美國(guó)VICKERS威格士齒輪泵工作原理
美國(guó)VICKERS威格士齒輪泵的概念是很簡(jiǎn)單的，它的zui基本形式就是兩個(gè)尺寸相同的齒輪在一個(gè)緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個(gè)殼體的內(nèi)部類似“8”字形，兩個(gè)齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來(lái)自于擠出機(jī)的物料在吸入口進(jìn)入兩個(gè)齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運(yùn)動(dòng)，zui后在兩齒嚙合時(shí)排出。
PEP－II泵的齒輪與軸共為一體，采用通體淬硬工藝，可獲得更長(zhǎng)的工作壽命。“D”型軸承結(jié)合了強(qiáng)制潤(rùn)滑機(jī)理，使聚合物經(jīng)軸承表面，并返回到泵的進(jìn)口側(cè)，以確保旋轉(zhuǎn)軸的有效潤(rùn)滑。這一特性減少了聚合物滯留并降解的可能性。精密加工的泵體可使“D”型軸承與齒輪軸精確配合，確保齒輪軸不偏心，以防止齒輪磨損。Parkool密封結(jié)構(gòu)與聚四氟唇型密封共同構(gòu)成水冷密封。這種密封實(shí)際上并不接觸軸的表面，它的密封原理是將聚合物冷卻到半熔融狀態(tài)而形成自密封。也可以采用Rheoseal密封，它在軸封內(nèi)表上加工有反向螺旋槽，可使聚合物被反壓回到進(jìn)口。為便于安裝，制造商設(shè)計(jì)了一個(gè)環(huán)形螺栓安裝面，以使與其它設(shè)備的法蘭安裝相配合，這使得筒形法蘭的制造更容易。
PEP－II齒輪泵帶有與泵的規(guī)格相匹配的加熱元件，可供用戶選配，這可保證加溫快速和熱量控制。與泵體內(nèi)加熱方式不同，這些元件的損壞只限于一個(gè)板子上，與整個(gè)泵無(wú)關(guān)。
推動(dòng)高粘流體進(jìn)入吸入口一側(cè)的兩齒空間是非常重要的，如果這一空間沒(méi)有填充滿，則泵就不能排出準(zhǔn)確的流量，所以PV值(壓力×流速)也是另外一個(gè)限制因素，而且是一個(gè)工藝變量。由于這些限制，齒輪泵制造商將提供一系列產(chǎn)品，即不同的規(guī)格及排量(每轉(zhuǎn)一周所排出的量)。這些泵將與具體的應(yīng)用工藝相配合，以使系統(tǒng)能力及價(jià)格達(dá)到*。
對(duì)于一臺(tái)泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)際上是有限制的，這主要取決于工藝流體，如果傳送的是油類，泵則能以很高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)流體是一種高粘度的聚合物熔體時(shí)，這種限制就會(huì)大幅度升高。
在術(shù)語(yǔ)上講，齒輪泵也叫正排量裝置，即像一個(gè)缸筒內(nèi)的活塞，當(dāng)一個(gè)齒進(jìn)入另一個(gè)齒的流體空間時(shí)，因?yàn)橐后w是不可壓縮的，所以液體和齒就不能在同一時(shí)間占據(jù)同一空間，這樣，液體就被機(jī)械性地?cái)D排出來(lái)。由于齒的不斷嚙合，這一現(xiàn)象就連續(xù)在發(fā)生，因而也就在泵的出口提供了一個(gè)連續(xù)排除量，泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，排出的量是一樣的。隨著驅(qū)動(dòng)軸的不間斷地旋轉(zhuǎn)，泵也就不間斷地排出流體。泵的流量直接與泵的轉(zhuǎn)速有關(guān)。
