外啮合齿轮泵流量特性影响因素分析_孔繁余
齿轮泵输出流量不够原因及排除方法(正式版)
文件编号：TP-AR-L3245In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编订：_______________审核：_______________单位：_______________齿轮泵输出流量不够原因及排除方法(正式版)齿轮泵输出流量不够原因及排除方法(正式版)使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
1、产生原因①内外转子的齿侧间隙太大，使吸压油腔互通．容积效率显著降低，输出流量不够；②轴向间隙大大；③吸油管路中的结合面处密封不严等原因，使泵吸进空气，有效吸入流量减少；④吸油不畅．如因油液粘度过大，滤油器被污物堵塞等导致吸入流量减少；⑤溢流阀卡死在半开度位置，泵来的流量一部分通过溢流阀返回油箱，而使得进入系统的流量不够．此时伴随出现系统压力上不去的故障。
2、排除方法①更换内外转子，使齿侧隙在规定的范围内（一般小于0.07mm）；②研磨泵体两端面，保证内外转子装配后轴向间隙在0.02~0.05mm 范围内；③更换破损的吸油管密封，用聚四氟乙烯带包扎好管接头螺纹部分再拧紧管接头；④选用合适粘度的油液，清洗进油滤油器使吸油畅通。
并酌情加大吸油管径；⑤修理溢流阀，排除溢流阀部分短接油箱造成泵有效流量减少的现象。
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影响外啮合齿轮泵极限转速的因素及其产生危害的防治措施
影响外啮合齿轮泵极限转速的因素及其产生危害的防治措施影响外啮合齿轮泵极限转速的因素及其产生危害的防治措施随着工业技术的发展，外啮合齿轮泵逐渐成为了液压系统中常用的动力传动装置。
然而，在实际应用中，我们会遇到一些问题，比如泵的转速可能会受到限制，甚至会产生一些危害。
本文将探讨影响外啮合齿轮泵极限转速的因素，并提出相应的防治措施，以期提高齿轮泵的工作效率和使用寿命。
一、影响外啮合齿轮泵极限转速的因素1. 齿轮材料和制造工艺：齿轮材料的硬度、强度以及制造工艺的精度直接影响齿轮泵的工作性能和转速。
若齿轮材料选择不当或者制造工艺不够精细，容易导致齿轮的磨损、变形、甚至断裂，影响泵的正常运转。
2. 润滑状况：充分的润滑对于外啮合齿轮泵的正常工作至关重要。
若润滑状况不良，摩擦会增加，造成齿轮的过热和磨损，从而减少泵的转速。
3. 温度和压力：泵的工作温度和工作压力也会影响泵的极限转速。
过高的温度会导致润滑油的稀薄化，从而减少润滑效果；过高的压力则会增加泵的负荷，进而影响转速。
4. 破损和磨损：泵在运行过程中，由于长时间磨损或不正常的使用，可能会造成泵内部的破损和磨损。
这些破损和磨损会导致泵的转速下降，并降低泵的效率。
二、外啮合齿轮泵极限转速产生的危害1. 降低泵的工作效率：当泵的极限转速受到限制时，其正常运行效率将大大降低。
泵的输出流量和压力都会受到限制，使得泵的工作效率不如预期。
2. 减少泵的使用寿命：极限转速的限制会使泵在运行中受到更大的负荷，加速磨损的程度，从而缩短泵的使用寿命。
3. 泵的异常噪音和振动：当泵的转速超过极限时，齿轮和轴承之间的摩擦产生的异常噪音和振动会增加，给操作者带来一定的危害。
三、防治措施1. 选择合适的齿轮材料和制造工艺：选择高硬度、高强度的齿轮材料，并采用精细的制造工艺，以确保齿轮的质量和精度，从而提高泵的极限转速。
