美國VICKERS威格士齒輪泵工作原理
美國VICKERS威格士齒輪泵的概念是很簡單的，它的zui基本形式就是兩個尺寸相同的齒輪在一個緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個殼體的內(nèi)部類似“8”字形，兩個齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來自于擠出機的物料在吸入口進(jìn)入兩個齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運動，zui后在兩齒嚙合時排出。
PEP－II泵的齒輪與軸共為一體，采用通體淬硬工藝，可獲得更長的工作壽命。“D”型軸承結(jié)合了強制潤滑機理，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)計了一個環(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板子上，與整個泵無關(guān)。
推動高粘流體進(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)也是另外一個限制因素，而且是一個工藝變量。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)能力及價格達(dá)到*。
對于一臺泵的轉(zhuǎn)速，實際上是有限制的，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，但當(dāng)流體是一種高粘度的聚合物熔體時，這種限制就會大幅度升高。
在術(shù)語上講，齒輪泵也叫正排量裝置，即像一個缸筒內(nèi)的活塞，當(dāng)一個齒進(jìn)入另一個齒的流體空間時，因為液體是不可壓縮的，所以液體和齒就不能在同一時間占據(jù)同一空間，這樣，液體就被機械性地擠排出來。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)。
實際上，在泵內(nèi)有很少量的流體損失，因為這些流體被用來潤滑軸承及齒輪兩側(cè)，而泵體也絕不可能無間隙配合，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，這使泵的運行效率不能達(dá)到100%。然而泵還是可以良好地運行，對大多數(shù)擠出物料來說，仍可以達(dá)到93%～98%的效率。
結(jié)構(gòu)特點
（1）結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜；
（2）工作要求低，應(yīng)用廣泛；
（3）端蓋和齒輪的各個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。它與漸開線齒輪相比，zui突出的優(yōu)點是齒輪嚙合過程中齒廓面沒有相對滑動，所以齒面無磨損、運轉(zhuǎn)平衡、無困液現(xiàn)象，噪聲低、壽命長、效率高。該泵擺脫傳統(tǒng)設(shè)計的束縛，使得齒輪泵在設(shè)計、生產(chǎn)和使用上進(jìn)入了一個新的領(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)實際需要另行調(diào)整。但是此安全閥不能作減壓閥長期工作，減壓閥在需要時可另行安裝。
該泵軸端密封設(shè)計為兩種形式，一種是機械密封，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，各有各的優(yōu)點。
工作特點
優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、質(zhì)量輕、工藝性好、價格便宜、自吸力強、對油液污染不敏感、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：徑向力不平衡、流動脈動大、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：液壓油在漸開線齒輪泵運轉(zhuǎn)過程中，因齒輪相交處的封閉體積隨時間改變，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，外嚙合齒輪運轉(zhuǎn)時泄漏途徑有以下三點：一為齒輪頂隙，其次為測隙，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，前者不會改變，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：端面間隙補償采用靜壓平衡措施，在齒輪和蓋板之間增加一個補償零件，如浮動軸套、浮動側(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、入口無料或壓力過低； d、粘度過高，泵無法咬料
對策： a、確認(rèn)旋轉(zhuǎn)方向； b、確認(rèn)閥門是否關(guān)閉； c、檢查閥門和壓力表； d、檢查液體粘度，以低速運轉(zhuǎn)時按轉(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)速過低
對策：a、確認(rèn)閥門是否關(guān)閉；b、檢查閥門是否打開；c、確認(rèn)排出量是否正常； d、緊固；大量泄漏影響生產(chǎn)時，應(yīng)停止運轉(zhuǎn)，拆卸檢查； e、檢查泵軸實際轉(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)偏心大或潤滑不良 b、電動機故障； c、減速機異常； d、軸封處安裝不良； e、軸變形或磨損
對策：a、找正或充填潤滑脂； b、檢查電動機； c、檢查軸承和齒輪； d、檢查軸封； e、停車解體檢查
電流過大
（4）故障現(xiàn)象：電流過大
泵停止
（5）故障現(xiàn)象：泵突然停止
故障原因：a、停電； b、電機過載保護(hù)； c、聯(lián)軸器損壞；d、出口壓力過高，聯(lián)鎖反應(yīng)；e、泵內(nèi)咬入異常； f、軸與軸承粘著卡死
