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)蓋板上開卸荷槽,使封閉腔容積減小時(shí)通過左邊的卸荷槽與壓油腔相通,容積增大時(shí)通過右邊的卸荷槽與吸油腔相通。
提高齒輪油泵性能的可行回路
齒輪油泵因受定排量的結(jié)構(gòu)限制,通常認(rèn)為齒輪泵僅能作恒流量液壓源使用。
在泵上直接安裝
控制閥,可省去泵與方向閥之間管路,從而控制了成本。較少管件及連接件可減少泄漏,從而提高工作可靠性。而且泵本身安裝閥可降低回路的循環(huán)壓力,提高其工作性能。下面是一些可提高齒輪泵基本功能的回路,其中有些是實(shí)踐證明可行的基本回路,而有些則屬創(chuàng)新研究。
卸載回路
卸載元件將在大流量泵與小功率單泵結(jié)合起來。液體從兩個(gè)齒輪油泵因受定排量的結(jié)構(gòu)限制,通常認(rèn)為齒輪泵僅能作恒流量
液壓源使用.齒輪油泵因受定排量的結(jié)構(gòu)限制,通常認(rèn)為齒輪油泵僅能作恒流量液壓源使用。然而,附件及螺紋聯(lián)接組合閥方案對(duì)于提高其功能、降低系統(tǒng)成本及提高系統(tǒng)可靠性是有效的,因而,齒輪油泵的性能可接近價(jià)昂、復(fù)雜的柱塞泵。這時(shí),大流量泵便把流量從其出口循環(huán)到入口,從而減少了該泵對(duì)系統(tǒng)的輸出流量,即將泵的功率減少至略高于高壓部分工作的所需值。流量降低的百分比取決于此時(shí)未卸載排量占總排量的比率。組合或螺紋聯(lián)接
卸載閥減少乃至消除了管路、孔道和輔件及其它可能的泄漏。
最簡(jiǎn)單的卸載元件由人工操縱。彈簧使卸載閥接通或關(guān)閉,當(dāng)給閥一操縱信號(hào)時(shí),閥的通斷狀態(tài)好被切換。杠桿或其它機(jī)械機(jī)構(gòu)是操縱這種閥的最簡(jiǎn)單方法。
導(dǎo)控(氣動(dòng)或液壓)卸載閥是操縱方式的一種改進(jìn),因?yàn)榇祟愰y可進(jìn)行
遠(yuǎn)程控制。其最大的進(jìn)展是采用電氣或電子開關(guān)控制的電磁閥,它不僅可用遠(yuǎn)程控制,而且可用微機(jī)自動(dòng)控制,通常認(rèn)為這種簡(jiǎn)單的卸載技術(shù)是應(yīng)用的最佳情況。
人工操縱卸載元件常用于為快速動(dòng)作而需大流量及快速動(dòng)作而需大流量及為精確控制而減少流量的回路,例如快速伸縮的起重臂回路。圖1所示回路的卸載閥無操縱信號(hào)作用時(shí),回路一直輸出大流量。對(duì)于常開閥,在常態(tài)下回路將輸出小流量。
壓力傳感卸載閥是最普遍的方案。如圖2所示,彈簧作用使卸載閥處于其大流量位置。回路壓力達(dá)到
溢流閥預(yù)調(diào)值時(shí),溢流閥開啟,卸載閥在液壓和作用下切換至其小流量位置。壓力傳感卸載回路多用于行程中需快速、行程結(jié)束時(shí)需高壓低速的
液壓缸供液。壓力傳感卸載閥基基本上是一個(gè)達(dá)到系統(tǒng)壓力即卸的自動(dòng)卸載元件,普遍用于測(cè)程儀分裂器和
液壓虎鉗中。
流量傳感卸載回路中的卸載閥也是由彈簧將其壓向大流量位置。該閥中的固定節(jié)流孔尺寸按設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)最佳速度所需流量確定。若發(fā)動(dòng)機(jī)速度超出此最佳范圍,則節(jié)流小孔壓降將增加,從而將卸載閥移位至小流量位置。因此大流量泵相鄰的元件做成可對(duì)最大流量節(jié)流的尺寸,故此回路能耗少、工作平穩(wěn)且成本低。這種回路的典型應(yīng)用是,限定回路流量達(dá)最佳范圍以提高整個(gè)系統(tǒng)的性能,或限定機(jī)器高速行駛期間的回路壓力。常用于垃圾運(yùn)載卡車等。
壓力流量傳感卸載回路的卸載閥也是由彈簧壓向大流量位置,無論達(dá)到預(yù)定壓力還是流量,都會(huì)卸載。設(shè)備在空轉(zhuǎn)或正常工作速度下均可完成高壓工作。此特性減少了不必要的流量,故降低了所需的功率。因?yàn)榇朔N回路具有較寬的負(fù)載和速度變化范圍,故常用于挖掘設(shè)備。
具有功率綜合的壓力傳感卸載回路,它由兩組略加變化的壓力傳感卸載泵組成,兩組泵由同一原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),每臺(tái)泵接受另一卸載泵的導(dǎo)控卸載信號(hào)。此種傳感方式稱之為交互傳感,它可使一組泵在高壓下工作而另一組泵在大流量下工作。兩只溢流閥可按每個(gè)回路特殊的壓力調(diào)整,以使一臺(tái)或兩臺(tái)泵卸載。此方案減少了功率需求,故可采用小容量?jī)r(jià)廉原動(dòng)機(jī)。
負(fù)載傳感卸載回路。當(dāng)主控閥的控制腔(下腔)無負(fù)載傳感信號(hào)時(shí),泵的所有流量經(jīng)閥1、閥2排回油箱;當(dāng)給此控制閥施加負(fù)載傳感信號(hào)時(shí),泵向回路供液;當(dāng)泵的輸出壓力超過負(fù)載傳感閥的壓力預(yù)定值時(shí),泵僅向回路提供工作流量,而多余流量經(jīng)閥2的節(jié)流位置旁通回油箱。
帶負(fù)載傳感元件的齒輪油泵與柱塞泵相比,具有成本低、抗污染能力強(qiáng)及維護(hù)要求低的優(yōu)點(diǎn)。
不論齒輪油泵的轉(zhuǎn)速、工作壓力或支路需要的流量大小,定值一次
流量控制閥總可保證設(shè)備工作所需的流量。在圖7所示的這種回路中,泵的輸出流量必須大于或等于一次油路所需流量,二次流量可作它用或回油箱。定值一次流量閥(
比例閥)將一次控制與液壓泵結(jié)合起來,省去管路并消除外泄漏,故降低了成本。此種齒輪泵回路的典型應(yīng)用是汽車起重機(jī)上??梢姷降霓D(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),它省去了一個(gè)泵。
負(fù)載傳感流量控制閥的功能與定值一次流量控制的功能十分相近:即無論泵的轉(zhuǎn)速、工作壓力或支路抽需流量大小,均提供一次流量。但僅通過一次油口向一次油路提供所需流量,直至其最大調(diào)整值。此回路可替代標(biāo)準(zhǔn)的一次流量控制回路而獲得最大輸出流量。因無載回路的壓力低于定值一次流量控制方案,故回路
溫升低、無載功耗小。負(fù)載傳感比列流量控制閥與一次流量控制閥一樣,其典型應(yīng)用是動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。