實(shí)際上，在泵內(nèi)有很少量的流體損失，因?yàn)檫@些流體被用來(lái)潤(rùn)滑軸承及齒輪兩側(cè)，而泵體也絕不可能無(wú)間隙配合，故不能使流體100%地從出口排出，所以少量的流體損失是必然的，這使泵的運(yùn)行效率不能達(dá)到100%。然而泵還是可以良好地運(yùn)行，對(duì)大多數(shù)擠出物料來(lái)說(shuō)，仍可以達(dá)到93%～98%的效率。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜；
（2）工作要求低，應(yīng)用廣泛；
（3）端蓋和齒輪的各個(gè)齒間槽組成了許多固定的密封工作腔，只能用作定量泵。
齒輪采用九十年代較高水平的新技術(shù)--雙圓弧正弦曲線齒型圓弧。它與漸開(kāi)線齒輪相比，zui突出的優(yōu)點(diǎn)是齒輪嚙合過(guò)程中齒廓面沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，所以齒面無(wú)磨損、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡、無(wú)困液現(xiàn)象，噪聲低、壽命長(zhǎng)、效率高。該泵擺脫傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的束縛，使得齒輪泵在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用上進(jìn)入了一個(gè)新的領(lǐng)域。
泵設(shè)有差壓式安全閥作為超載保護(hù)，安全閥全回流壓力為泵額定排出壓力1.5倍。也可在允許排出壓力范圍內(nèi)根據(jù)實(shí)際需要另行調(diào)整。但是此安全閥不能作減壓閥長(zhǎng)期工作，減壓閥在需要時(shí)可另行安裝。
該泵軸端密封設(shè)計(jì)為兩種形式，一種是機(jī)械密封，另一種是填料密封，可根據(jù)具體使用情況和用戶要求確定。
泵的分類
就核心組成部件齒輪而言，主要由公法線齒輪泵和圓弧齒輪泵。公法線齒輪泵輸送含雜質(zhì)的介質(zhì)比圓弧齒輪泵要耐用，而圓弧齒輪泵結(jié)構(gòu)特殊，輸送干凈的介質(zhì)，噪音低，壽命長(zhǎng)，各有各的優(yōu)點(diǎn)。
工作特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、體積小、質(zhì)量輕、工藝性好、價(jià)格便宜、自吸力強(qiáng)、對(duì)油液污染不敏感、轉(zhuǎn)速范圍大、能耐沖擊性負(fù)載，維護(hù)方便、工作可靠。
缺點(diǎn)：徑向力不平衡、流動(dòng)脈動(dòng)大、噪聲大、效率低，零件的互換性差，磨損后不易修復(fù)，不能做變量泵用。
困油現(xiàn)象
原因：液壓油在漸開(kāi)線齒輪泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，因齒輪相交處的封閉體積隨時(shí)間改變，常有一部分的液壓油被密封在齒間，如圖所示，稱為困油現(xiàn)象，因液壓油不可壓縮將使外接齒輪產(chǎn)生極大的振動(dòng)和噪聲，影響系統(tǒng)正常工作。
泄漏現(xiàn)象
齒輪泵的泄漏較大，外嚙合齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)泄漏途徑有以下三點(diǎn)：一為齒輪頂隙，其次為測(cè)隙，第三為嚙合間隙。
