液壓齒輪油泵發熱問題分析

榮 超（石家莊煤礦機械有限責任公司，河北　石家莊　051431）

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液壓齒輪油泵發熱問題分析

榮 超
（石家莊煤礦機械有限責任公司，河北石家莊051431）

摘要：本文介紹了齒輪油泵的基本結構、工作原理和在實際應用中齒輪油泵出現異常溫升的原因，提出了解決齒輪油泵異常溫升的方法。

關鍵詞：齒輪油泵；異常溫升；解決

齒輪油泵是由兩個齒輪相互嚙合在一起而構成的一種壓力泵，它是依靠齒輪的輪齒嚙合空間的容積變化來輸送液體的，它屬于回轉泵，也可以認為屬于容積泵。由于齒輪油泵的結構簡單、重量輕、造價低、工作可靠、應用范圍廣等特點，齒輪油泵被用于各行各業的壓力系統中。

作為齒輪油泵的一個典型代表，外嚙合齒輪泵是應用最廣泛的一種齒輪油泵，而我們在現實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。它的結構主要有主動齒輪、從動齒輪、泵體、泵蓋和齒輪支撐襯套等零部件組成。從結構上分析，泵體、泵蓋和齒輪構成的密封空間就是齒輪泵的工作室。兩個齒輪的輪軸分別裝在兩泵蓋上的軸承孔內，主動齒輪軸伸出泵體，由電動機帶動旋轉。齒輪泵工作時，其原理如圖1所示，主動輪隨電動機一起旋轉并帶動從動輪跟著旋轉。當吸液腔一側的嚙合齒逐漸分開時，吸入室容積增大，壓力降低，便將吸人管中的液體吸入泵內；吸入液體分兩路在齒槽內被齒輪推送到排液腔。液體進入排液腔后，由于兩個齒輪的輪齒不斷嚙合，便液體受擠壓而從排液腔進入排出管中。主動齒輪和從動齒輪不停地旋轉，泵就能連續不斷地吸入和排出液體。

一般情況下，當齒輪油泵工作狀態下的發熱量與液壓系統的散熱能力達到一個平衡點時，液壓系統的溫度應該有一個恒定溫度值，而各液壓原件的溫度也不會無限度地上升。但是，當液壓系統中存在非正常的因素時，可能會造成液壓系統的動力源——齒輪油泵的異常發熱現象。那么液壓油泵的發熱主要和哪些因素有關呢？通過分析研究，認為有以下幾方面的原因：

①環境溫度高，油箱容積小，散熱不良，造成整個液壓系統溫升過大；

②液壓系統內清潔度不夠，有污物，側板、軸套與齒輪端面嚴重摩擦，甚至造成齒輪端面與側板的大面積研傷。這樣一方面造成內部零部件高速運轉時的摩擦生熱，嚴重時會把內部零件燒糊；另一方面，由于磨損，會造成內部零件軸向間隙增加，就會有更多的高壓油從間隙泄漏，這部分泄漏的壓力油也會產生熱量。兩方面因素就會造成齒輪油泵異常、快速的溫升；

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

④油泵安裝和電機軸的同軸度誤差過大，齒輪油泵的主動輪受徑向力過大，有可能造成齒輪油泵內部側板的損壞，這也能造成齒輪油泵的溫度過高；

⑤系統的吸油過濾器堵塞或系統油面過低，造成齒輪油泵吸空，吸空后油泵會產生強烈的氣穴現象和液壓沖擊，同時會出現很大的噪音和熱量，液壓沖擊產生的熱量也同樣會造成油泵溫度升高過快；

⑥系統的吸油管路密封不夠，油泵吸入空氣，同樣會造成第五條所出現的故障，產生氣穴和液壓沖擊現象，而造成的油泵溫度升高。

⑦油泵長時間處于高壓或超壓的工作狀態下。油泵工作時，提供的壓力越高，那么油泵內部的泄漏量越大，當油泵長時間在高壓或超壓狀態下工作時，油泵的內部就長時間的有高壓液壓油通過內部間隙泄露掉，泄漏的高壓油的能量就會轉換成熱能，這樣就給整個系統產生大量的熱能，也會造成油泵溫度升高。

通過以上分析可以得知，齒輪油泵的非正常溫升是有原因的，那么我們根據以上的分析，如何拒絕油泵的發熱問題呢？我認為應該從下面幾點著手處理。

①針對散熱能力不足引起的油泵發熱，應該增大油箱的容積，如果油箱容積受限的情況下，應考慮在液壓系統中增加散熱裝置，散熱裝置具體是空冷裝置還是水冷裝置，要根據實際的溫升進行計算和選擇，以保證系統有足夠的散熱能力。

②對于因為系統污染，致使泵體內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，在后期使用時應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根據實際的生產數據，油泵內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，運行時容易發熱，如果間隙太大，那么油泵在高壓狀態的泄漏量又太大，影響油泵的容積效率。因此，油泵在生產制造過程中應控制好合理的軸向間隙，防止油泵在使用過程中發熱。

④當齒輪油泵的安裝與電機不同軸的狀態存在時，油泵運轉時受到徑向力，一方面造成軸與軸套摩擦和內部側板的損壞，另一方面，主動輪和被動輪嚙合時存在偏差，這些因素都會產生熱量，尤其是高速、高壓的運轉工況下更為嚴重。所以在油泵安裝時一定要控制主動輪和電機主軸的同心問題。

⑤對于吸油管路漏氣而造成的油泵吸空發熱，處理起來相對就比較簡單的多，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由于油泵長期在高壓或超高壓下工作產生的發熱問題，在設計是應該在泵的出油側加裝合理的壓力保護閥，限制油泵工作的最高壓力，保證油泵在額定壓力范圍內工作，避免超壓現象發生，從而解決油泵的超壓發熱問題。

以上就介紹了齒輪油泵的發熱原因及處理方法。相對來說，齒輪油泵相對比較簡單，成本低，對工作環境的要求不是很嚴格。如果在具體使用中出現故障，尤其是出現發熱故障，我們應根據以上分析逐條分析原因，找出故障，正確處理，就能順利解決問題，給工作帶來方便。

圖1

參考文獻

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

中圖分類號：TH137

文獻標識碼：A