2. 加强润滑管理：定期检查润滑油的质量和粘度，确保润滑系统良好运行，提供足够的润滑，减少齿轮之间的摩擦，提高泵的转速。
齿轮泵常见故障及其原因
齿轮泵常见故障及其原因1 泵不出油怎么办？泵不出油应检查：1）如果在主机调试中发现齿轮泵不来油，首先检查齿轮泵的旋转方向是否正确。
齿轮泵有左、右旋之分，如果转动方向不对，其内部齿轮啮合产生的容积差形成的压力油将使油封被冲坏而漏油。
2）齿轮泵进油口端的滤油器是否堵塞，如堵塞，会造成吸油困难或吸不到油，并产生吸油胶管被吸扁的现象。
3）吸油管是否漏气。
4）泵吸油高度是否过高。
2 为什么油封被冲出？油封被冲出的原因：1）齿轮泵旋向不对。
当泵的旋向不正确时，高压油会直接通到油封处，由于一般低压骨架油封最多只能承受0.5 MPa的压力，因此将使油封被冲出。
2）齿轮泵轴承受到轴向力。
产生轴向力往往与齿轮泵轴伸端与联轴套的配合过紧有关，即安装时将泵用锤子硬砸或通过安装螺钉硬拉而将泵轴伸端强行压进联轴套。
这样就使泵轴受到一个向后的轴向力，当泵轴旋转时，此向后的轴向力将迫使泵内部磨损加剧。
由于齿轮泵内部是靠齿轮端面和轴套端面贴合密封的，当其轴向密封端面磨损严重时，泵内部轴向密封会产生一定的间隙，结果导致高低压油腔沟通而使油封冲出。
这种情况在自卸车行业中出现得较多，主要是主机上联轴套的尺寸不规范所致。
3）齿轮泵承受过大的径向力。
如果齿轮泵安装时的同轴度不好，会使泵受到的径向力超出油封的承受极限，将造成油封漏油。
同时，也会造成泵内部浮动轴承损坏。
3 齿轮泵建立不起压力或压力不够的有哪些原因？齿轮泵建立不起压力或压力不够的原因：１）出现此种现象大多与液压油的清洁度有关。
液压油过滤精度为：输入油路小于60μm，回油路为10～25μm。
使用中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。
观察故障齿轮泵的轴套和侧板，若所用油液的清洁度差，会导致摩擦副表面产生明显的沟痕，而正常磨损的齿轮泵密封面上只会产生均匀的面痕。
２）油液选用不正确。
３）油液变质。
应选用含有添加剂的矿物液压油，提高氧化安定性和抗泡沫性，防止油液氧化和产生气泡。
影响齿轮泵性能的原因分析与优化
质 等 将 导 致 齿 轮 泵 的 非 正 常 运 转进 而造 成 １影响齿轮泵性 能的原 因分析 １ １结构 的原 因 ． “ 死” 情况 。 咬 的 （ ） 于 结 构 缝 隙 而 出现 泄 漏 ： 般 情 Ｉ由 一 况 下 ， 压 油 出 现 泄 漏 的 情 况 主要 有 ： 液 一对 ２优化方法 齿 轮 啮 合 处 有 缝 隙 、 轮 外 圆以 及 泵 体 内 齿 ２． 完 善齿 轮泵 的制 造结 构 １ 孔 间径 向缝 隙 、 轮 的 两 面 以 及 端 盖 间 的 齿 （ ） 将端 面的 泄 漏 量 降 低 通 过 自动补 １为 端 面 缝 隙 ， 出现 渗 漏 较 多 的 就 是 端 面 间 而 偿 的 办 法来 实现 ： 要 将 齿 轮 泵 压 力 增加 ， 想 一 隙 ， 总 泄 漏量 中所 占比 例 达 ７ ％～８ ％之 使 齿 轮 泵 具 有 更 高 容 积 效 率 ， 定 要 将 端 在 ５ ０ 间 。 果有较 大的端面 间隙或者径 向的 间 如 面的泄漏量 降低 ， 常所使用 的方法为 自 通 隙 ， 导 致 齿 轮 泵 停 止 吸 油 或 者 流 量 小 情 动 补 偿 齿 轮 端 面 的 间 隙 。 自动 补 偿 端 面 将 而 况 的发 生 。 