對策：a、檢查電源；b、檢查電動機；c、打開安全罩，盤車檢查；d、檢查儀表聯(lián)鎖系統(tǒng)；e、停車后，正反轉(zhuǎn)盤車確認(rèn)； f、盤車確認(rèn)故障原因：a、出口壓力過高； b、熔體粘度過大；c、軸封裝配不良； d、軸或軸承磨損； e、電動機故障
對策：a、檢查下游設(shè)備及管線；b、檢驗粘度； c、檢查軸封，適當(dāng)調(diào)整； d、停車后檢查，用手盤車是否過重； e、檢查電動機
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、機械密封動、靜環(huán)摩擦面隨壞；d、彈簧松弛
對策：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、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 溢流閥卡死在半開度位置，泵來的流量一部分通過溢流閥返回油箱，而使得進(jìn)入系統(tǒng)的流量不夠．此時伴隨出現(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，于是總有兩對齒輪同時嚙合，并有一部分油液被圍困在兩對輪齒所圍成的封閉容腔之間。這個封閉的容腔開始隨著齒輪的轉(zhuǎn)動逐漸減小，以后又逐漸加大。封閉腔容積的減小會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)生強烈的振動和噪聲，這就是齒輪泵的困油現(xiàn)象。
危害
徑向不平衡力很大時能使軸彎曲，齒頂與殼體接觸，同時加速軸承的磨損，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通過左邊的卸荷槽與壓油腔相通，容積增大時通過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為軸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，可通過鍍一層硬鉻來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。對滾針要求是：全部滾針直徑的尺寸誤差不應(yīng)超過0.003mm，長度允差為0.1mm，與軸配合間隙應(yīng)在o.olmm左右;滾針裝配時要按數(shù)量要求充滿軸承殼內(nèi)，滾針間要相互平行布置。
試驗方案
可靠性試驗包括試驗室和現(xiàn)場兩種方式，可根據(jù)具體條件自選一種方式進(jìn)行試驗。
*樣本試驗---試驗進(jìn)行到每臺投試泵都到了檢修壽命期為止。
不*樣本試驗：
（1）定時截尾試驗----試驗進(jìn)行到試前規(guī)定的試驗時間T*時就停止試驗。
當(dāng)樣本量較大，尤其是實驗室試驗可選用定時截尾試驗方案。
（2）定數(shù)截尾試驗----試驗 進(jìn)行到試前規(guī)定的失效數(shù)r就停止的試驗當(dāng)
用戶限制泵的故障發(fā)生次數(shù)時，可選用定數(shù)截尾試驗方案。
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，運行狀態(tài)；拆卸時應(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)見表1——1。
三、檢查
對拆下的零部件進(jìn)行詳細(xì)檢查，對齒輪作著色檢查，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
對超標(biāo)的零部件應(yīng)予以更換，對需修復(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調(diào)整；緊固端蓋螺栓時，用力對稱均勻，邊緊邊盤動轉(zhuǎn)子，遇到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)不動時，應(yīng)松掉螺栓重緊；加填料或裝油封時，緊壓蓋時仍需邊緊邊盤動轉(zhuǎn)子，不可緊得過死。
六、試車
水壓試驗為工作壓力的1.5倍，保持5min不漏，試車運行期間，無泄漏，運行聲音正常，無異常振動，出口壓力符合要求為合格。
修理常識
齒輪泵的修繕知識跟著運用工夫的增進(jìn)，齒輪泵會呈現(xiàn)泵油缺乏，甚至不出油等毛病，首要緣由是有關(guān)部位磨損過大。齒輪泵的磨損部位首要有自動軸與襯套、被動齒輪中間孔與軸銷、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，應(yīng)將其拆開分化，查清磨損部位及水平，接納響應(yīng)方法予以修復(fù)。
一、自動軸與襯套磨損后的修復(fù)齒 輪泵自動軸與襯套磨損后，其共同間隙增大，必將影響泵的油量?？刹捎眯拮詣虞S或襯套的辦法恢復(fù)其正常的共同間隙。若自動軸磨損細(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。若自動軸與襯套磨損嚴(yán)峻且共同間隙嚴(yán)峻超標(biāo)時，不只要改換襯套，并且自動軸也使用鍍鉻或振動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。焊縫須嚴(yán)密而元氣孔，與泵蓋連系面平面度誤差不大于0.05毫米。自動軸襯套孔與從動軸孔磨損的修繕：自動軸襯套孔磨損后，可用鉸削辦法消弭磨損陳跡，然后配用加大至響應(yīng)尺寸的襯套。從動軸孔磨損也以鉸削法消弭磨損陳跡，然后按鉸削后孔的實踐尺寸配制從動軸泵殼內(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跡，即在平臺或厚玻璃板上放少許氣門砂，然后將泵蓋放在上面進(jìn)行研磨，直到磨損陳跡消弭，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，應(yīng)接納先車削后研磨的方法修復(fù)。除塵器袋籠自動軸襯套孔的修繕：泵蓋上的自動軸襯套孔磨損的修繕與殼體自動軸襯套孔磨損的修繕辦法一樣。四、齒輪的翻轉(zhuǎn)運用 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度運用。當(dāng)齒輪端面磨損時，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)。