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摘要：齿轮泵广泛应用于工程机械液压系统中，具有工作压力高、抗污染能力强等优点。齿轮泵能否正常运转将直接取决于制造的结构和现实的应用因素。基于此，本文主要对影响齿轮泵性能的原因分析与优化措施进行了探讨。
关键词：齿轮泵；性能；优化
中图分类号：TH325文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2011)02(c)-0000-00
1影响齿轮泵性能的原因分析
1.1结构的原因
1.1.1由于结构缝隙而出现泄漏：一般情况下，液压油出现泄漏的情况主要有：一对齿轮啮合处有缝隙、齿轮外圆以及泵体内孔间径向缝隙、齿轮的两面以及端盖间的端面缝隙，而出现渗漏较多的就是端面间隙，在总泄漏量中所占比例达75%～80%之间。如果有较大的端面间隙或者径向的间隙，将导致齿轮泵停止吸油或者流量小情况的发生。1.1.2由于渐开线齿轮的啮合重合度超过1出现困油的情况：渐开线齿轮啮合时，重合度在1以上，如果4个轮齿的啮合时间一致，一部分油液将被困在一对轮齿形成的封闭腔之内。被困住的油液在旋转的齿轮下，当增加密封的容积的时候，将有气穴的出现，可造成振动、噪声以及气蚀，当降低密封的容积的时候，将在高压的作用下流出来，将加热系统的油液，困油现象就是这样产生的。1.1.3由于油液不平衡的作用力而导致径向作用力的不协调：在齿轮泵中，油液作用在齿轮外缘的压力是不均匀的，在增加工作压力情况下，将会加剧径向的不协调力，从而导致齿顶与泵体接触、泵轴弯曲、出现摩擦的现象，进而将降低轴承使用寿命。
1.2使用的原因
1.2.1由于裂纹间隙等导致齿轮泵的不完全压力：造成齿轮泵压力不足的原因主要包括：齿体出现裂痕，或出现泄漏的情况；齿轮泵径向间隙与轴向间隙过大；油液黏度太高或油温过高；齿轮泵不配套于电动机功率；滤油器出现堵塞的情况；较低的调整溢流阀压力或者是失灵等情况，尤其阻塞了液压系统的情况，卡死了回油阀，安全阀失灵，会导致齿轮泵出现严重超载的情况，进而破坏齿轮泵。1.2.2由于不确切的吸油部位而导致齿轮泵具有较小的流量或者不吸油的情况：其主要原因在于过高的吸油部位或者油位不足；堵塞了滤油器；较高的油温等。特别是齿轮泵在没有油液的情况下，“空磨”将很快破坏到齿轮泵。1.2.3由于安装等导致噪声振动或者“咬死”的情况：齿轮出现偏差或者两齿轮间轴线相交叉；电动机没有和油泵轴在一个轴心上旋转；齿轮泵有较小的进油管直径；泵体与盖的两侧产生冲击；在转动泵的时候吸入空气将导致齿轮泵出现较大的噪声以及振动。电动机的联轴器和泵之间同心度不够；轴和盖板的同心度不够；泵体中较小的轴向间隙以及径向的间隙；滚针旋转速度慢；压力阀不受控制；油液内夹杂其他物质等将导致齿轮泵的非正常运转进而造成“咬死”的情况。
2优化方法
2.1完善齿轮泵的制造结构
