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它仅由一对啮合齿轮和泵体三个部件组成,因此具有尺寸小、重量轻、制造容易、工作可靠、价格低廉、对油液不敏感、自吸能力强、维护方便等优点,在输送液体的各种场合都获得了应用,各类齿轮泵每年的产销量达到数百万台套,产值数十亿元人民币。虽然叶片泵、柱塞泵等性能更好,但由于其对油液污染敏感、生产成本高等缺点,因此齿轮泵并未因此消失反而产量稳步增加。
齿轮泵的*缺点是输出脉动明显、机械噪音大、排量小,因此在输出平稳性要求很高的场合就只好让位于其他类型的输送泵。齿轮泵的工作容积由齿间构成,依靠齿轮快速运动输送齿间的液体,因此一般排量比较小。两个齿轮的啮合轮齿既传递运动和动力,又构成吸油腔和排油腔之间的间隔和密封。由于齿轮啮合的重合度要求大于,连续的两齿之间就会封闭少量液体,产生所谓“困油现象”。
被“困”的液体压缩时压强急剧增大、然后又被迅速释放,这种情况成为排油腔输出脉动、机械噪音的诱因。另外,两腔之间的液体压差还造成附加径向力,对于齿轮轴的设计要求提高。为了克服普通齿轮泵自身的不足,出现一些改进的类型,如摆线齿轮泵、行星轮系齿轮泵、多齿轮泵等。与此同时,还发展了基于其他工作原理的液体泵,如叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等类型,但是这些类型或者结构复杂,因而制造困难、维护不便,或者工作原理复杂、设计难度大、制造技术要求高。
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齿轮泵原理的泵体结构随着对齿轮泵研究、改进的不断深入,基于齿轮泵原理的泵体结构变种不断出现。摆线内啮合齿轮泵是*早出现的一个类型,它以一对共扼摆线齿轮作为工作部件,与泵体、辅助部件一起构成容积变化空间。随后又出现斜齿齿轮泵,其工作稳定性高于直齿轮泵。
近年来有人提出多齿轮泵的概念,并且试制了若干形式,以提高工作效率。平衡式复合齿轮泵就是其中的研究热点,其优点是排量和输出功率明显增大,流量脉动减小,径向力平衡。但其结构复杂,体积大,成本高。针对齿轮泵存在的困油现象,有不少论文发表,提出若干种改进措施,例如:加深扩大齿槽容纳液体压缩量,开卸荷槽减小压力,适当减小重合度,采用有明显侧隙的传动等等。但是所有的改进并未脱离以齿轮的齿槽空间作为工作容积的框架,困油现象只是得到缓解而未根本消除,输出脉动仍然存在只是脉动量减小了。
除了齿轮泵之外,还出现了其他类型的泵产品。叶片泵是*早出现的变量泵,但是叶片本身容易磨损,使得工作可靠性比较低。柱塞泵也是变量泵,它的效率高,但是柱塞的往复式和接触磨损是其缺点。离心泵、螺杆泵的工作原理有相似之处,流量大但是容易磨蚀,旋转叶轮的设计制造难度比较高。近年来有人提出涡旋泵,它的工作原理与涡旋压缩机相似,输送量大,但是设计制造要求很高,国内一直未能解决其吸、排油腔的隔离密封问题。
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