摆线转子泵的结构原理故障与排除
摆线泵的故障分析及排除
摆线泵的故障分析及排除发布时间：2021-06-07T11:44:33.310Z 来源：《基层建设》2021年第2期作者：何仲华[导读] 摘要：液压泵常称为油泵。
它是将电动机（或其它原动机）输出的机械能转换为液体压力能的能量转换装置。
在液压系统中，油泵是动力源，是液压系统的心脏。
广州华商职业学院 511300摘要：液压泵常称为油泵。
它是将电动机（或其它原动机）输出的机械能转换为液体压力能的能量转换装置。
在液压系统中，油泵是动力源，是液压系统的心脏。
摆线泵又叫摆线内啮合齿轮泵，它具有结构紧凑，体积小，单位面积排油量大，转速可在大范围变化，运转平稳噪声小，制造方便，价格低廉等特点。
但它在使用中不可避免地会出现一些故障，本文分析了其故障产生的原因及排除方法。
关键词：摆线泵；内啮合；故障分析；故障排除0 引言液压技术由于它具有许多优点，其传递功率大，且速度、扭矩、功率均可无级调节，动作响应快，便于与电气控制相配合，便于实现自动化，因而在国民经济的各个领域中得到越来越广泛的应用，特别是一些大型和重型机械设备上，液压已成为不可缺少的组成部分。
机电液（气）一体化成为一股强大的工业企业现代化潮流。
液压泵常称为油泵。
它是将电动机（或其它原动机）输出的机械能转换为液体压力能的能量转换装置。
在液压系统中，油泵是动力源，是液压系统的心脏。
本文主要就液压系统中常用的摆线泵的工作原理和可能出现的故障及排除方法进行分析研究。
1 摆线泵的工作原理摆线泵又叫摆线内啮合齿轮泵，它具有结构紧凑，体积小，单位面积排油量大，转速可在大范围（几百甚至上万转）变化，运转平稳噪声小等显著特点。
图１为BB型摆线齿轮泵结构图。
图1 BB型摆线齿轮泵结构图１、14－螺钉２－外转子３、17－平键４－圆柱销５－内转子６－转子轴７－铆钉８－标牌９－后盖10 –轴承 11 -挡圈 12 –泵体 13 –前盖 15 –法兰；16 –密封环； 18 –塞子； 19 –压盖由图可见 BB型摆线齿轮泵的主要工作元件是一对内啮合摆线齿轮（即内外转子），借助内外转子在泵壳内绕平行轴做同方向旋转产生相对运动（齿数差一），使内外转子与泵体、泵盖之间形成的密封油腔不断发生变化，内外转子把容积室分隔成几个封闭的包液腔，在啮合过程中，包液腔的容积不断发生变化，当包液腔由小逐渐变大时，形成局部真空，在大气压作用下，油液经吸油管进入油泵吸油腔，填满包液腔，当包液腔达到最大容积位置后，由大逐渐变小，油液被挤压形成油压，并被带到压油腔，完成泵油过程。
摆动转子泵的结构原理
摆动转子泵的结构原理
摆动转子泵由泵体、底座、电机、变频调速器组成，泵组由摆动转子泵和调节控制系统2部分组成。
a)摆动转子泵用于对管道内的气液两相介质进行输送，达到泵前降压、泵后增压的效果，在保证管道介质正常输送的条件下降低油井回压，从而达到增产目的。
b)调节控制系统用于对摆动转子泵转速进行控制。
摆动转子泵属于容积泵，转速的变化仅影响流量的大小，而对泵效及压差基本没影响，故可以同过改变泵转速对泵流量进行控制。
由于油井中气液量产出不均匀及油井的定期停产检修，会造成油井至摆动转子泵之问管道内压力的变化，影响油井回压，对油井长期稳定产油不利，因此利用调节控制系统对泵流量进行适当调节，可减小管道内压力变化。
