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福伊特齒輪泵泄露問(wèn)題在齒輪泵中是很常見(jiàn)的,齒輪泵高壓化的主要障礙就是泄漏途徑較多,且不易通過(guò)密封措施解決。
外嚙合齒輪泵工作時(shí)有三個(gè)主要泄漏途徑:齒輪兩側(cè)面與端蓋間的軸向間隙;殼體內(nèi)孔和齒輪外圓(齒頂圓)間的徑向間隙;兩個(gè)齒輪的齒面嚙合間隙。其中對(duì)泄漏量影響最大的是軸向間隙,因?yàn)檫@里泄漏面積大,泄漏途徑短,其泄漏量可占總泄漏量的75%一8000。軸向間隙越大,泄漏量越大,會(huì)使容積效率過(guò)低;間隙過(guò)小,齒輪端面與泵的端蓋間的機(jī)械摩擦損失增大,會(huì)使泵的機(jī)械效率降低。
解決泄漏問(wèn)題的對(duì)策是選用適當(dāng)?shù)拈g隙進(jìn)行控制:通常軸向間隙控制在0.03^-0. 04mm;徑向間隙控制在。. 13^"0. 16mm。在中高壓和高壓齒輪泵中,一般采用軸向間隙的自動(dòng)補(bǔ)償方法用以減小泄漏,提高泵的容積效率。軸向間隙的自動(dòng)補(bǔ)償一般是在泵的前、后端蓋間增設(shè)“浮動(dòng)軸套(浮動(dòng)側(cè)板)”或“彈性側(cè)板”,使之在液壓力的作用下,壓緊齒輪端面,從而減小泵內(nèi)通過(guò)端面的泄漏,達(dá)到提高壓力之目的。而浮動(dòng)軸套磨損后可隨時(shí)更換。
軸向間隙的自動(dòng)補(bǔ)償原理是兩個(gè)相互嚙合的齒輪由前后軸套中的滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承支承,軸套可在殼體內(nèi)軸向浮動(dòng)。壓力油由壓油腔引至軸套外端并作用在有一定形狀和大小的面積A1上,所產(chǎn)生的液壓力合力為F} -Ai pa,此力把軸套壓向齒輪端面,其大小與泵的輸出工作壓力p:成正比。
齒輪端面的液壓力作用在軸套內(nèi)端面,在等效面積A:上形成反推力F:,其大小也與工作壓力成正比,即Ff=Azpm (pm為作用在A:上的平均壓力)。
泵在啟動(dòng)時(shí),浮動(dòng)軸套在彈性元件(橡膠密封圈或彈簧)彈力F,的作用下,緊貼齒輪端面以保證密封。為了保證在各種工作壓力下,軸套都能自動(dòng)貼緊齒輪端面,磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償,應(yīng)使壓緊力F,. (=F}-f-Fl)大于反推力Fr,即F,. > Fr。但不允許F,.比F;大得太多。壓緊力與反推力的比值F,, /F*取決于軸套和齒輪材料的(pv)值及機(jī)械效率。即為了減小摩擦損失,剩余壓緊力(Fv - Fc)的數(shù)值不能太大,以保證軸套和齒輪之間能形成適當(dāng)?shù)挠湍?,有助于提高容積效率和機(jī)械效率。
此外,福伊特齒輪泵泄露問(wèn)題除了上述根源之外,還必須保證壓緊力和反推力的作用線重合,否則會(huì)產(chǎn)生力偶,致使軸套傾斜而增大泄漏。