基于困油容积的外啮合齿轮泵困油现象的研究

外啮合齿轮泵是一种容积式液压泵，通过齿轮的转动，使啮合区两侧形成低压和高压，从而达到吸排液压油的目的。外啮合齿轮泵广泛用于液压传动设备中，具有体积小、结构简单、自吸能力好、抗污、性高等优点。但由于自身的泵体结构和工作原理，在齿轮泵运转过程中会出现困油问题，由此导致压力过高、气蚀、径向力不平衡等影响齿轮泵正常运转的问题。文中在现有解决方法的基础上，对齿轮泵内部压力分布情况以及运转过程中困油容积的变化情况进行仿真分析和   ，寻求齿轮泵困油问题的新方法。

1.齿轮泵困油机制

外啮合齿轮泵产生困油现象是由于其工作原理导致的，齿轮泵在运转过程中需将液压油连续排出，这就需要2对啮合齿轮的重叠系数大于1，即运转时每一时刻都至少1对轮齿在啮合，这就造成前1对轮齿在未脱离啮合的情况下，后1对轮齿己进入啮合阶段，即啮合区有2对轮齿同时啮合。前1对轮齿与后1对轮齿包裹着液压油形成1个封闭的容积，称为困油容积。随着齿轮的旋转，困油容积的体积由小变大，再由大变小，从而导致困油容积内部的液压油压力发生急剧的变化，出现压力冲击、噪声、气蚀等危害齿轮泵的现象。

2.传统的解决方法及不足

(1)卸压槽法

其   困油的主要途径是：在齿轮侧面的端盖内侧，在两齿轮节圆公切线两侧，吸油区和排油区的位置各加工   面积的凹槽，每个凹槽也相对于两齿轮   线对称，此凹槽称为卸压槽。齿轮泵运转时形成封闭的困油容积，当困油容积由大变小时，通过吸油区卸压槽将挤出的液压油排到吸油区内；当困油容积由小变大时，通过排油区卸压槽吸入排油区的液压油，填补变大的容积。

卸压槽法能够   困油容积变化而导致的困油现象，但此方法的不足之处在于两卸压槽之间距离的选取上。距离较大对于   困油效果不佳，距离较小，能够   解决困油问题，但排油区一侧的高压油易泄漏进入吸油区一侧，破坏齿轮泵工作条件，影响工作效率。

(2)修正齿形法

在主动齿轮和从动齿轮的非工作面上加工卸压面，即削瘦齿面。这样就将困油容积实现了较大 程度的贯穿，并且没有增大两齿轮的   距，再配合卸压槽   好的泄压效果，并且两卸压槽与未修正齿形时相比距离较大，不易产生泄漏。

修正齿形法削瘦了轮齿的厚度，减弱了轮齿的强度，产生振动时易发生断齿。并且如果卸压面齿顶磨损，将导致吸油区和排油区通过卸压面、困油区以及卸压槽相联通，造成齿轮泵不能正常工作或工作效率下降。

(3)采用人字齿轮

外啮合齿轮泵的轮齿采用斜齿轮将不会产生困油现象，这主要是由于斜齿轮的轮齿啮合过程与直齿轮不同，是渐进啮合的，避免了困油容积的产生。但斜齿轮会产生轴向推力，需加设止推轴承，或使用人字齿轮，将轴向推力抵消，但人字齿轮加工困难、成本高，应用于齿轮泵困油问题的改进较少。

齿轮泵传动装置经拆检后装复时，先使可动爪形联轴节与固定爪形联轴节的牙齿处于全齿啮合位置，然后在定位板的两个固定螺栓松开但不拧掉的情况下，使接合杠杆总成上的定位销插入定位板上后边齿轮油泵一边的孔中。如果定位板上的长槽孔，定位销仍不能插入孔中时，则需重装接合杠杆总成，改变其花键配合位置，调整好后，拧紧两个定位板固定螺栓和接合杠杆总成固定螺栓。较后，应反复扳动接合杠杆总成几次，可动爪形联轴节应滑动自如，从检视孔处观察，接合位置两联轴节牙齿应全齿啮合，分离位置应全齿脱开。

电机过热是齿轮泵在工作过程中常出现的问题，具体的分析检测如下：

1、使用范围（流量、扬程）超过齿轮油泵设计要求：按系列型谱选合适的电机

2、介质比重超过齿轮油泵配置电机：配置合适的齿轮油泵用电机

3、填料压盖压的太紧或机械密封弹簧调的太紧：重新调整压盖或机械密封的弹簧压缩量。

4、泵装配质量差，有摩擦处或电机与泵轴不同心：检查装配质量，排除装配故障。