摆线泵的工作原理
摆线泵的工作原理
摆线泵工作原理是利用摆线齿轮的齿槽和活塞的往复运动来实现液体输送的装置。
具体工作过程分为四个步骤：吸入、排出、回油和复位。
在吸入阶段，当活塞从排油室向吸油室移动时，齿轮的齿槽会逐渐向外扩张。
这样，随着齿轮的转动，齿槽与活塞的连接点会不断靠近齿轮轴心，导致吸入室的容积逐渐增大，形成负压，使液体被吸入。
在排出阶段，当活塞从吸油室向排油室运动时，齿轮的齿槽会逐渐向内收缩。
这会导致活塞与齿槽的连接点逐渐远离齿轮轴心，从而减少排油室的容积。
液体被压力推至排油口，完成液体的排出。
在回油阶段，当活塞到达最大行程时，液体可能还会残留在齿槽中。
为了确保下一循环时能够正常吸入液体，需要通过一个回油通道将这部分液体引导回吸入室。
在复位阶段，该装置通过一些复位控制机构将活塞重新放置到起始位置。
这个过程通常由弹簧等力学元件完成。
摆线泵具有结构紧凑、体积小、传动平稳、排量准确等优点。
它广泛应用于工业自动化生产线中，如液压和气动系统中的传动装置。
转子泵工作原理
转子泵工作原理转子泵是一种常用的离心泵，它利用转子的旋转来产生离心力，将液体从进口抽入泵内并通过出口排出。
下面将详细介绍转子泵的工作原理。
1. 结构和组成部分转子泵主要由转子、定子、进口、出口和密封装置等组成。
转子是泵的核心部分，通常由叶轮和轴组成。
定子是转子的外部壳体，内部有与转子配合的腔室。
进口和出口分别连接液体的进出口管道。
密封装置用于防止泵内液体泄漏。
2. 工作原理转子泵的工作原理基于离心力和容积效应。
当电机启动时，转子开始旋转。
液体通过进口进入泵内，被转子的叶轮吸入并被带到转子的外缘。
随着转子的旋转，液体被离心力推向定子壳体的内壁，形成一个密封的腔室。
在转子旋转的过程中，腔室的体积逐渐减小，使液体被挤压和排出。
最终，液体通过出口排出泵外。
3. 工作过程转子泵的工作过程可以分为吸入过程和排出过程。
吸入过程：当转子旋转时，叶轮在液体的作用下产生负压，使液体从进口进入泵内。
液体通过叶轮的进口通道进入转子的腔室，形成吸入压力，将液体吸入泵内。
排出过程：随着转子的旋转，腔室的体积逐渐减小，使液体被挤压和排出。
液体被离心力推向定子壳体的内壁，并通过出口排出泵外。
4. 特点和应用领域转子泵具有以下特点：- 高效率：转子泵的设计使其能够提供高效的液体输送，节约能源。
- 低噪音：转子泵的结构紧凑，噪音较低，适用于噪音敏感的环境。
- 适用范围广：转子泵适用于各种液体，包括清水、污水、石油、化工液体等。
- 可调节流量：通过调整转子的转速或改变叶轮的尺寸，可以调节转子泵的流量。
转子泵广泛应用于以下领域：- 水处理：转子泵可用于供水、排水、污水处理等领域。
- 石油化工：转子泵可用于原油输送、化工液体输送等领域。
- 制药工业：转子泵可用于制药工业中的液体输送和搅拌等工艺。
- 食品和饮料工业：转子泵可用于食品和饮料工业中的液体输送和灌装等工艺。
总结：转子泵利用转子的旋转产生离心力，将液体从进口吸入并通过出口排出。
它的工作原理基于离心力和容积效应。
摆线转子泵组成是什么？-- 自平衡多级泵
摆线转子泵组成是什么？
