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液压泵的图形符号如图2-1所示。
图2-1液压泵的图形符号
2.2齿轮泵的使用与维修
2.2.1齿轮泵结构图示及其主要磨损部位
CB型齿轮泵结构如图2-2所示。
1一后盖;
2一螺钉;
3一齿轮;
4一泵体;
5一前盖;
6一油封;
7一长轴;
8一销;
9一短轴;
10一滚针轴承;
11一压盖;
12一泄油通槽
图2-2CB型齿轮泵
图2-3所示为力士乐GC型内啮合齿轮泵。
1-泵体1.1-轴承罩2-环形齿轮3-小齿轮轴4-轴承5-轴向补偿板6-泵盖7-安装法兰8-支撑销9-压力区
图2-3力士乐GC型内啮合齿轮泵
泵的磨损主要是:
泵前、后端盖的磨损;
齿轮端面的磨损;
齿顶与泵壳之间的磨损。
这些磨损部位与泵内泄漏及温升有关,也与压力、流量下降有关。
泵轴断裂,它与不供油有关;
轴承的磨损,它与压力波动及噪声增大有关;
密封件的损坏,它与外泄漏有关。
2.2.2齿轮泵的安装与调试
1齿轮泵的安装
齿轮泵与电机必须有较高的同心度,即使是挠性连轴节也要尽量同心。
泵的转动轴与电机输出轴之间的安装采用弹性联轴节,其同轴度不得大于0.1mm;
采用轴套式联轴节的同轴度不得大于0.05mm;
倾斜角不大于1度。
泵轴端一般不得承受径向力,不得将带轮、齿轮等传动零件直接安装在泵的轴上。
未按上述要求会造成故障。
例如某机构的液压泵,是通过齿轮传动来连接,如图2-4所示。
图2-4液压泵与齿轮传动
机构经常在使用过一段时间后就出现压力低的故障。
原因是该液压泵的内泄过大造成的,通过拆检可发现,液压泵扫膛严重,造成内泄。
造成扫膛的原因是轴的弯曲变形,而该泵安装不正确是导致这一问题最根本原因,如图2-5所示。
图2-5泵轴的弯曲变形
该齿轮泵是通过齿轮传动来连接的,齿轮传动会产生径向力,正是这一径向力加在齿轮泵的悬臂轴上,引起附加挠曲变形,造成了扫膛—压力低的故障。
还要注意:
泵的支座或法兰和电动机应有共同的安装基础。
基础、法兰或支座都必须有足够的刚度。
在底座下面及法兰和支架之间装上橡胶隔振垫,以降低噪声。
对于安装在油箱上的自吸泵,通常泵中心至油箱液面的距离不大于500mm。
对于安装在油箱下面或旁边的泵,为了便于检修,吸入管道上应安装截止阀。
进口、出口位置和旋转方向应符合标明的要求,不得搞错接反。
要拧紧进出油口管接头连接螺钉,密封装置要可靠,以免引起吸空、漏油,影响泵的工作性能。
2齿轮泵的调试
泵安装完成后,必须经过泵的检查与调试,观察泵的工作是否正常,有关步骤与要求如图2-6所示。
图2-6齿轮泵调试步骤与要求
2.2.3齿轮泵常见故障及其原因
1泵不出油
首先检查齿轮泵的旋转方向是否正确。
其次,检查齿轮泵进油口端的滤油器是否堵塞。
2油封被冲出
1)齿轮泵旋向不对。
2)齿轮泵轴承受到轴向力。
3)齿轮泵承受过大的径向力。
3建立不起压力或压力不够
多与液压油的清沽度有关,如油液选用不正确或油液的清洁度达不到标准要求,均会加速泵内部的磨损,导致内泄。
应选用含有添加剂的矿物液压油,防止油液氧化和产生气泡。
过滤精度为:
输入油路小于60μm,回油路为10~25μm。
4流量达不到标准
1)进油滤芯太脏,吸油不足。
2)泵的安装高度高于泵的自吸高度。
3)齿轮泵的吸油管过细造成吸油阻力大。
一般最大的吸油流速为0.5~1.5m/s。
4)吸油口接头漏气造成泵吸油不足。
通过观察油箱里是否有气泡即可判断系统是否漏气。
5轮泵炸裂