其中端面?zhèn)认缎孤┹^大，占總泄漏量的80%-85%，當(dāng)壓力增加時(shí)，前者不會(huì)改變，但后者撓度大增，此為外嚙合齒輪泵泄漏zui主要的原因，容積效率較低，故不適合用作高壓泵。
解決方法：端面間隙補(bǔ)償采用靜壓平衡措施，在齒輪和蓋板之間增加一個(gè)補(bǔ)償零件，如浮動(dòng)軸套、浮動(dòng)側(cè)板。
受力不均衡現(xiàn)象
右側(cè)是壓油腔，左側(cè)是吸油腔，兩腔的壓力是不平衡的；另外壓油腔因齒頂泄漏，其壓力為遞減。兩不均衡壓力作用于齒輪和軸稱徑向不平衡壓力，油壓越高，該力越大，加速軸承磨損，降低軸承壽命，使軸彎曲，加大齒頂與軸孔磨損。
防止措施：采用壓力平衡槽或縮小壓油腔。
常見(jiàn)故障
不能排料
（1）故障現(xiàn)象：泵不能排料
故障原因：a、旋轉(zhuǎn)方向相反；b、吸入或排出閥關(guān)閉； c、入口無(wú)料或壓力過(guò)低； d、粘度過(guò)高，泵無(wú)法咬料
對(duì)策： a、確認(rèn)旋轉(zhuǎn)方向； b、確認(rèn)閥門(mén)是否關(guān)閉； c、檢查閥門(mén)和壓力表； d、檢查液體粘度，以低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)按轉(zhuǎn)速比例的流量是否出現(xiàn)，若有流量，則流入不足
流量不足
（2）故障現(xiàn)象：泵流量不足
故障原因：a、吸入或排出閥關(guān)閉； b、入口壓力低； c、出口管線堵塞； d、填料箱泄漏；e、轉(zhuǎn)速過(guò)低
對(duì)策：a、確認(rèn)閥門(mén)是否關(guān)閉；b、檢查閥門(mén)是否打開(kāi)；c、確認(rèn)排出量是否正常； d、緊固；大量泄漏影響生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，拆卸檢查； e、檢查泵軸實(shí)際轉(zhuǎn)速
聲音異常
（3）故障現(xiàn)象：聲音異常
故障原因：a、聯(lián)軸節(jié)偏心大或潤(rùn)滑不良 b、電動(dòng)機(jī)故障； c、減速機(jī)異常； d、軸封處安裝不良； e、軸變形或磨損
對(duì)策：a、找正或充填潤(rùn)滑脂； b、檢查電動(dòng)機(jī)； c、檢查軸承和齒輪； d、檢查軸封； e、停車解體檢查
電流過(guò)大
（4）故障現(xiàn)象：電流過(guò)大
泵停止
（5）故障現(xiàn)象：泵突然停止
故障原因：a、停電； b、電機(jī)過(guò)載保護(hù)； c、聯(lián)軸器損壞；d、出口壓力過(guò)高，聯(lián)鎖反應(yīng)；e、泵內(nèi)咬入異常； f、軸與軸承粘著卡死
對(duì)策：a、檢查電源；b、檢查電動(dòng)機(jī)；c、打開(kāi)安全罩，盤(pán)車檢查；d、檢查儀表聯(lián)鎖系統(tǒng)；e、停車后，正反轉(zhuǎn)盤(pán)車確認(rèn)； f、盤(pán)車確認(rèn)故障原因：a、出口壓力過(guò)高； b、熔體粘度過(guò)大；c、軸封裝配不良； d、軸或軸承磨損； e、電動(dòng)機(jī)故障
對(duì)策：a、檢查下游設(shè)備及管線；b、檢驗(yàn)粘度； c、檢查軸封，適當(dāng)調(diào)整； d、停車后檢查，用手盤(pán)車是否過(guò)重； e、檢查電動(dòng)機(jī)
密封漏油
（6）故障現(xiàn)象：密封漏油
產(chǎn)生原因：a、軸封未調(diào)整好；b、密封圈磨損而間隙大；c、機(jī)械密封動(dòng)、靜環(huán)摩擦面隨壞；d、彈簧松弛
對(duì)策：a、重新調(diào)整；b、適量擰緊壓蓋螺栓或更換密封圈；c、更換動(dòng)、靜環(huán)或重新研磨；d、更換彈簧