摆线转子内外转子齿啮合过程的次要作用的几个独立的自动封闭空间形成的内转子和外齿轮的齿啮合的转子旋转,空间的容积变化,从液体的吸入和各种空间的容积变化,与转子齿的内部和外部的旋转不变,连续吸入排出液体的泵体,这将形成一个排液泵吸效应。
室内污水池(集水坑)采取移动式安装(软管)(单泵)、摆线转子泵固定式安装(硬管)(单泵、双泵)跟摆线转子泵带主动耦潜污泵作用合安装固定式安装(单泵、双泵)3种情势。
其中软管衔接挪动式装置仅限于电机功率?n?≤7.5kw的潜水排污泵及排出管?dn?≤100mm的场所。
柔性摆线转子泵集齿轮泵与叶片泵的优点比类似的容积泵的效率提高10%以上。
相关。
摆线马达质量问题及应对
容积效率问题
• （3）中国多采用传统的平面磨床加工转定子的两个端面， 这样粗糙度，平面度，平行度都无法跟国外先进的设备水 平（如PETERWOLTERS 双端面磨床）相比。 • （4）美国的怀特公司定子的垂直度能做到0。5个MU，这 样它就能把马达的转速做到1转，是世界上把转速做到最 低的公司，而且保持很高的容积效率。他们对定子做了特 殊的涂层处理。 • （5）传统的测定转定子的垂直度，不是太精确。日本 NOP公司是把定子侧向固定，从侧面去测定子的垂直度。 垂直度是目前影响马达容积效率的主要原因之一。
容积效率问题
• 第三容积效率衰减问题。中国同行的马达容积效率会在短时间内快速 衰减，而且随着时间的推移，会一直衰减下去。 • 衰减问题的主要原因：一是中国的材料和国际同行比，还是有一定的 差距。二是国外同行广泛采用新的工艺，特别是对表面进行涂层处理， 国外马达的减磨性能要比中国的马达好。三是中国马达的转子积形有 待快速改进，转子的齿形会在短时间内磨损掉，这样马达内部的过油 量会迅速加大，内泄漏加大，造成马达的容积效率迅速下降。 • 现在国外的客户对马达要求，越来越高，特别是和齿轮箱配合使用的 马达，例如COMER公司，美国的大部分公司，建筑机械里的回转用 的马达等，都要求转速低，扭矩大，容积效率高，要求马达持重时间 长，这样就要求马达的配合间隙绝对的低，有些马达侧间隙甚至于采 用过盈配置。
断轴问题
一是输出轴的轴头会断。主要是机加工时， 刀具对轴的平键加工造成的隐形破坏，硬 力集中，一旦遇有大的径向力，轴的平键 处会断裂。BMH马达的轴断多比较多。 • 二是材料缺陷。 • 三是联动轴的齿形设计，刀具在加工时， 易对齿根部形成伤害，硬力集中，遇有大 的径向力，联动轴会断裂。
噪声
• 噪声和容积效率实际上都是综合性问题， 主要是零件尺寸控制不好，配合间隙过大 超差。加上马达没有自己的知识产权，没 有自己的研发，主要是简单的复制和模仿， 测量尺寸由于测量仪器的缺陷，由于测量 的样品本身加工尺寸有可能处在上限或者 下限，都给马达本身的性能产生负面的影 响。
转子泵常见故障及故障处理
转子泵常见故障及故障处理转子泵工作原理和特点图 2-1-42转子泵的类型（a）齿轮泵;(b)内啮合齿轮泵；（c）旋转或塞泵；（d）罗茨泵；（e）三螺杆泵；（f）双螺杆泵；（g）单螺杆泵；（h）滑片泵；（i）挠性套泵；（j）挠性（软）管泵1—转子；2—工作腔1.工作腔与定子(泵壳)上的吸入管口连通,与排液管口隔断,且随转子的转动,工作腔与吸入管口连通部位的容积逐渐增大,将被送液体吸入工作腔内。
2.该工作腔与吸入管口隔断,与排出管口也隔断,将被送液体密闭在工作腔内,随转子的继续旋转,在密闭状态下被送向泵的排出管口。