间 隙 的 常 用 装 置 为弹 性 侧 板 以 及浮 动轴 套 浮 （ ） 于 渐开 线 齿 轮 的 啮 合 重 合 度超 过 两 种 基 本 方 法 ， 动 轴 套 的 方 法 主 要 将 压 ２由 １ 出现 困 油 的 情 况 ： 开 线 齿 轮 啮 合 时 ， 渐 重 力 油 引入 让 轴 套 与 齿 轮 的 端 面 更 加 贴 近 ， 贴 进 合 度在 １ 上 ， 以 如果 ４ 轮 齿 的 啮 合 时 间一 越 大 的 压 力 ， 合 的 程 度 越 好 ， 而 将端 面 个 致 ， 部 分 油 液 将 被 困 在 一 对 轮 齿 形 成 的 磨 损 得 以 自动 补 偿 以 及 将 间 隙 得 以 降 低 ； 一 封 闭腔 之 内 。 困 住 的 油液 在 旋 转 的 齿 轮 弹 性 侧 板 的 方 法 主要 引 泵 出 口的压 力油 到 被 下 ， 增 加 密封 的 容 积 的 时候 ， 当 将有 气穴 的 侧 板 的 背 面去 ， 过 侧 板 本 身 进 行 变 化 进 通 在 齿 出现 ， 造 成 振 动 、 声 以 及 气蚀 ， 可 噪 当降 低 而 将端 面 的 间 隙得 以 补 偿 。 补 偿 以 后 ， 密 封 的 容 积 的 时 候 ， 在 高 压 的 作 用 下 流 轮 泵 的 容积 效 率 在 ９ ％以 上 。 将 ０ （） ２ 为将 困油 情 况 得 以 除 去 通 过 开 卸荷 出来， 将加 热 系统 的 油 液 ， 困油 现 象 就 是 这 样产生 的 。 槽 办 法 来 实现 ： 般 情 况 下 ， 荷 槽 是 开 干 一 卸 其 对 （） ３ 由于 油 液 不 平 衡 的 作 用 力而 导 致 径 两 端 的 盖板 上 的 ， 主 要 有 对称 式 圆 形 、 向 作 用 力 的 不 协 调 ： 齿轮 泵 中 ， 液 作 用 称 与非 对 称 的 矩 形 、 尼 槽 式 等 形 状 ， 而 在 油 阻 然 般 卸 荷槽 并 未 将齿 轮 泵 的 困 油压 力情 况 在 齿 轮 外 缘 的 压 力 是 不 均 匀 的 ， 增 加 工 在 作 压 力 情 况 下 ， 会 加剧 径 向 的不 协 调 力 ， 得 以 全 面 解决 。 想 设 计 的 方 法就 是 将 困 将 理 从 而 导 致 齿 顶 与 泵 体 接触 、 轴 弯 曲 、 现 油 的膨 胀 区连 接 于进 油 区 或 者 困 油 的高 压 泵 出 摩擦的现 象 ， 而将降低轴 承使用寿命 。 进 区 连接 干进 油 区 ， 过 进 行 实 践 ， 荷效 果 通 卸 十 分 显 著 ， 且 可 以 将 泵 容 积 效 率 得 以 提 而 １ ２使 用 的原 因 ． （ ） 于 裂纹 间隙 等 导 致 齿 轮 泵 的 不完 升 以 及 保 持 出 油 压 力 稳 定 。 能 够 顺 着 困 １由 还 全 压 力 ： 成 齿 轮 泵 压 力 不 足 的 原 因 主 要 油 容 积 柱面 的 中心 线 完 善 轴 套 、 壳 底 、 造 泵 端 包 括 ： 体 出 现 裂 痕 ， 出 现 泄 漏 的情 况 ； 盖 的 结 构 ， 而 将 齿 轮 泵 的 困 油情 况 得 以 齿 或 进 齿 轮 泵 径 向 间 隙 与 轴 向 间 隙 过 大 ； 液 黏 完 全 解 决 。 油 另外 ， 双 重 卸 荷 槽 也 能 完全 消 开 度 太 高 或 油 温 过 高 ； 轮 泵 不 配 套 于 电 动 除 齿 轮 泵 的 困 油现 象 。 