淺談齒輪泵的壽命

于艷輝

(永城職業學院，476600)

淺談齒輪泵的壽命

于艷輝

(永城職業學院，476600)

齒輪泵是液壓系統的常見的元件，本文分析了影響齒輪泵壽命的因素，并提出了改進措施。

齒輪泵；壽命；安裝使用

齒輪泵在液壓系統的有著普遍的應用，它有許多優點，比如構造簡單、吸力強、對液壓油要求低、廉價等。雖然齒輪泵有著諸多優點，但是也存在缺點：使用壽命不長，一般在設計壽命的一半。研究影響齒輪泵的使用壽命的成因，能夠提高齒輪泵的使用壽命，如果提高齒輪泵的使用壽命會降低企業成本，增加企業效益。齒輪泵的使用壽命的影響因素從以下方面進行分析，并提出相應的措施：

一、徑向力不平衡問題

軸承磨損。由于齒輪泵的泵體存在著徑向間隙，造成空氣從頂部與泵體之間的間隙進入齒輪泵，使得齒輪泵的齒輪從吸油腔到壓油腔承受的壓力是不同的。這種壓力會造成齒輪軸上的軸承運轉的負擔，從而會使齒輪軸的軸承磨損更快；在齒輪泵齒輪嚙合過程中，其傳遞扭矩也會產生施加在齒輪軸軸承上的徑向力加速軸承磨損；齒輪泵在工作中受到的壓力如果超出其所能承擔，就會使其內部的單向徑向力增大，從而使齒輪軸的軸承運轉負荷大，加重它的磨損，從而使其使用壽命大大降低。

“掃膛”現象。齒輪泵泵軸徑向力不平衡作用下會發生彎曲變形，從而造成齒輪與泵體之間出現不均勻的間隙。這會造成徑向泄露增大，嚴重時導致齒輪與泵體外殼接觸，出現“掃膛”，降低了齒輪泵的使用壽命。

具體改進措施為：

1、針對徑向泄露的措施。可以通過減小排油口的直徑，來降低壓力油與齒輪泵的接觸面積，這樣齒輪泵軸受到的徑向力也會減少，徑向泄露問題就會得到緩解。

2、適量增大徑向間隙，預防“掃膛”。日常經驗表明，徑向間隙增大0.13到0.16毫米，可以顯著降低“掃膛”現象發生的幾率。因為徑向泄露量相對于端面泄露量不高，只有端面泄露量的四分之一；壓油腔和吸油腔的圓周密封好，密封膠帶比較長，適量增大徑向間隙不會對容積效率和徑向泄露產生明顯的影響。

3、改進軸承材料。傳統軸承的材料主要是金屬材料、粉末冶金和非金屬材料等。最近，在軸承材料的應用中，不少采用了復合材料，如使用SF型復合軸承，SF型復合軸承是使用鋼板、青銅粉、工程塑料等組合而成，此軸承具有尺寸穩定、散熱好、耐磨損、潤滑好、摩擦系數小等優點。

二、端面間隙

研究發現，由于齒輪泵的端面間隙的存在，使得端面泄露問題不可避免。如果不能夠及時發現與維護，會造成嚴重的泄露。因為端面間隙不可避免，太小會造成運行中的磨損，間隙反而會急速增大；端面間隙太大，會造成容積效率低、壓力不足。經過試驗研究，找到了一個合理的間隙控制范圍。具體見下表。

序號 流量（L/min） 端面間隙設置（mm）1 2.5～10 0.02～0.04 2 16～32 0.02～0.05 3 ＞40 0.02～0.06

三、工藝原因

加工工藝和裝配工藝對齒輪泵的壽命也很關鍵。第一，在裝配中一定要把握好齒輪端面與孔軸心線的垂直度，而且誤差要小于 100微米；第二，前后兩軸孔的中心距誤差要小于 300微米，這樣才能確保前后兩軸的裝配位置合理；第三，做好齒輪軸的熱處理，這種情況下讓齒輪軸能夠加強它的強度和硬度，在工作中具備良好的性能，使其抗沖擊能力強，不易斷裂。