3.转子继续旋转,该工作腔与泵的排出管口连通,与吸入管口隔断,且随转子的转动,工作腔与排出管口连通部位的容积逐渐减小,将被送液体挤至泵的排出管路中去。
转子泵具有如下特点。
①流量比较小。
②排出压力比较高,但较往复泵低。
排出压力仅决定于排出管路特性,与转子的尺寸和转速无关。
③转速与介质的黏度有关,介质黏度愈高,转速愈低。
④一般具有自吸能力。
⑤旋转工作的转速较低,无冲击和惯性力(水平或垂直方向),运行平稳。
⑥结构简单、紧凑,无吸排液阀,易损件较少,泵本身操作和维护简便。
⑦有时需用大速比的减速机传动、或用无级变速器调速,增加了转子泵机组的复杂性,泵机组的总效率较低。
转子泵在炼油化工生产中多用于输送黏度较大和含有固体颗粒和悬浮物的液体,也可输送一般液体。
旋转活塞泵图2-1-43旋转活塞泵的转子形状及输液过程（a）单叶转子；(b)双叶转子1—转子；2—定子（泵壳）螺杆泵螺杆泵的工作原理及适用范围围有单吸式和双吸式两种结构,但单螺杆泵仅有单吸式。
螺茨泵1.原理图2-1-64 螺茨泵的组成工作原理双叶罗茨泵三叶罗茨泵1—吸入室；2—排出室2.特点1）罗茨泵两个转子的接触(配合)点的位置,随转子的转动呈周期性地变化。
（2）罗茨泵属容积式泵,其流量和排出压力为相互独立的参数。
（3）罗茨泵没有吸、排液单向阀,其输液性能不会受阀的影响,性能稳定,且具有良好的吸入性能,其 NPSHR 最小仅0.5m 。
泵的故障及排除故障的基本原则
泵的故障及排除故障的基本原则泵的常见故障，分为水力故障和机械故障两类。
流量不足、发生汽蚀等均为水力故障。
泵不运转、轴承过热则属于机械故障。
通常情况下，两种故障同时存在于一种现象中，如扬程不足、泵不出水或泵运行时存在异常振动及声音等。
排除故障应遵循以下原则：有了故障应及时排除，不可使机器“带病”工作。
排除故障应弄清表现——分析原因——加以消除。
故障原因应多方面分析，力求准确判断。
排除故障应具体情况具体对待，不可生搬硬套。
三、常见故障原因分析及排除办法1.泵不出水，通常是由于叶轮流道被杂物堵塞，泵叶轮反方向运转，装置扬程超出泵设计扬程范围所引起。
只要及时清理叶轮流道、重新换接电机电源线及重新选择合适的泵型就可解决问题。
2.扬程不足，泵出口压力不能满足工况需要。
产生这种故障的原因有多种：泵发生汽蚀、叶轮长期使用后严重磨损、配套电机转速低于泵所要求的转速等，都会引起泵扬程的降低。
增加泵进口处液位高度或降低泵安装位置，都可以避免汽蚀的发生。
更换被磨损的叶轮、选择与泵相匹配的电机，也是排除故障的方法之一。
3.轴承过热，超过轴承正常使用温度范围。
一般是由于轴承箱缺油或润滑油变质引起轴承温度异常。
在确认原因后及时添加油脂，更新润滑油，以免损坏轴承。
其次，引起轴承过热的原因还有：泵轴、电机轴不同心，泵轴弯曲变形等。
用千分表来测量泵轴在径向的跳动量，如果是滚动轴承，跳动量通常不应超过0.05mm，如果是滑动轴承，则不应超过滑动轴承摩擦的间隙。
此外，还要检查一下轴和轮毂的旋转跳动。
泵正常运转，在不同的转速下有不同的旋转跳动允许值，通常1450转分时允许值不大于0.15mm，在2900转分时允许值为小于等于0.10mm。
如果超过允许值，要对轴和轮毂进行周向逐点测量，看看轮毂有无偏心，或者不同心，或者轴弯曲变形。