2.1.1为将端面的泄漏量降低通过自动补偿的办法来实现：想要将齿轮泵压力增加，使齿轮泵具有更高容积效率，一定要将端面的泄漏量降低，通常所使用的方法为自动补偿齿轮端面的间隙。而自动补偿端面间隙的常用装置为弹性侧板以及浮动轴套两种基本方法，浮动轴套的方法主要将压力油引入让轴套与齿轮的端面更加贴近，越大的压力，贴合的程度越好，进而将端面磨损得以自动补偿以及将间隙得以降低；弹性侧板的方法主要引泵出口的压力油到侧板的背面去，通过侧板本身进行变化进而将端面的间隙得以补偿。在补偿以后，齿轮泵的容积效率在90%以上。2.1.2为将困油情况得以除去通过开卸荷槽办法来实現：一般情况下，卸荷槽是开于两端的盖板上的，其主要有对称式圆形、对称与非对称的矩形、阻尼槽式等形状，然而一般卸荷槽并未将齿轮泵的困油压力情况得以全面解决。理想设计的方法就是将困油的膨胀区连接于进油区或者困油的高压区连接于进油区，通过进行实践，卸荷效果十分显著，而且可以将泵容积效率得以提升以及保持出油压力稳定。还能够顺着困油容积柱面的中心线完善轴套、泵壳底、端盖的结构，进而将齿轮泵的困油情况得以完全解决。另外，开双重卸荷槽也能完全消除齿轮泵的困油现象。2.1.3为将不平衡的径向力得以解决将压油口缩小来实现：为将其影响降低，主要的方法有：（1）将压油口减小，将压油腔中压力油限制的范围于1～2个齿中，将压力油的作用面积降低进而将径向力的不平衡得以减弱；（2）开径向力的平衡槽，可有效降低轴承上所作用的径向力，但是会使内泄漏增加，降低容积效率；（3）增大径向间隙，以防齿顶碰触于泵体，进而将径向力所产生的不平衡因素得以解决。
2.2完善齿形
在不断进步的液压技术下，将改变齿轮泵中齿形，以当初的渐开线齿形可向双圆弧加正弦曲线的复合齿形转变，由于圆弧齿轮的2个啮合齿廓之间连续接触很小，因此不会有困油情况的发生，进而将渐开线的齿轮泵由于困油现象而造成噪声、振动、增加轴承负载等情况得以有效解决。现在已有较为科学的一点连续接触方面的圆弧齿轮泵，比如不锈钢圆弧齿轮泵（YCB），具有较高的效率以及微小的噪音，并且节能效果更佳。
2.3完善连接方式
在日益进步的液压技术下，齿轮泵在连接方式上也在不断的进步，工作机同原动机间的连接方式已为最新永磁联轴器。这种连接方式通过稀土永磁体的作用下，通过磁场将一些空间距离以及物质材料属性的穿透，进而传送机械的能量。新的磁力联轴器，将一些机械安装中动密封而产生的泄漏情况得以有效解决。比如CQCB型的磁力齿轮泵，组成的主要材料为高纯氧化的铝陶瓷、不锈钢、填充聚氟烯等一些抗腐蚀性原料，制造的齿轮以PPS、不锈钢为原料，另外无泄漏的密封结构设计永磁联轴进行驱动，对于零泄漏以及低噪音的情况得以理想的实现。
2.4完善工作维护
进行使用时，应注意维护齿轮泵，液压油在选材上要合理，油温要控制得当，以防污染油液、油液高度应合理；一定要注意临近的元件间是否搭配。比如齿轮泵在转向方面要符合于原动机转向；控制齿轮泵转速的范围要符合于原动机所转速的范围；过滤器的过滤精度应适宜等。
3 结语
综上所述，齿轮泵的容积效率比较低，主要是因为端面存在泄漏较大的原因，约占总泄漏量的75%～80%，所以，提高泵的容积效率以及性能，提高齿轮泵的端盖以及壳体之间的配合精度是相关技术人员关注的问题。因为只有在条件许可的情况下，齿轮泵的作用才能完全发挥出来。为了将齿轮泵的使用性能达到最佳效果，不仅仅要完善材料、结构以及工艺，而且在实践操作时应遵循“三匹配”：同所有油液、元件以及工作的环境的匹配；而且还应注意“三防”：防止故障、漏油以及损坏的情况。做到以上方面，齿轮泵才能被更好的利用。
参考文献：
[1]牛兰芹，吴炳胜，姬晓利，等.消除齿轮泵困油现象的新措施［J］.液压与气动，2006（6）：57-58.
[2]唐向阳,袁子荣.纯水液压齿轮泵的结构问题研究[J].液压与气动,2002,(9):90-91.