齿 （） ３ 为将 不 平 衡 的 径 向力 得 以 解决 将 压 机 功 率 ， 油 器 出 现堵 塞 的 情 况 ； 低的 调 滤 较 为将 其 影 响 降低 ， 要 的 主 整 溢 流 阀压 力 或 者 是 失 灵 等 情 况 ， 其 阻 油 口缩 小来 实现 ： 尤 ①将 压 油 口减 小 ， 压 油 腔 中压 力 将 塞 了液 压 系 统 的 情 况 ， 死 了 回 油 阀 ， 全 方 法 有 ： 卡 安 ～２ 将 阀 失 灵 ， 导 致 齿 轮 泵 出现 严 重 超 载 的 情 油 限 制 的 范 围 于 １ 个 齿 中 ， 压 力 油 的 会 作 用 面 积 降 低 进 而将 径 向 力 的 不平 衡得 以 况 ， 而 破坏齿轮泵 。 进 ②开 径 向 力 的 平 衡 槽 ， 有 效 降低 轴 可 （） ２ 由于 不 确 切 的 吸 油 部位 而 导 致 齿 轮 减 弱 ； 泵具 有较小 的流量或者 不吸油的 情况 ： 其 承 上 所 作 用 的 径 向 力 ， 是 会 使 内 泄 漏 增 但 降 ③增 大 径 向 间 隙 ， 以防 主 要 原 因在 于 过 高 的 吸 油 部 位 或 者 油 位 不 加 ， 低 容 积 效 率 ；
影响齿轮泵性能的原因分析与优化
影响齿轮泵性能的原因分析与优化摘要:齿轮泵广泛应用于工程机械液压系统中,具有工作压力高、抗污染能力强等优点。
齿轮泵能否正常运转将直接取决于制造的结构和现实的应用因素。
基于此,本文主要对影响齿轮泵性能的原因分析与优化措施进行了探讨。
关键词:齿轮泵性能优化1 影响齿轮泵性能的原因分析1.1 结构的原因(1)由于结构缝隙而出现泄漏:一般情况下,液压油出现泄漏的情况主要有:一对齿轮啮合处有缝隙、齿轮外圆以及泵体内孔间径向缝隙、齿轮的两面以及端盖间的端面缝隙,而出现渗漏较多的就是端面间隙,在总泄漏量中所占比例达75%～80%之间。
如果有较大的端面间隙或者径向的间隙,将导致齿轮泵停止吸油或者流量小情况的发生。
(2)由于渐开线齿轮的啮合重合度超过1出现困油的情况:渐开线齿轮啮合时,重合度在1以上,如果4个轮齿的啮合时间一致,一部分油液将被困在一对轮齿形成的封闭腔之内。
被困住的油液在旋转的齿轮下,当增加密封的容积的时候,将有气穴的出现,可造成振动、噪声以及气蚀,当降低密封的容积的时候,将在高压的作用下流出来,将加热系统的油液,困油现象就是这样产生的。
(3)由于油液不平衡的作用力而导致径向作用力的不协调:在齿轮泵中,油液作用在齿轮外缘的压力是不均匀的,在增加工作压力情况下,将会加剧径向的不协调力,从而导致齿顶与泵体接触、泵轴弯曲、出现摩擦的现象,进而将降低轴承使用寿命。
1.2 使用的原因(1)由于裂纹间隙等导致齿轮泵的不完全压力:造成齿轮泵压力不足的原因主要包括:齿体出现裂痕,或出现泄漏的情况;齿轮泵径向间隙与轴向间隙过大;油液黏度太高或油温过高;齿轮泵不配套于电动机功率;滤油器出现堵塞的情况;较低的调整溢流阀压力或者是失灵等情况,尤其阻塞了液压系统的情况,卡死了回油阀,安全阀失灵,会导致齿轮泵出现严重超载的情况,进而破坏齿轮泵。
(2)由于不确切的吸油部位而导致齿轮泵具有较小的流量或者不吸油的情况:其主要原因在于过高的吸油部位或者油位不足;堵塞了滤油器;较高的油温等。
外啮合齿轮泵流量品质分析
， 动齿 从
睐． 但是， 由于这种油泵存在流量脉动大的缺点 ， 故
使 其应用 范 围至今 仍受 到 很 大 限制 ． 为油 泵 流量 因 脉 动大 ， 不仅会 使机 械运 动 的平 稳性 、 均匀 性 差 ， 而 且会 导致 液压 系统压力 脉 动 ， 而引起液 压 冲击 、 进 振 动 和噪音 ； 严重 时 ， 还会 对机 器零 部件强度及 系统 密 封组 件造成 破坏 性影 响 ． 因此 ， 析这种油 泵 的流量 分 品质 ， 出导致 流量脉动 的因 素 ， 为选取或 修正设 找 作 计参数 的依据 是 十分必要 的 ．