也可能出现的情况是，轴的对中性很好，旋转跳动却很大，或者没有旋转跳动，但对中性很差，都要加以矫正。
4.电机过载运行，电机电流超过其允许值。
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摆线转子泵的结构、原理与故障排除
用途与特点
供油系统是缝纫机的重要组成部分之一，而供油泵是供油系统的核心。
在缝纫机中，由于受空间、使用条件的
限制，使用的油泵主要分为齿轮泵、离心叶轮泵和柱塞泵。
这些泵的主要特点是结构简单、体积小、重量轻、供油
量大、使用可靠、寿命长、制造容易、维修方便、价格便宜。
但也有不少缺点，如噪声较大、对密封要求高、密封
件容易老化、出口压力小等。
近年来，随着加工技术的发展，汽车用油泵——摆线转子泵被应用到缝纫机中，特别是对一些全封闭自动润滑
系统的机种，如包缝机、绷缝机。
它具有以下优点：
一、结构简单，体积小，重量轻，输油量大
摆线转子泵系采用内外转子啮合的结构，齿数少，结构尺寸紧凑，不借助其他隔离元件便能形成密封腔，其零
件数量少。
二、运转平稳，噪音小
摆线转子泵内外转子齿数只差一齿，它们做相对运动时，齿面滑动速度小，啮合点在不断地沿着内外转子的齿廓移动，因此，两转子齿面的相互磨损小。
由于吸油腔和排油腔的包络角度大，接近145°，吸油和排油时间都比较充分，因此，油流比较平稳，运动也比较平稳，且噪音明显低于齿轮泵。
三、高速特性好
对于一般的渐开线齿轮泵，如果转速过高，则因离心力的作用将会导致齿谷充油不足形成“空穴”，使泵的效率下降，因此，其转速很少超过3 000rpm，圆周速度在5～6m/s以内。
对于摆线转子泵，吸排油角度范围大，在高速旋转时，离心力的作用有利于油液在齿谷内的充填，不会产生有害的“空穴”现象，因此，摆线转子泵的转速范围可在几百至近万转。
这种泵的缺点是，内外转子加工精度要求高，要满足这一点必须有专用的刀具，并且加工后须对研跑合，影响大批量的生产，只有用粉末冶金压制成型方法才能进行大规模生产，现在也有用工程塑料一次成型，大大降低了生产要求和生产成本，为该泵的普及创造了条件。
结构及工作原理
一、结构
如图1所示的摆线转子泵实体模型，其主要工作部件是一对内啮合的齿轮——内、外转子。
它是由内转子1、外转子2、泵体3、底座4等组成。
外转子2在泵体3中可自由旋转，泵体3与底座4通过螺钉连为一体，内、外转子的啮合必须有正确的偏心距，因为摆线齿轮与渐开线齿轮不同，它没有可分性。
偏心距不正确，将影响内、外转子的啮合，从而使效率下降，并产生噪声，甚至导致转子的损坏。
使用这种油泵的缝纫机有“兄弟”牌LH4-B814型平头锁眼机、“星菱”牌FW-777型绷缝机等。
图1
二、工作原理
图2
在摆线型内啮合泵中，内转子为主动轮，外转子为从动轮，两者做同向运动。
内、外转子的速比i=Z1/Z2。
由于内、外转子的啮合过程存在“二次啮合作用”，因此，能形成几个独立的封闭包液腔。
随着内、外转子的啮合旋转，各包液腔的容积将发生不同的变化。
例如，在图2的a时包液腔V1容积最小，在图2的e时包液腔V5的容积达最大值。
当包液腔容积由小变大时，包液腔内产生局部真空，在大气压力的作用下，油液通过底座进油口被吸入，此时即为吸油过程。
