齿轮泵(gear pump)

简介

齿轮泵的基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在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。物料在吸入口进入两个齿轮中间，并充满这空间，随着齿的旋转沿壳体运动，后在两齿啮合时排出。

齿轮泵是液压系统中广泛采用的一种液压泵，它一般做成定量泵，按结构不同，齿轮泵分为外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵，而以外啮合齿轮泵应用较广。

发展历史

齿轮油泵的历史可以追朔到1912年瑞士的一个专利，而齿轮油泵真正意义的商业应用也只有近十几年的历史。如美国，截止1985年全国共有14000台齿轮油泵，而1997年就安装了45000台，到目前为止已安装了400000台，而且每年以10%的速度稳步增长。1998年美国商业建筑中齿轮油泵系统已占空调总保有量的19%，其中有新建筑中占30%。美国齿轮油泵工业已经成立了由美国能源部、环保署、爱迪逊电力研究所及众多齿轮油泵厂家组成的美国齿轮油泵协会，该协会在近年中将投入一亿美元从事开发、研究和推广工作。美国计划到2001年达到每年安装40万台齿轮油泵的目标，届时将降低温室气体排放1百万吨，相当于减少50万辆汽车的污染物排放或种植树1百万英亩，年节约能源费用达4.2亿美元，此后，每年节约能源费用再增加1.7亿美元。

结构特点

1、齿轮泵主要由泵体、泵盖、齿轮、轴、轴承、及密封等部件构成。

2、齿轮泵三体为铸铁件、铸钢件;齿轮、轴采用特殊钢材，其表面硬度可达到HRC60以上，具有极强的耐磨性。

分类

1.按齿轮啮合的形式可分为：外啮合式和内啮合式

2.按齿形曲线可分为：渐开线齿形式和摆线式

3.按齿面形式可分为：直齿齿轮式、斜齿齿轮式、人字齿齿轮式、圆弧齿面的齿轮式

4.按啮合齿轮的个数分：二齿轮式和多齿轮式

5.按齿轮级数可分为：单级齿轮泵和多级齿轮泵

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。

区别

齿轮泵与转子泵的区别

一、工作原理不同

转子泵依靠的是两个同步，并且反方向运转的转子，在吸入口的地方产生强大的吸力，靠着这个强大的吸力将物料吸入到泵体内。

齿轮油泵依靠的则是泵体内相同的齿轮同时同向运转，两个齿轮运转的过程中产生强大的负压，靠着负压将液体吸进泵体内，然后在靠着产生的排面产生的高压，将液体喷射出体外。

二、使用性能不同

转子泵的使用性能很好，它有较长的使用寿命，有广阔的使用范围，对介质没有太高的要求，如高粘度、高浓度、带有颗粒的介质都可以运输。还有就是转子泵在使用过程中低速运转，但是效率却很高，所以是一款环保产品，当然转子泵的密封性很好，泵体内有保温装置，可以在0~250度之间工作。

齿轮油泵的体积较小，是小巧灵活的哪一种，因为齿轮油泵的结构零部件比较紧凑，所以它使用起来很方便，而且也便于保养。齿轮油泵的自吸性能比较好，而且在工作时还可以自动润滑泵体内的零部件，减少零部件摩擦。泵体内的安全阀会在超过额定压力的时候自动开启，安全性能好子。

三、使用工况不同

转子泵比较适用于高浓度、高粘度，含有颗粒的介质、齿轮油泵适用于不含有固体颗粒纤维，并且没有腐蚀性的液体。

工作原理

齿轮泵的结构并不复杂，一般是由一对齿轮(一个主动齿轮，一个被动齿轮)、4个轴瓦、泵壳，以及前后端板组成。它是利用两个啮合的齿轮间所形成的工作容积变化来输送液体。

当齿轮泵主动齿轮转动，吸入腔齿轮脱开啮合，使密封容积增大，形成局部真空，物料在外界大气压、或者重力的作用下，经泵入口腔进入齿槽间。

随着齿轮转动，吸入齿间的物料被带到另一侧，进入压出腔。这时齿轮进入啮合，密封容积逐渐减小，齿轮间部分的物料被挤出，形成了齿轮的压出排料过程。齿轮啮合时齿向接触线把吸入腔和压出腔分开，相互隔离，保持压差。

使用范围

齿轮泵适用于输送介质温度≤200℃，粘度不大于1500cst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。

齿轮泵用于渣油、煤焦油、落地油、泡沫原料及添加剂等介质的输送、加压、是玻璃、泡沫、建材、化工建筑、石油、粮油行业理想的输送加压设备。

优缺点

齿轮泵优点:

1、结构简单紧凑、体积小、质量轻、工艺性好、价格便宜;

2、自吸力强、对油液污染不敏感、转速范围大、能耐冲击性负载;

3、维护方便、工作可靠;

齿轮泵缺点:

1、端盖和齿轮的各个齿间槽组成了许多固定的密封工作腔，只能用作定量泵;

2、径向力不平衡、流动脉动大、噪声大;

3、效率低，零件的互换性差，磨损后不易修复，不能做变量泵用;

