脉动率在1127%，内啮合齿轮泵脉动率在13%；齿数越少脉动率越大，人字形齿轮又比斜齿轮脉动率小。噪音较大。,（3）,齿轮泵能达到的排出压力与工作部件尺寸、转速无关。,齿轮泵为防止工作压力超过额定压力，一般设有安全阀。,齿轮泵工作时会产生,径向力。,径向力产生原因：,作用在齿轮外圆上的压力分布是不相同的，从压油腔到吸油腔油液的压力分布是逐步分级降低，有压差存在而产生的径向力。,啮合齿因传递转矩而在主、从动齿轮上产生的径向力。,图示,67,齿轮泵工作时会产生径向力,68,主、从动齿轮径向力比较：,主动齿轮上所受的径向力的合力,F,1,较小。从动齿轮上所受的径向力的合力,F,2,较大，,F,2,F,1,。,齿轮的啮合点是不断变化的，故其力的大小、方向均显周期性变化。,图示,径向力的危害：,振动、噪音，导致轴承早期损坏，影响使用寿命。,油泵工作压力越高，径向力越大。,69,减少径向力的措施：,减少径向力的作用面积；,采用缩小排出口的方法；,在泵的端盖上开平衡槽。,图示,图 开平衡槽平衡径向力,70,（4）结构简单价格低廉，易损件少（不需设吸排阀），耐冲击，工作可靠，可与电机直接连接（不需设减速装置）。,（5）磨擦面多。,不宜排送含固体颗粒的液体，宜排送油类。,外齿轮泵的典型结构,外啮合齿轮泵,左图示,可逆转齿轮泵,右图示,71,影响齿轮泵容积效率的因素分析：,1.,密封间隙：,存在径向间隙（齿顶间隙）、轴向间隙（端面间隙）和齿侧间隙。,齿轮泵的轴向间隙漏泄量最大，占总漏泄量的7080。,2.吸入压力：,吸入压力降低，气体析出，,v,下降,3.排出压力：,排出压力升高，漏泄增加，,v,下降,4.,温度和粘度：,油温升高，粘度下降，气体析出，漏泄增加，,v,下降。,5.,转速：,漏泄量与转速关系不大,，,但也不能太高或太低。,转速太高：,油液的离心力大，油液难于充满齿腔，齿根会出现真空而汽化，影响吸入，产生振动、噪音，,v,下降（最高转速限制在,3000 r/min以下,）；,转速太低：,相对漏泄量大，,v,下降（转速应在,200300 r/min以上,）,72,二、齿轮泵的管理,1.齿轮泵的管理要点：,l)注意泵的转向和连接。,一般齿轮泵有既定的转向，检修时应注意马达接线不要接错，反转会使吸排方向相反。泵和电机应保持良好对中，联轴节不同心度应在0.1mm以内。由于泵轴工作时有弯曲变形，最好能使用挠性连接。,2)齿轮泵虽有自吸能力，但决不允许干吸。,起动前摩擦部件的表面一定要存有油液，否则短时间的高速回转也会造成严重摩擦。,3)机械轴封属于较精密的部件，拆装时要防止损伤密封元件。,4)不宜在超出额定压力的情况下工作。,否则会使原动机过载，加大轴承负荷，并使工作部件变形，磨损和漏泄增加，严重时甚至造成卡阻。,73,5)要防止吸口真空度大于允许吸上真空度。,否则不能正常吸入。,6)工作中应保持油温和粘度合适。,工作油温范围为,2080。,粘度太小则漏泄增加。还容易产生气穴现象；粘度过大同样也会使容积效率降低和吸入不正常。,7)工作中要防止吸入空气。,吸入空气不但会使流量减少，而且是产生噪音的主要原因。,8)端面间隙对齿轮泵的自吸能力和容积效率影响甚大。,9)应有过滤器（高压齿轮泵对污染敏感度高）,74,三、齿轮泵的常见故障,1.启动后不能排油或流量不足,原因1（在吸入真空度小） ：,密封间隙过大，内漏严重；新泵或拆修过的齿轮泵表面未浇油；转速过低、反转、卡阻；吸入管漏气、漏口落出液面。,原因2（在吸入真空度大） ：,吸高太大；油温太低，黏度太大；吸入管路阻塞；油温太高或吸入气体太多。,2.工作噪声太大,（1）液体噪声,（2）机械噪声,3.泵磨损太快,有磨料性杂质；长期空转；排出压力太高；泵轴变形；装配失误。,75,