当包液腔容积达到最大值时，吸油过程结束（图2a～e）。
随着转子的啮合旋转，包液腔的容积由大变小，包液腔内的油液从排油口中被压出，此为泵的排油过程（图2e～h）。
由图2可知，转子泵在工作过程中，内转子的一个齿每转过一周，出现一个工作循环，即完成泵的吸油至排油过程。
一个转子泵的内转子有Z1个齿，它每旋转一周，必然出现Z1个与上述V腔相同的工作循环，泵便通过此Z1个工作循环连续不断地向外输油。
故当内外转子绕互相平行的两轴线作不同转速同方向转动时，必发生相对运动，此运动使内外转子间产生不断变化的空间，并与吸油和排油道接通，起到泵的作用。
内、外转子齿廓几何关系
一、外转子：外转子齿廓由Z2个等分均匀的圆弧组成。
二、内转子：内转子齿数为Z1=Z2-1，齿廓是与外转子在保持一定的偏心距e的条件下，按固定传动比啮合运动的圆弧齿廓的共轭曲线，此曲线是一条短幅外摆的内等距线。
三、内外转子的结构参数：图3所示为内外转子啮合图，外转子的参数有：a-齿形圆半径，R-创成圆半径，L-限制圆半径，r-内切圆半径，D-外径，Z2-齿数；内转子的参数有：ρ1-长径，ρ2-短径，d-内径， Z1-齿数，内外转子偏心距为e。
其中，决定转子形状和大小的原始参数是Z1、 Z2、e、R和a，其余参数可通过内外转子啮合的几个特殊啮合位置简单进行推算。
图3
ρ1=R-a+e
ρ2=R-a-e
L=ρ1+e=R-a+2e
r=ρ2+e=R-a
常见故障分析与处理
一、吸不上油或吸油不足
1. 产生的原因
⑴ 内转子不转动；
⑵ 出油口管路堵塞；
⑶ 内转子的旋转方向与原动机不符导致进、出油口对调；
⑷ 进油口滤网堵塞；
⑸ 内、外转子磨损严重导致封闭溶腔无法形成；
⑹ 进油管端面与油槽底面接触导致进油不畅；
⑺ 从泵的吸入口处吸入空气；
⑻ 油箱中油面过低。
2. 采取的措施
⑴ 检查油泵驱动系统蜗杆、蜗轮或齿轮、内转子紧固螺钉或定位销是否松动，以及蜗轮与主轴蜗杆啮合是否正常；
⑵ 检查出油口油管是否有弯折或破损等堵塞；
⑶ 确认机器是否按工作方向旋转；
⑷ 清洗滤网，除去堵塞物；
⑸ 更换内、外转子；
⑹ 保证进油管端面与油槽底面有一定的距离，使进油顺畅；
⑺ 确保泵吸入通道各连接件紧密连接不得漏气，且吸入口浸没在一定深度的油液中；
⑻ 保证油箱中油面至一定高度。
二、压力升不高
1. 产生的原因
⑴ 吸油口有空气吸入；
⑵ 内转子转速太低；
⑶ 吸油口部分堵塞；
⑷ 蜗轮、蜗杆或齿轮啮合状态不好，时好时差，导致内转子速度时高时低。
2. 采取的措施
⑴ 按上述1.⑺要求检查；
⑵ 检查主轴到内转子动力传递连接是否有松动或滑移；
⑶ 检查吸油口面积是否足够有效；
⑷ 按上述1.⑴要求检查。
三、噪音太大
1. 产生的原因
⑴ 油面过低吸入空气，或过滤网局部堵塞导致吸油不足；
⑵ 零件磨损严重；
⑶ 泵动力传递啮合点位置发生了改变。
2. 采取的措施
⑴ 加油或清洗过滤网，使吸油顺畅；
⑵ 更换新泵或磨损严重的零件；
⑶ 在调整时，注意保持机器传动齿轮原有的啮合点。
四、外渗油
1. 产生的原因
⑴ 泵体紧固螺钉或接头松动；
⑵ 密封件损坏；
⑶ 出油口法兰密封不良；
⑷ 泵体、泵盖等变形或破损。
2. 采取的措施
⑴ 拧紧螺钉或接头；
⑵ 更换密封件；
⑶ 清除污物、毛刺，重新安装；
⑷ 修复或更换新体。