齿轮泵工作原理和齿轮泵分类以及选择齿轮油泵的具体操作

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  齿轮泵是我国最早生产的液压元件之一,压力从0.5Mpa至25Mpa(最高压力达到31.5Mpa),流量从3L/7min至400L/min的齿轮泵均有生产;目前,我国的齿轮泵产品性能还比较低,与国外同类产品相比,还有不小的差距。

齿轮泵工作原理和齿轮泵分类以及选择齿轮油泵的具体操作
KCB大流量齿轮泵

  齿轮泵工作原理

  齿轮油泵的最基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转,这个壳体的内部类似“8”字形,两个齿轮装在里面,齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自于挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间,并充满这一空间,随着齿的旋转沿壳体运动,最后在两齿啮合时排出。

KCB齿轮泵工作原理
KCB齿轮泵工作原理
齿轮油泵工作原理
齿轮油泵工作原理

  齿轮泵的特点

  齿轮泵结构简单,加工方便,体积小,重量轻,且有自吸能力强、对油液污染不敏感等特性,因而应用较为广泛。 我国齿轮泵行业有两大竞争优势:一方面是拥有低成本的竞争优势;另一方面是国内的建筑、石油、石化、环保市场的高速增长及重大调水工程也为我国齿轮泵业的发展提供了重要支撑。我国持续增长的市场空间是国内齿轮泵行业保持优势的先决条件。

  但是,径向力不平衡、流动脉动大、噪声大、轴承寿命短、零件的互换性差,磨损后不易修复,不可调节排量等缺点,让齿轮泵的使用范围受限。不能做变量泵用。

  齿轮油泵的适用场合和类别

  齿轮油泵适用于输送介质温度≤170℃,粘度不大于100mm²/s的重油、燃油、机械油、等有润滑性的以及性能类似的其他油类介质,此类泵型一般用于石油、化工、机械工程等场合。

  齿轮泵分外啮合及内啮合两种。前者构造简单,价格便宜,应用广泛;后者制造复杂,采用较少,但由于其体积小、重量轻、流量均匀、效率高,寿命较长,因而适于某些体积要求紧凑、重量要求很轻的机器上(如飞机)。为了提高泵的流量均匀性和运转稳定性,可采用螺旋齿轮或人字齿轮,在结构上可以做成单级泵、双级泵或双联泵。

KCB不锈钢齿轮泵

  与叶片泵、柱塞泵相比,齿轮泵效率较低,吸油高度一般不大于500mm。由于效率较低、压力不太高、流量不大,因而多用于速度中等,作用力不大的简单液压系统中,有时也用来作辅助液压泵。一般工程机械、矿山机械、农业机械及机床等行业均可应用。

  选择齿轮油泵的具体操作

  根据齿轮泵选型原则和选型基本条件,具体操作如下:

  1、根据装置的布置、地形条件、水位条件、运转条件,确定选择卧式、立式和其它型式(管道式、潜水式、液下式、无堵塞式、自吸式、齿轮式等)的齿轮泵。

  2、根据液体介质性质,确定清水齿轮泵,热水齿轮泵还是油齿轮泵、化工齿轮泵或耐腐蚀齿轮泵或杂质齿轮泵,或者采用无堵塞齿轮泵。

  安装在爆炸区域的齿轮泵,应根据爆炸区域等级,采用相应的防爆电动机。

  3、根据流量大小,确定选单吸齿轮泵还是双吸齿轮泵;根据扬程高低,选单级齿轮泵还是多级齿轮泵,高转速齿轮泵还是低转速齿轮泵(空调齿轮泵)、多级齿轮泵效率比单级齿轮泵低,如选单级齿轮泵和多级齿轮泵同样都能用时,首先选用单级齿轮泵。

  4、确定齿轮泵的具体型号,确定选用什么系列的齿轮泵后,就可按最大流量,(在没有最大流量时,通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量),取放大5%—10%余量后的扬程这两个性能的主要参数,在型谱图或者系列特性曲线上确定具体型号。操作如下:

KCB齿轮泵性能曲线图
KCB齿轮泵性能参数

  利用齿轮泵特性曲线,在横坐标上找到所需流量值,在纵坐标上找到所需扬程值,从两值分别向上和向右引垂线或水平线,两线交点正好落在特性曲线上,则该齿轮泵就是要选的齿轮泵,但是这种理想情况一般很少,通常会碰上下列两种情况:

  第一种:交点在特性曲线上方,这说明流量满足要求,但扬程不够,此时,若扬程相差不多,或相差5%左右,仍可选用,若扬程相差很多,则选扬程较大的齿轮泵。或设法减小管路阻力损失。

  第二种:交点在特性曲线下方,在齿轮泵特性曲线扇状梯形范围内,就初步定下此型号,然后根据扬程相差多少,来决定是否切割叶轮直径,

  若扬程相差很小,就不切割,若扬程相差很大,就按所需Q、H,根据其切割公式,切割叶轮直径,若交点不落在扇状梯形范围内,应选扬程较小的齿轮泵。选齿轮泵时,有时须考虑生产工艺要求,选用不同形状Q-H特性曲线。

  5、齿轮泵型号确定后,对水齿轮泵或输送介质的物理化学介质近似水的齿轮泵,需再到有关产品目录或样本上,根据该型号性能表或性能曲线进行校改,看正常工作点是否落在该齿轮泵优先工作区。

  6、对于输送粘度大于20mm²/s的液体齿轮泵(或密度大于1000kg/m3),一定要把以水实验齿轮泵特性曲线换算成该粘度(或者该密度下)的性能曲线,特别要对吸入性能和输入功率进行认真计算或较核。

  7、确定齿轮泵的台数和备用率:对正常运转的齿轮泵,一般只用一台,因为一台大齿轮泵与并联工作的两台小齿轮泵相当,(指扬程、流量相同),大齿轮泵效率高于小齿轮泵,故从节能角度讲宁可选一台大齿轮泵,而不用两台小齿轮泵,但遇有下列情况时,可考虑两台齿轮泵并联合作:

  流量很大,一台齿轮泵达不到此流量。

  对于需要有50%的备用率大型齿轮泵,可改两台较小的齿轮泵工作,两台备用(共三台)。

  对某些大型齿轮泵,可选用70%流量要求的齿轮泵并联操作,不用备用齿轮泵,在一台齿轮泵检修时,另一台齿轮泵仍然承担生产上70%的输送。

  对需24小时连续不停运转的齿轮泵,应备用三台齿轮泵,一台运转,一台备用,一台维修。

  8、一般情况下,客户可提交其“选齿轮泵的基本条件”,由泵制造企业给予选型或者推荐更好的齿轮泵产品。如果设计院在设计装置设备时,对齿轮泵的型号已经确定,按设计院要求配置。

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