其他現(xiàn)象
1、產(chǎn)生原因
① 內(nèi)外轉(zhuǎn)子的齒側(cè)間隙太大，使吸壓油腔互通．容積效率顯著降低，輸出流量不夠；
② 軸向間隙太大；
③ 吸油管路中的結(jié)合面處密封不嚴(yán)等原因，使泵吸進(jìn)空氣，有效吸入流量減少；
④ 吸油不暢．如因油液粘度過(guò)大，濾油器被污物堵塞等導(dǎo)致吸入流量減少；
⑤ 溢流閥卡死在半開(kāi)度位置，泵來(lái)的流量一部分通過(guò)溢流閥返回油箱，而使得進(jìn)入系統(tǒng)的流量不夠．此時(shí)伴隨出現(xiàn)系統(tǒng)壓力上不去的故障。
2、排除方法
① 更換內(nèi)外轉(zhuǎn)子，使齒側(cè)隙在規(guī)定的范圍內(nèi)（一般小于0.07mm）；
② 研磨泵體兩端面，保證內(nèi)外轉(zhuǎn)子裝配后軸向間隙在0.02~0.05mm 范圍內(nèi)；
③ 更換破損的吸油管密封，用聚四氟乙烯帶包扎好管接頭螺紋部分再擰緊管接頭；
④ 選用合適粘度的油液，清洗進(jìn)油濾油器使吸油暢通。并酌情加大吸油管徑；
⑤ 修理溢流閥，排除溢流閥部分短接油箱造成泵有效流量減少的現(xiàn)象。
困油現(xiàn)象
齒輪泵要平穩(wěn)工作，齒輪嚙合的重合度必須大于1，于是總有兩對(duì)齒輪同時(shí)嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對(duì)輪齒所圍成的封閉容腔之間。這個(gè)封閉的容腔開(kāi)始隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小，以后又逐漸加大。封閉腔容積的減小會(huì)使被困油液受擠壓而產(chǎn)生很高的壓力，并且從縫隙中擠出，導(dǎo)致油液發(fā)熱，并致使機(jī)件受到額外的負(fù)載；而封閉腔容積的增大又造成局部真空，使油液中溶解的氣體分離，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。這些都將產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。
危害
徑向不平衡力很大時(shí)能使軸彎曲，齒頂與殼體接觸，同時(shí)加速軸承的磨損，降低軸承的壽命。
消除方法
消除困油的方法，通常是在兩側(cè)蓋板上開(kāi)卸荷槽，使封閉腔容積減小時(shí)通過(guò)左邊的卸荷槽與壓油腔相通，容積增大時(shí)通過(guò)右邊的卸荷槽與吸油腔相通。
維修方法
1.軸磨損后的維修
齒輪泵中軸的磨損主要是因?yàn)檩S兩端與支撐滾針間的摩擦磨損，使軸徑變小。如果是輕微磨損，可通過(guò)鍍一層硬鉻來(lái)加大此部位軸的直徑尺寸，使軸得到修復(fù)。如果軸磨損嚴(yán)重，則應(yīng)45鋼或40cr鋼重新制造，軸毛坯經(jīng)粗、精車后，軸承部位要熱處理， 硬度為hrc60-65，然后再經(jīng)磨削，使軸承配合部位表面粗糙度 ra不大于0.32μm;軸的圓度和圓柱度允差為0.005mm;與齒輪配合部位按h7/h6、表面粗糙度ra應(yīng)不大于0.63μm。
2.泵體磨損后的維修
泵體內(nèi)表面磨損主要是吸油區(qū)段圓弧形工作面.如果出現(xiàn)輕微磨損，可用油石修磨去毛刺后使用。泵體是由鑄鐵鑄造毛坯成型， 出現(xiàn)嚴(yán)重磨損時(shí)應(yīng)更換新件。如果泵內(nèi)齒輪兩端面是用磨削修復(fù)， 則泵體寬度尺寸也要改變，與齒輪兩端修磨去掉的尺寸相等，重新加工后的泵體兩端面應(yīng)達(dá)到圖3所示的技術(shù)要求。