[3]周德军.双重卸荷槽—消除齿轮泵困油压力新方法的研究［J］.液压气动与密封，2006（6）：21-22.
关键词：齿轮泵；性能；优化
中图分类号：TH325文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2011)02(c)-0000-00
1影响齿轮泵性能的原因分析
1.1结构的原因
1.1.1由于结构缝隙而出现泄漏：一般情况下，液压油出现泄漏的情况主要有：一对齿轮啮合处有缝隙、齿轮外圆以及泵体内孔间径向缝隙、齿轮的两面以及端盖间的端面缝隙，而出现渗漏较多的就是端面间隙，在总泄漏量中所占比例达75%～80%之间。如果有较大的端面间隙或者径向的间隙，将导致齿轮泵停止吸油或者流量小情况的发生。1.1.2由于渐开线齿轮的啮合重合度超过1出现困油的情况：渐开线齿轮啮合时，重合度在1以上，如果4个轮齿的啮合时间一致，一部分油液将被困在一对轮齿形成的封闭腔之内。被困住的油液在旋转的齿轮下，当增加密封的容积的时候，将有气穴的出现，可造成振动、噪声以及气蚀，当降低密封的容积的时候，将在高压的作用下流出来，将加热系统的油液，困油现象就是这样产生的。1.1.3由于油液不平衡的作用力而导致径向作用力的不协调：在齿轮泵中，油液作用在齿轮外缘的压力是不均匀的，在增加工作压力情况下，将会加剧径向的不协调力，从而导致齿顶与泵体接触、泵轴弯曲、出现摩擦的现象，进而将降低轴承使用寿命。
1.2使用的原因
1.2.1由于裂纹间隙等导致齿轮泵的不完全压力：造成齿轮泵压力不足的原因主要包括：齿体出现裂痕，或出现泄漏的情况；齿轮泵径向间隙与轴向间隙过大；油液黏度太高或油温过高；齿轮泵不配套于电动机功率；滤油器出现堵塞的情况；较低的调整溢流阀压力或者是失灵等情况，尤其阻塞了液压系统的情况，卡死了回油阀，安全阀失灵，会导致齿轮泵出现严重超载的情况，进而破坏齿轮泵。1.2.2由于不确切的吸油部位而导致齿轮泵具有较小的流量或者不吸油的情况：其主要原因在于过高的吸油部位或者油位不足；堵塞了滤油器；较高的油温等。特别是齿轮泵在没有油液的情况下，“空磨”将很快破坏到齿轮泵。1.2.3由于安装等导致噪声振动或者“咬死”的情况：齿轮出现偏差或者两齿轮间轴线相交叉；电动机没有和油泵轴在一个轴心上旋转；齿轮泵有较小的进油管直径；泵体与盖的两侧产生冲击；在转动泵的时候吸入空气将导致齿轮泵出现较大的噪声以及振动。电动机的联轴器和泵之间同心度不够；轴和盖板的同心度不够；泵体中较小的轴向间隙以及径向的间隙；滚针旋转速度慢；压力阀不受控制；油液内夹杂其他物质等将导致齿轮泵的非正常运转进而造成“咬死”的情况。
2优化方法
2.1完善齿轮泵的制造结构
2.1.1为将端面的泄漏量降低通过自动补偿的办法来实现：想要将齿轮泵压力增加，使齿轮泵具有更高容积效率，一定要将端面的泄漏量降低，通常所使用的方法为自动补偿齿轮端面的间隙。而自动补偿端面间隙的常用装置为弹性侧板以及浮动轴套两种基本方法，浮动轴套的方法主要将压力油引入让轴套与齿轮的端面更加贴近，越大的压力，贴合的程度越好，进而将端面磨损得以自动补偿以及将间隙得以降低；弹性侧板的方法主要引泵出口的压力油到侧板的背面去，通过侧板本身进行变化进而将端面的间隙得以补偿。在补偿以后，齿轮泵的容积效率在90%以上。