密封形式

齿轮泵密封分机械密封和填料密封机械密封

一类为静密封，一类为动密封。静密封通常有垫片密封、O型圈密封、螺纹密。

静密封主要为垫片密封，当温度和压力不高时一般选用非金属密封垫片;中压高温时，选用非金属与金属组合垫片。非金属垫片在齿轮油泵上应用为普遍，其材料一般为纸、橡胶和聚四氟乙烯。当温度不超过120℃，压力在1.0Mpa以下时，一般选用青壳纸或模造纸垫片。如果输送介质为油，温度在-30～110℃时，一般选用耐老化性能较好的丁晴橡胶。当输送介质在-50～200℃时，选用氟橡胶更为合适。因为它除了耐油耐热外，机械强度大也是其主要特征。在化工齿轮油泵中，由于所输送介质具有腐蚀性，所以一般选用聚四氟乙烯做为垫片材料。

动密封主要为填料密封、油封、机械密封。填料密封主要是石墨盘根，油封则是石墨油封。为动、静环，骨架，弹簧组成。这三种机械密封好，价格较高，密封性能好，使用寿命长。而油封和填料密封相对价格较低，密封效果较差一些。机械密封对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格腔制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损;压力过小，泄漏量增加。

所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要确保端面单位面积压力值在适当的范围。

常见故障

1、泵流量不足原因：

吸入或排出阀关闭;处理方法：确认阀门是否关闭;

入口压力低;处理方法：检查阀门是否打开;

出口管线堵塞;处理方法：确认排出量是否正常;

填料箱泄漏;处理方法：紧固;大量泄露漏影响生产时，应停止运转，拆卸检查;

转速过低。处理方法：检查泵轴实际转速。

2、压力不足原因：

齿轮泵径向间隙与轴向间隙过大,其中端面间隙的影响更大。处理方法：更换泵体。

齿体有裂纹，或有泄漏现象。处理方法：若泄漏则在泵体与泵盖间加纸垫，紧固连接件，若因泵体有裂纹，则应更换泵体。

油液粘度太高或油温过高。处理方法：20号机油适用于10度-50度的温度工作，如温度过高则应装冷却装置。

电动机功率与齿轮泵不匹配。处理方法：选用相匹配的电动机。

滤油器堵塞。处理方法：清理滤油器。

溢流阀的压力调整过低或失灵。处理方法：重新调整压力或更换溢流阀。

3、油液泄漏原因：

泵盖与密封圈配合过松。处理方法：调整泵盖与密封圈间隙。

油封骨架弹簧脱落。处理方法：更换密封件。

轴的密封面被划伤。处理方法：重新磨密封面。

4、油泵运转不正常或有咬死现象原因：

泵体轴向间隙及径向间隙过小。处理方法：调整轴向或径向间隙。

滚针转动不灵活。处理方法：更换活动滚针轴承。

盖板与轴的同心度不够。处理方法：更换盖板使其与轴同心。

压力阀失灵。处理方法：更换弹簧，清除阀体小孔污物或换滑阀。

泵与电动机联轴器同心度不够。处理方法：调整泵轴与电动机联轴器同心度使其不超过0.01mm。

泵中有杂质。处理方法：用细绸丝网过滤机油除污物。

5、泵突然停止原因：

停电;处理方法：检查电源;

电机过载保护;处理方法：检查电动机;

联轴器损坏;处理方法：打开安全罩，盘车检查;

出口压力过高，联锁反应;处理方法：检查仪表联锁系统;

泵内咬入异常;处理方法：停车后，正反转盘车确认;

轴与轴承粘着卡死。处理方法：盘车确认。

日常维护

齿轮泵怎样保养，让其寿命更长?齿轮油泵是用两个齿轮互啮转动来工作，对介质要求不高。一般的压力在6MPa以下，流量较大。接下来介绍延长齿轮泵使用寿命的5个方法。

1、经常加脂，电动油桶泵为高速运转，润滑脂易于挥发，故必须使轴承处的润滑能保持清洁，并注意添换。

2、注意保存电动抽油泵应放于干燥，清洁和没有腐蚀性气体的环境中。

3、齿轮油泵经常检查维修，电动油桶泵应经常检查，维修，须检查电源线：内接线，插头，开关是否良好，绝缘电阻是否正常，刷尾座是事松动，换向器与电刷接触良好，电枢绕级扩定子绕组是否是有适中断路现象，轴承及转动零件是否的损坏等等。

4、齿轮油泵注意绝缘电阻，长期搁置不用的或在潮湿环境中使用的电动抽液泵，使用前必须用500伏兆欧表测量绕组的绝缘电阻。如绕组与电机壳间绝缘电阻小于7兆欧时，必须对绕组进行干燥处理。

5、保存好每零件和调换相同零件，在拆检齿轮油泵时，应保存好每个零件，要特别注意隔爆零件的隔爆面不能使其损伤拉毛包括绝缘衬垫及套管，如有损坏，必须调换上新的相同零件，不得采用低于原材料性能的代用材料或原有规格不符的零件，装配时应将所有零件按原先位置装好，不能遗漏。

检查

齿轮泵开机前的检查，一共有九个步骤：

1、使用介质必须为软油、稀薄、不凝固、非易燃、不含固体颗粒及纤维的液体。

2、介质温度普通型为80℃，高温型为120℃。

3、一般情况下系统工作压力不超过1.2MPa，进口压力不小于0.5MPa，特殊场合应事先与厂家联系。

4、使用环境温度不超过40℃。

5、齿轮泵启动前检查全部管路法兰，接头的密封性。

6、盘动联轴器，无摩擦及碰撞声音。

7、首次启动应向泵内注入输送液体。

8、齿轮泵启动前应全开吸入和排出管路中的阀门，严禁闭阀启动.

9、验证电机转动方向后，启动电机.