3.兩端蓋磨損之后的維修
齒輪泵的端蓋用鑄鐵制造，出現(xiàn)磨損現(xiàn)象后，輕微的可在平板上研磨修平，磨損比較嚴(yán)重時(shí)應(yīng)在平面磨床上磨削修平。修磨后的端蓋與泵體配合連接的平面接觸應(yīng)不低于85%.平面度允差、端面對(duì)孔中心線的垂直度允差、兩端面的平行度允差和兩軸孔中心線的平行度允差均為o.olmm。磨削后的表面粗糙度ra應(yīng)不大于1. 5μm。
4.用滾針軸承的維修更換
泵中零件維修后，軸承滾針應(yīng)更換。對(duì)滾針要求是：全部滾針直徑的尺寸誤差不應(yīng)超過(guò)0.003mm，長(zhǎng)度允差為0.1mm，與軸配合間隙應(yīng)在o.olmm左右;滾針裝配時(shí)要按數(shù)量要求充滿軸承殼內(nèi)，滾針間要相互平行布置。
試驗(yàn)方案
可靠性試驗(yàn)包括試驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)兩種方式，可根據(jù)具體條件自選一種方式進(jìn)行試驗(yàn)。
*樣本試驗(yàn)---試驗(yàn)進(jìn)行到每臺(tái)投試泵都到了檢修壽命期為止。
不*樣本試驗(yàn)：
（1）定時(shí)截尾試驗(yàn)----試驗(yàn)進(jìn)行到試前規(guī)定的試驗(yàn)時(shí)間T*時(shí)就停止試驗(yàn)。
當(dāng)樣本量較大，尤其是實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)可選用定時(shí)截尾試驗(yàn)方案。
（2）定數(shù)截尾試驗(yàn)----試驗(yàn) 進(jìn)行到試前規(guī)定的失效數(shù)r就停止的試驗(yàn)當(dāng)
用戶限制泵的故障發(fā)生次數(shù)時(shí)，可選用定數(shù)截尾試驗(yàn)方案。
檢修步驟
拆卸
拆卸前應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備工作，熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)，工藝流程，運(yùn)行狀態(tài)；拆卸時(shí)應(yīng)小心謹(jǐn)慎，避免損壞設(shè)備零部件。
二、復(fù)查數(shù)據(jù)
對(duì)齒輪泵各部件配合間隙，應(yīng)做全面檢查，部分間隙的標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1——1。
三、檢查
對(duì)拆下的零部件進(jìn)行詳細(xì)檢查，對(duì)齒輪作著色檢查，不允許存在裂紋；軸頸的圓錐度合格，表面不得有劃痕，粗糙度Ra的zui大允許值為1.6μm；端蓋、托架、泵體不得有明顯缺陷。
四、修復(fù)或更換
對(duì)超標(biāo)的零部件應(yīng)予以更換，對(duì)需修復(fù)的零部件，修復(fù)后應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。
五、組裝及調(diào)整
齒輪端面與端蓋，托架的軸向間隙，依靠改變端蓋，托架與泵體之間的密封墊片的厚度來(lái)調(diào)整；緊固端蓋螺栓時(shí)，用力對(duì)稱均勻，邊緊邊盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子，遇到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不動(dòng)時(shí)，應(yīng)松掉螺栓重緊；加填料或裝油封時(shí)，緊壓蓋時(shí)仍需邊緊邊盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子，不可緊得過(guò)死。