Ｉ ・ ９
维普资讯
张怀 洲 ： 外啮合 齿轮 泵流量 品质分析
根据 齿轮泵 工作 原 理 ， 在 时 间 内 ， 轮 泵从 齿 压 油腔排 出液体 的体积 为 ：
ｄ ＝ ｄ ｊ＋ ｄ Ｖ Ｖ
Ｂ
＝
由于 齿 轮 泵 的 一 对 啮合 齿 轮 具 有相 同 几何 参 数， ： 即
输与 工程机 械 ， 这 种抗 油 污 性 能强 的油 泵特 别青 对
式中 、 —— 齿 轮 Ｉ、 的角 速度 ； Ⅱ Ｒ 、 — 齿 轮 Ｉ、 的节 圆半径 ． Ｒ— Ⅱ 设在 时 间 内 ， 主动齿 轮 Ｉ 转过 轮 Ⅱ 转过 ： ．
则 ｌ＝ ∞ｌ 如 ２＝ ２ ｔ ｄ
＝
和Ｑ （ ＝ Ｒ 一Ｒ 一碍 ） 。
（７ １）
从上列 齿轮 泵 瞬 时 流量计 ） （ 按抛物线规律变
中图分 类号 ：Ｈ３ Ｔ １
文献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：０９—３９ （０２０ —０１ ０ １０ ４４ ２０ ）１ ０９— ４ ，
即 １ Ｒｌ＝ ∞ Ｒ ２２ （） １
齿轮泵常见问题分析
遇事询问：班次、何人、数量、那几台机床、目前状况。
齿轮泵提高容积效率的方法增加容积效率对于齿轮泵而言就是增大供油量与内泄的比例。
方法有两方面。
1 增大流量2减小内泄。
具体方法有1增大模数、减少齿数、增加转速、使卸荷槽适当偏向排油一侧。
2压力较高时用间隙补偿结构就是加浮动侧板、提高加工精度主要是减小齿轮端面跳动。
液压齿轮泵扭矩大是哪的原因?齿轮中心距偏小，或者配合面粗糙度不高，配合尺寸偏紧。
齿轮泵容积效率增加容积效率对于齿轮泵而言就是增大供油量与内泄的比例。
方法有两方面。
1 增大流量 2减小内泄。
具体方法有 1增大模数、减少齿数、增加转速、使卸荷槽适当偏向排油一侧。
2压力较高时用间隙补偿结构就是加浮动侧板、提高加工精度主要是减小齿轮端面跳动。
工艺改进齿轮泵效率容积和性能的讨论文章热度：105齿轮泵容积效率较低，主要是端面泄漏较大，约占总泄漏量的70～80％．所以，提高齿轮泵的端盖和壳体之间的配合精度，提高泵的容积效率和性能是技术人员努力的方向。
齿轮泵端面和壳体的加工基本上是定位销来保证其加工和配合精度。
但是由于定位销孔的孔径尺寸较小，仅为φ8mm，而且加工精度、内表面粗糙度等要求较高，我们以前经过多方努力，采用各种加工方法，质量仍难以保证，对此，我们进行了一定的研究，改进了加工和装配工艺，取得了一定的效果。
齿轮泵端盖与壳体配合误差对泵的性能和效率的影响主动齿轮回转轴线与前盖定位止口同轴度误差大，齿轮旋转阻力大，甚至卡死，造成泵的机械性能大大下降。
零件的动配合不好，磨损加快，缩短了齿轮泵的使用寿命，并且浮动轴套轴向移动阻力较大，使齿轮泵端面与轴套之间的间隙不能及时消除，甚至不能移动，导致齿轮泵容积效率下降。
另外，由于主动轮轴与传动轴受其自身同轴度的影响，加大了泵的振动和噪声。
定位销孔加工工艺比较及试验一、定位销加工工艺比较(1)采用钻、铰(钻模)工艺，虽然保证了2-φ8mm孔径尺寸精度和内径表面粗糙度，但销孔孔距误差大，而且不太稳定。
异齿数对外啮合齿轮泵流量特性的影响
引起二次伤害 ，分析其流量特性是必要的。
１ 研 究 背 景
齿轮泵作为最古 老、最常用 的工业用泵 ，应
