液壓齒輪油泵發(fā)熱問(wèn)題分析

榮 超（石家莊煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司，河北　石家莊　051431）

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液壓齒輪油泵發(fā)熱問(wèn)題分析

榮 超
（石家莊煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司，河北石家莊051431）

摘要：本文介紹了齒輪油泵的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和在實(shí)際應(yīng)用中齒輪油泵出現(xiàn)異常溫升的原因，提出了解決齒輪油泵異常溫升的方法。

關(guān)鍵詞：齒輪油泵；異常溫升；解決

齒輪油泵是由兩個(gè)齒輪相互嚙合在一起而構(gòu)成的一種壓力泵，它是依靠齒輪的輪齒嚙合空間的容積變化來(lái)輸送液體的，它屬于回轉(zhuǎn)泵，也可以認(rèn)為屬于容積泵。由于齒輪油泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、造價(jià)低、工作可靠、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，齒輪油泵被用于各行各業(yè)的壓力系統(tǒng)中。

作為齒輪油泵的一個(gè)典型代表，外嚙合齒輪泵是應(yīng)用最廣泛的一種齒輪油泵，而我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)的案例中所接觸的齒輪油泵一般情況下指的就是外嚙合齒輪泵。它的結(jié)構(gòu)主要有主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、泵體、泵蓋和齒輪支撐襯套等零部件組成。從結(jié)構(gòu)上分析，泵體、泵蓋和齒輪構(gòu)成的密封空間就是齒輪泵的工作室。兩個(gè)齒輪的輪軸分別裝在兩泵蓋上的軸承孔內(nèi)，主動(dòng)齒輪軸伸出泵體，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。齒輪泵工作時(shí)，其原理如圖1所示，主動(dòng)輪隨電動(dòng)機(jī)一起旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)從動(dòng)輪跟著旋轉(zhuǎn)。當(dāng)吸液腔一側(cè)的嚙合齒逐漸分開(kāi)時(shí)，吸入室容積增大，壓力降低，便將吸人管中的液體吸入泵內(nèi)；吸入液體分兩路在齒槽內(nèi)被齒輪推送到排液腔。液體進(jìn)入排液腔后，由于兩個(gè)齒輪的輪齒不斷嚙合，便液體受擠壓而從排液腔進(jìn)入排出管中。主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪不停地旋轉(zhuǎn)，泵就能連續(xù)不斷地吸入和排出液體。

一般情況下，當(dāng)齒輪油泵工作狀態(tài)下的發(fā)熱量與液壓系統(tǒng)的散熱能力達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)時(shí)，液壓系統(tǒng)的溫度應(yīng)該有一個(gè)恒定溫度值，而各液壓原件的溫度也不會(huì)無(wú)限度地上升。但是，當(dāng)液壓系統(tǒng)中存在非正常的因素時(shí)，可能會(huì)造成液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源——齒輪油泵的異常發(fā)熱現(xiàn)象。那么液壓油泵的發(fā)熱主要和哪些因素有關(guān)呢？通過(guò)分析研究，認(rèn)為有以下幾方面的原因：

①環(huán)境溫度高，油箱容積小，散熱不良，造成整個(gè)液壓系統(tǒng)溫升過(guò)大；

②液壓系統(tǒng)內(nèi)清潔度不夠，有污物，側(cè)板、軸套與齒輪端面嚴(yán)重摩擦，甚至造成齒輪端面與側(cè)板的大面積研傷。這樣一方面造成內(nèi)部零部件高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦生熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)把內(nèi)部零件燒糊；另一方面，由于磨損，會(huì)造成內(nèi)部零件軸向間隙增加，就會(huì)有更多的高壓油從間隙泄漏，這部分泄漏的壓力油也會(huì)產(chǎn)生熱量。兩方面因素就會(huì)造成齒輪油泵異常、快速的溫升；

③軸向間隙或徑向間隙太小，在齒輪油泵運(yùn)行時(shí)，建立不起正常的潤(rùn)滑油膜，使零部件之間產(chǎn)生摩擦，從而造成齒輪油泵摩擦生熱，溫度升高；

④油泵安裝和電機(jī)軸的同軸度誤差過(guò)大，齒輪油泵的主動(dòng)輪受徑向力過(guò)大，有可能造成齒輪油泵內(nèi)部側(cè)板的損壞，這也能造成齒輪油泵的溫度過(guò)高；

⑤系統(tǒng)的吸油過(guò)濾器堵塞或系統(tǒng)油面過(guò)低，造成齒輪油泵吸空，吸空后油泵會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的氣穴現(xiàn)象和液壓沖擊，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)很大的噪音和熱量，液壓沖擊產(chǎn)生的熱量也同樣會(huì)造成油泵溫度升高過(guò)快；