铝合金材料齿轮泵的耐压能力为38~45MPa,在其无制造缺陷的前提下,齿轮泵炸裂肯定是受到了瞬间高压所致。
1)出油管道有异物堵住,造成压力无限上升。
2)安全阀压力调整过高,或者安全阀的启闭特性差,反应滞后,使齿轮泵得不到保护。
3)系统如使用多路换向阀控制方向,有的多路阀可能为负开口,这样将遇到因死点升压而憋坏齿轮泵。
6发热
1)系统超载,主要表现在压力或转速过高。
2)油液清洁度差,内部磨损加剧,使容积效率下降,油从内部间隙泄漏节流而产生热量。
3)出油管过细,油流速过高,一般出油流速为3~8m/s。
7噪音严重及压力波动
1)滤油器污物阻塞不能起滤油作用;
或油位不足,吸油位置太高,吸油管露出油面。
2)泵体与泵盖的两侧没有上纸垫产生硬物冲撞,泵体与泵盖不垂直密封,旋转时吸入空气。
3)泵的主动轴与电机联轴器不同心,有扭曲磨擦;
或泵齿轮啮合精度不够。
2.2.4齿轮泵的合理使用
齿轮泵自吸性能最好,耐污染性强,结构简单,价格便宜。
其缺点是不能变量。
但能做成三联、四联式实现分级变量,而且可以制成派生产品齿轮式分流器,可实现数缸同步。
目前,国内齿轮泵大多用在移动式设备上,如拖拉机、推土机、叉车、自卸车、装载机等。
国外齿轮泵的额定压力较高,采用多联泵能代替一部分轴向柱塞泵,用在挖掘机和汽车起重机等需要多种动作的机器上。
齿轮泵非常通用,除了用在移动式设备上以外,也用于工作压力不太高的固定设备上,如简易小型油压机,液压千斤顶,以及一些自制的简易液压设备上。
齿轮泵可以在低压状态下用作液压马达。
额定压力为10MPa的齿轮泵,用到2~3MPa,一般没有问题。
2.2.5联合收割机双联齿轮泵拆卸与安装实例
联合收割机等液压系统动力元件采用双联齿轮泵。
拆装与安装时应注意以下事项。
1拆卸注意事项
1)油泵从机体上拆下后,立即用塑料盖或塞子把油管接头和泵的开口堵上,以防脏物进入液压系统。
然后,用干净的柴油或汽油清洗泵的外部。
2)为保证拆后正确装配,拆前应用废锯条或类似工具沿泵轴线方向在前盖、中心泵体、泵壳、后盖上划“x”形或“V”形标记。
3)液压泵是精密元件,要确保整个泵在拆卸过程中无尘和杂质混入,不能用抹布、棉纱擦试零件,零件清洗后用压缩空气吹干或风干。
4)需要在台钳上夹紧轴泵时,注意不要夹在中心泵体上,以防变形。
5)拆卸油泵时,先用专用工具取下8个螺栓,再用木棒敲击转动轴轴头,便可分解齿轮泵。
注意撞击主动轴时不要用力过大,轻轻敲击,多敲几次拆卸顺序如图2-8所示。
图2-8双联齿轮泵拆卸顺序
2安装注意事项
1)检查所有零件使用磨损情况,注意轴套润滑槽必须在高压腔一侧,轴套不能从座孔中窜出。
用优质金刚砂布擦去所有的划痕和毛刺,处理后注意清洗。
2)安装时,易损件必须垒部更新,包括铜侧板、酚醛垫片、保护垫片、“V”形橡胶密封垫、“O”形密封圈和轴端油封。
3)用机油或液压油润滑所有零件后再进行装配。
4)把“V”形橡胶密封垫片安装在前盖和泵壳的凹处,并使唇边向下安装,安装时既要细心,又要有耐心,要保证唇边不颠倒,所有唇边都应放到槽中,决不允许有翻边现象。
5)按原划好标记装配各零件,安装次序与拆卸次序相反进行。
中心泵体的半月型空腔不要对着前盖,而应朝向泵壳方向。
装入泵壳槽内“O”型密封圈必须平展,不应有扭曲现象。
6)安装好各零件后,用螺栓拧紧,拧紧力矩37~40N.m。
7)用机油或液压油涂抹转动轴油封,并小心将其装到主动齿轮轴上,密封唇朝内,用木捶轴敲使油封定位。
安装时注意不要将密封唇装反,不要损坏油封。