2.1.2为将困油情况得以除去通过开卸荷槽办法来实現：一般情况下，卸荷槽是开于两端的盖板上的，其主要有对称式圆形、对称与非对称的矩形、阻尼槽式等形状，然而一般卸荷槽并未将齿轮泵的困油压力情况得以全面解决。理想设计的方法就是将困油的膨胀区连接于进油区或者困油的高压区连接于进油区，通过进行实践，卸荷效果十分显著，而且可以将泵容积效率得以提升以及保持出油压力稳定。还能够顺着困油容积柱面的中心线完善轴套、泵壳底、端盖的结构，进而将齿轮泵的困油情况得以完全解决。另外，开双重卸荷槽也能完全消除齿轮泵的困油现象。2.1.3为将不平衡的径向力得以解决将压油口缩小来实现：为将其影响降低，主要的方法有：（1）将压油口减小，将压油腔中压力油限制的范围于1～2个齿中，将压力油的作用面积降低进而将径向力的不平衡得以减弱；（2）开径向力的平衡槽，可有效降低轴承上所作用的径向力，但是会使内泄漏增加，降低容积效率；（3）增大径向间隙，以防齿顶碰触于泵体，进而将径向力所产生的不平衡因素得以解决。
2.2完善齿形
在不断进步的液压技术下，将改变齿轮泵中齿形，以当初的渐开线齿形可向双圆弧加正弦曲线的复合齿形转变，由于圆弧齿轮的2个啮合齿廓之间连续接触很小，因此不会有困油情况的发生，进而将渐开线的齿轮泵由于困油现象而造成噪声、振动、增加轴承负载等情况得以有效解决。现在已有较为科学的一点连续接触方面的圆弧齿轮泵，比如不锈钢圆弧齿轮泵（YCB），具有较高的效率以及微小的噪音，并且节能效果更佳。
2.3完善连接方式
在日益进步的液压技术下，齿轮泵在连接方式上也在不断的进步，工作机同原动机间的连接方式已为最新永磁联轴器。这种连接方式通过稀土永磁体的作用下，通过磁场将一些空间距离以及物质材料属性的穿透，进而传送机械的能量。新的磁力联轴器，将一些机械安装中动密封而产生的泄漏情况得以有效解决。比如CQCB型的磁力齿轮泵，组成的主要材料为高纯氧化的铝陶瓷、不锈钢、填充聚氟烯等一些抗腐蚀性原料，制造的齿轮以PPS、不锈钢为原料，另外无泄漏的密封结构设计永磁联轴进行驱动，对于零泄漏以及低噪音的情况得以理想的实现。
2.4完善工作维护
进行使用时，应注意维护齿轮泵，液压油在选材上要合理，油温要控制得当，以防污染油液、油液高度应合理；一定要注意临近的元件间是否搭配。比如齿轮泵在转向方面要符合于原动机转向；控制齿轮泵转速的范围要符合于原动机所转速的范围；过滤器的过滤精度应适宜等。
3 结语
综上所述，齿轮泵的容积效率比较低，主要是因为端面存在泄漏较大的原因，约占总泄漏量的75%～80%，所以，提高泵的容积效率以及性能，提高齿轮泵的端盖以及壳体之间的配合精度是相关技术人员关注的问题。因为只有在条件许可的情况下，齿轮泵的作用才能完全发挥出来。为了将齿轮泵的使用性能达到最佳效果，不仅仅要完善材料、结构以及工艺，而且在实践操作时应遵循“三匹配”：同所有油液、元件以及工作的环境的匹配；而且还应注意“三防”：防止故障、漏油以及损坏的情况。做到以上方面，齿轮泵才能被更好的利用。
参考文献：
[1]牛兰芹，吴炳胜，姬晓利，等.消除齿轮泵困油现象的新措施［J］.液压与气动，2006（6）：57-58.
[2]唐向阳,袁子荣.纯水液压齿轮泵的结构问题研究[J].液压与气动,2002,(9):90-91.
[3]周德军.双重卸荷槽—消除齿轮泵困油压力新方法的研究［J］.液压气动与密封，2006（6）：21-22.