四、部分零件的合理選用

在齒輪泵中，相關零部件的耐磨性非常重要，直接決定了齒輪泵的壽命，所以在設計制造齒輪泵時，一定要把相關零件的耐磨性作為一個重要的選用標準。制定合理的熱處理工藝，保證材料的性能達到使用要求。選用材質質量好的油封，在裝配時，油封與襯套要緊密結合，不能有活動縫隙，油封與軸的張緊力也要足夠大，防止漏油

五、油箱油量和液壓油清潔度

1、油箱油量

液壓系統中液壓油箱的作用是儲存循環使用的油液、散發油液熱量、釋放油液中氣體、提供安裝其它元件的位置。液壓油箱有油液刻度線，上面有最大值和最小值。不論油液過低還是過高，都會產生不利的影響。油液低于下限時，由于油液不夠，齒輪泵就會將空氣吸入，這會造成齒輪泵磨損加劇；油液高于上限時，不利于消除油液中的氣泡。除了保證油液在合理范圍內，還要保持液壓油箱通氣孔的暢通。液壓油箱通氣孔不但可以及時排出油液中分離后的氣體，還可以防止封閉的油箱內產生真空。

2、液壓油清潔度

液壓油的清潔對液壓系統非常重要，如果液壓油受到污染，不但會磨損齒輪泵，還會加速液壓油的氧化。我們需要從以下幾個方面注意保持液壓油的清潔。一是安裝更換管路、閥件和齒輪泵的過程中，要清洗干凈，防止雜物污染液壓油，降低齒輪泵的磨損。二是定期更換液壓油，在更換液壓油后，為了排除液壓系統中的空氣，讓液壓油在液壓系統中循環運行幾個來回。三是定期更換濾油器濾芯，做好液壓油清潔度的檢測工作。

六、液壓系統是否泄漏

液壓系統分為兩種泄露：內部泄露和外部泄露。內部泄露是指齒輪泵、閥件和油缸等產生的內部泄露，它不會造成液壓油的流失，但是會造成能量的消耗。外部泄露是指接頭、閥件、液壓缸和液壓油箱向外部產生的泄露，它會造成液壓的流失。外部泄露會在入口處產生渦流，空氣被渦流吸入液壓系統中，液壓油中就會出現大量氣泡，造成齒輪泵的磨損。由于外部泄露會對齒輪泵的壽命產生不利影響，在使用齒輪泵前，首先要檢查油箱里液壓油位的高度是否在標準范圍內，再觀察觀察地面及設備本體是否有滲漏的液壓油液。如果液壓油位過低，要檢查全部的接頭、閥件和液壓油缸有無漏油現象，發現異常及時處理。在齒輪泵運行中，也要注意觀察各接頭有無漏油現象。

七、聯軸器的裝配和使用要點

聯軸器的裝配精度對齒輪泵的使用壽命也會產生影響。泵軸與聯軸器之間的裝配精度與齒輪泵的轉速有很大關系：裝配精度越低，齒輪泵轉速越高，導致離心力越大，聯軸器在離心力作用下，變形也會加大，聯軸器的變形又會進一步造成離心力的變大，通過不斷的惡心循環，導致齒輪泵泵軸產生振動和噪音，齒輪泵的壽命也會縮短。

為了保證聯軸器的裝配精度，需要注意以下幾點：對于剛性聯軸器，前后軸的同軸度誤差小于0.05毫米；彈性聯軸器前后軸的同軸度誤差小于0.1毫米；前后軸的角度誤差小于1度。

如果齒輪泵的動力傳遞是通過傳動軸傳遞，就需要在中間加支撐以消除徑向力。

在齒輪泵使用中，應勤檢查聯軸器銷子是否緊固，發現松動及時處理；橡膠圈發生磨損后，要及時更換新的橡膠圈。

[1]劉金蘭；液壓元件與設計[M]；東南大學出版社；1998.07

[2]高正平；液壓傳動與潤滑[M]；西北工業大學出版社； 2002.11

[3]孫德玉；液壓傳動[M]；北京航空航天大學出版社； 2003.09

[4]劉春輝；淺析工程機械液壓系統高溫的原因[J]；科技創新導報；2009.03

K928

B

1007-6344（2015）08-0147-01