8)油泵装配完后,安装传动皮带轮,用手旋转皮带轮时会有些阻力,但旋转几圈后,应能转动自如。
9)将油泵安装在机体上,油管和软管安装在泵上,给泵加入干净液压油,连接油管法兰盘,安装法兰盘前要保证无空气进入。
启动发动机,在不操纵液压控制手柄情况下,中速动转3min;
在同样转速下,操纵控制手柄约3min,以建立压力;
然后加大油门至最高转速,操纵控制手柄3min关闭发动机,检查齿泵有无漏油现象。
2.2.6影响齿轮泵寿命的因素
齿轮泵最大的缺陷是寿命过短。
外啮合齿轮泵的设计寿命为5000h,但目前一般达不到此要求。
1轴承的设计与选用
齿轮泵设计要考虑其寿命。
齿轮泵报废的大多数情况是因为轴承损坏所至。
目前较为理想的轴承材料是SF型复合材料。
此材料是以钢板为基体,烧结铜网为中间层,以塑料(填充四氟己烯、改性聚甲醛)为摩擦面的润滑材科该材料机械强度高、磨擦系数小、噪声低、耐磨性好.抗腐蚀性好、导热性好、尺寸小、成本低,可在无油或少油润滑工况下和较宽的工作温度范围内使用。
实践证明,SF材料轴承的使用使齿轮泵的使用寿命大大提高。
2端面间隙问题
齿轮泵在使用中常因内泄精增加、容积效率下降、压力下降而报废。
齿轮端面泄漏占总泄漏量的75%~80%。
因此,合理的端面间隙至关重要。
齿轮泵合理断面间隙如表2-1所示。
表2-1齿轮泵端面间隙
排量(mL)
间隙(mm)
2.5~10
0.02~0.04
l6~32
0.02~0.05
40
0.02~0.06
如果间隙超过表2-1范围,则容积效率低,压力达不到额定压力;
若间隙太小,运行中因磨损使间隙急剧加大,使内泄漏增加。
3工艺原因
为保证齿轮泵前、后端盖之间的合理间隙,齿轮泵的加工和装配十分重要。
齿轮两端面与孔轴心线的垂直度误差不能超过0.01mm,且装存轴上后,其轴向应处于浮动状态。
为保证装配后两轴的相互位置,在加工前后两轴承孔时,中心距误差不应超过0.03mm。
另外,输入轴端断裂也是常见现象。
必须掌握好轴的热处理工艺,使其具有一定的强度和硬度,又有较高的抗冲击韧性,防止其断裂。
4材料、组件的合理选用
为保证齿轮泵运行中具有合理的间隙与配合,相关材料的耐磨性是重要的性能指标。
选用合理的材料和适当的热处理工艺很重要。
油封漏油也是常见的报废原因。
要选用材质好的油封,同时在加工装配时注意油封与衬套的配合要牢固,油封内孔与泵轴应具有足够的张紧力,不能漏油。
5安装使用
泵输入轴颈与电机轴联接时,同轴度误差不能超过0.1mm。
切记不能用皮带联接。
应根据泵使用说明书选用合适的液压油,且在泵入口处加过滤器,根据液压系统的工作环境定期过滤、更换液压油。
2.2.7齿轮泵修复工艺
1泵体的修复
由于吸油腔和排油腔压力相差很大,齿轮和轴承都受到径向不平衡力的作用,因此泵体内壁的磨损都发生在吸油腔一侧,可采用电镀青铜合金工艺来修复。
电镀之前,泵体内必须用油石或金钢砂粉修整光洁。
电镀工艺简单介绍如下:
(1)镀前处理
处理方法与一般电镀青铜合金工艺处理方法一样。
(2)电解液配方
电解液配方如表2-2所示。
表2-2电解液配方
成分或参数
量值
氯化亚铜(CuCl2)
20~30g/L
锡酸钠(Na2SnO33H2O)
60~70g/L
游离氰化钠(NaCN)
3~4g/L
氢氧化钠(NaOH)
25~30g/L
三乙胺醇胺(N(CH2CH2OH)3)
50~70g/L
温度
50~60℃
阴
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