⑥系統(tǒng)的吸油管路密封不夠，油泵吸入空氣，同樣會(huì)造成第五條所出現(xiàn)的故障，產(chǎn)生氣穴和液壓沖擊現(xiàn)象，而造成的油泵溫度升高。

⑦油泵長(zhǎng)時(shí)間處于高壓或超壓的工作狀態(tài)下。油泵工作時(shí)，提供的壓力越高，那么油泵內(nèi)部的泄漏量越大，當(dāng)油泵長(zhǎng)時(shí)間在高壓或超壓狀態(tài)下工作時(shí)，油泵的內(nèi)部就長(zhǎng)時(shí)間的有高壓液壓油通過(guò)內(nèi)部間隙泄露掉，泄漏的高壓油的能量就會(huì)轉(zhuǎn)換成熱能，這樣就給整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生大量的熱能，也會(huì)造成油泵溫度升高。

通過(guò)以上分析可以得知，齒輪油泵的非正常溫升是有原因的，那么我們根據(jù)以上的分析，如何拒絕油泵的發(fā)熱問(wèn)題呢？我認(rèn)為應(yīng)該從下面幾點(diǎn)著手處理。

①針對(duì)散熱能力不足引起的油泵發(fā)熱，應(yīng)該增大油箱的容積，如果油箱容積受限的情況下，應(yīng)考慮在液壓系統(tǒng)中增加散熱裝置，散熱裝置具體是空冷裝置還是水冷裝置，要根據(jù)實(shí)際的溫升進(jìn)行計(jì)算和選擇，以保證系統(tǒng)有足夠的散熱能力。

②對(duì)于因?yàn)橄到y(tǒng)污染，致使泵體內(nèi)零部件研傷或者是濾油器阻塞造成的吸空等故障造成的油泵溫升升高，應(yīng)該重新清理油箱，更換液壓油，在處理完故障以后才能重新使用，在后期使用時(shí)應(yīng)注意定期更換液壓油并注意觀察濾油器的阻塞情況，做到定期清理或更換濾芯，保證油泵的吸油暢通。

③根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，油泵內(nèi)部零部件的軸向間隙一般控制在0.1mm左右，如果太小，則整套零部件配合的太緊，運(yùn)行時(shí)容易發(fā)熱，如果間隙太大，那么油泵在高壓狀態(tài)的泄漏量又太大，影響油泵的容積效率。因此，油泵在生產(chǎn)制造過(guò)程中應(yīng)控制好合理的軸向間隙，防止油泵在使用過(guò)程中發(fā)熱。

④當(dāng)齒輪油泵的安裝與電機(jī)不同軸的狀態(tài)存在時(shí)，油泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)受到徑向力，一方面造成軸與軸套摩擦和內(nèi)部側(cè)板的損壞，另一方面，主動(dòng)輪和被動(dòng)輪嚙合時(shí)存在偏差，這些因素都會(huì)產(chǎn)生熱量，尤其是高速、高壓的運(yùn)轉(zhuǎn)工況下更為嚴(yán)重。所以在油泵安裝時(shí)一定要控制主動(dòng)輪和電機(jī)主軸的同心問(wèn)題。

⑤對(duì)于吸油管路漏氣而造成的油泵吸空發(fā)熱，處理起來(lái)相對(duì)就比較簡(jiǎn)單的多，只需要解決管路的整體密封性，解決油泵的吸空就可以了。

⑥由于油泵長(zhǎng)期在高壓或超高壓下工作產(chǎn)生的發(fā)熱問(wèn)題，在設(shè)計(jì)是應(yīng)該在泵的出油側(cè)加裝合理的壓力保護(hù)閥，限制油泵工作的最高壓力，保證油泵在額定壓力范圍內(nèi)工作，避免超壓現(xiàn)象發(fā)生，從而解決油泵的超壓發(fā)熱問(wèn)題。

以上就介紹了齒輪油泵的發(fā)熱原因及處理方法。相對(duì)來(lái)說(shuō)，齒輪油泵相對(duì)比較簡(jiǎn)單，成本低，對(duì)工作環(huán)境的要求不是很嚴(yán)格。如果在具體使用中出現(xiàn)故障，尤其是出現(xiàn)發(fā)熱故障，我們應(yīng)根據(jù)以上分析逐條分析原因，找出故障，正確處理，就能順利解決問(wèn)題，給工作帶來(lái)方便。

圖1

參考文獻(xiàn)

[1]崔志剛，孫麗雪，賈晟東，等.液壓系統(tǒng)用齒輪泵壓力不足發(fā)熱冒煙故障分析[J].機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2010，25（04）：89-90.

中圖分類號(hào)：TH137

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A