六、試車
水壓試驗(yàn)為工作壓力的1.5倍，保持5min不漏，試車運(yùn)行期間，無(wú)泄漏，運(yùn)行聲音正常，無(wú)異常振動(dòng)，出口壓力符合要求為合格。
修理常識(shí)
齒輪泵的修繕知識(shí)跟著運(yùn)用工夫的增進(jìn)，齒輪泵會(huì)呈現(xiàn)泵油缺乏，甚至不出油等毛病，首要緣由是有關(guān)部位磨損過(guò)大。齒輪泵的磨損部位首要有自動(dòng)軸與襯套、被動(dòng)齒輪中間孔與軸銷、泵殼內(nèi)腔與齒輪、齒輪端面與泵蓋等。光滑油泵磨損后其首要技能目標(biāo)達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)將其拆開(kāi)分化，查清磨損部位及水平，接納響應(yīng)方法予以修復(fù)。
一、自動(dòng)軸與襯套磨損后的修復(fù)齒 輪泵自動(dòng)軸與襯套磨損后，其共同間隙增大，必將影響泵的油量?？刹捎眯拮詣?dòng)軸或襯套的辦法恢復(fù)其正常的共同間隙。若自動(dòng)軸磨損細(xì)微，只需壓出舊襯套后換上規(guī)范尺寸的襯套，共同間隙便可恢復(fù)到答應(yīng)局限。若自動(dòng)軸與襯套磨損嚴(yán)峻且共同間隙嚴(yán)峻超標(biāo)時(shí)，不只要改換襯套，并且自動(dòng)軸也使用鍍鉻或振動(dòng)堆焊法將其直徑加大，然后再磨削到規(guī)范尺寸，恢復(fù)與襯套的共同要求。
二、光滑油泵殼體的修繕殼體裂紋的修繕：殼體裂紋可用鑄508鎳銅焊條焊補(bǔ)。焊縫須嚴(yán)密而元?dú)饪?，與泵蓋連系面平面度誤差不大于0.05毫米。自動(dòng)軸襯套孔與從動(dòng)軸孔磨損的修繕：自動(dòng)軸襯套孔磨損后，可用鉸削辦法消弭磨損陳?ài)E，然后配用加大至響應(yīng)尺寸的襯套。從動(dòng)軸孔磨損也以鉸削法消弭磨損陳?ài)E，然后按鉸削后孔的實(shí)踐尺寸配制從動(dòng)軸泵殼內(nèi)腔的修繕：泵殼內(nèi)腔磨損后，普通接納內(nèi)腔鑲套法修復(fù)，單機(jī)除塵器行將內(nèi)腔搪大后鑲配鑄鐵或鋼襯套。鑲套后，將內(nèi)腔搪到要求的尺寸，并把伸出端面的襯套磨去，使其與泵殼連系面平齊。閥座的修繕：限壓閥有球形閥和柱塞式閥兩種。球形閥座磨損后，可將一鋼球放在閥座上，然后用金屬棒悄悄敲擊鋼球，直到球閥與閥座密合為止。如閥座磨損嚴(yán)峻，可先鉸削除去磨痕，再用上法使之密合。柱塞式閥座磨損后，可放入少許氣門(mén)砂進(jìn)行研磨，直到密合為止。
三、泵蓋的修繕任務(wù)平面的修繕：若泵蓋任務(wù)平面磨損較小，可用手工研磨法消弭磨損陳?ài)E，即在平臺(tái)或厚玻璃板上放少許氣門(mén)砂，然后將泵蓋放在上面進(jìn)行研磨，直到磨損陳?ài)E消弭，任務(wù)外表平坦為止。當(dāng)泵蓋任務(wù)平面磨損深度超越0.1毫米時(shí)，應(yīng)接納先車削后研磨的方法修復(fù)。除塵器袋籠自動(dòng)軸襯套孔的修繕：泵蓋上的自動(dòng)軸襯套孔磨損的修繕與殼體自動(dòng)軸襯套孔磨損的修繕辦法一樣。四、齒輪的翻轉(zhuǎn)運(yùn)用 齒輪泵齒輪磨損首要是在齒厚部位，而齒輪端面和齒頂?shù)哪p都相對(duì)較輕。齒輪在齒厚部位都是單側(cè)磨損，所以可將齒輪翻轉(zhuǎn)180度運(yùn)用。當(dāng)齒輪端面磨損時(shí)，可將端面磨平，還研磨光滑油泵殼體連系面，以包管齒輪端面與泵蓋的間隙在規(guī)范局限內(nèi)。