用 相 当广 泛 ，虽 然 工 作 原 理 和 机 构 相 对 简 单 ，但 对 它 的 研 究 历 来 非 常 活 跃 ，研 究 内 容 也 相 当 丰
故本文暂时不考 虑 困油容积的影响 ，而对 异齿数 对齿轮泵性能的影响做进一步研究 。
ｆ ｒ ｎ ｕ ｅ ｓ ｏ ｅ ｔ ｎ ｄ ｉｅ ａ ｄ ｄ ｖ ｎ ｇ ａｓ ｏ ｏ ｈ ｒｃｅ ｓｉｓｉ ａ ａｙ ｅ ｄ ｓ ｍｅ ｉ ｏ ｔｎ ｏ ｃｕ ｉｎ ｉ ｇ ｅ ． ｅ ｅ ｔｎ ｍｂ ｒ ｔｅ ｈ ｉ ｒ ｎ ｒ ｅ ｅ ｒ ｎ ｆ ｗ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｎ ｌｚ ｄ ａ ｏ ｍｐ ｒ ｔ ｎ ｌｓｏ ｓ ｉ ｎ ｆ ｖ ｉ ｌ ｉ ｃ ｓ ｎ ａ ｃ ｖ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｇ ａ ｕ ｙ ｒ ｓ ｅ ｐ ｍｐ；ｓ ｅ ｏｕ ｔ ｏ ｒ ｗｅ ｐ ｖ ｌｍｅ ｍｅ ｄ；ｄ ｆ ｒ ｎ ｕ ｅ ｆ ｏ ｔ ｌ ｗ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｈ ｉ ｅ ｅ ｔｎ ｍｂ ｒｏ ｏｈ；ｆ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉ ｆ ｔ ｏ ｉ ｃ
量特性 的影 响 ，并 得出一些重要 结论 。 关键 词 ：齿轮 泵 ；容积法 ；异齿 数 ；流量 特性
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｅ ｐ ｕ ｄ ｏ ｏ ｅ ｔ ｂｉｈ ｔ ｅ ｆｒ ｌ ｏ ｖ ｒｇ ｏ ｏ ｉ ｇｅ ｔｏｈ ｍｅ ｈ ｎ ｕ ｓ ｔ ｎ ｆ ｗ， ｓ ｒ ｃ ： ｈ ａ ｅ ｘ ｏ ｎ ｓ ｈ ｗ ｔ ｓａ ｌ ｈ ｏｍｕ ａ ｆｒ ａ ｅａ ｅ ｆ ｗ ｆ ｓ ｌ ｏ ｔ ｓ ｉ ｇ ｐ ｌａ ｉ ｏ ｓ ｌ ｎ ｏ ｌ
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Abstract： In order to research the important influence factors of the coefficient of the flow rate pulsation φ on the external gear pump ，the analytic way of deducing and simulation was adopted． By deducing the formulation of the coefficient of flow rate pulsation ，the relationship between gear number， press angle and φ were analyzed． A numerical simulation of the transient flow field of the gear pump was performed by using the moving boundary condition and dynamic mesh method with k － ε turbulent model ，and the relationships among the loading pressure ， the clearance and the φ were achieved． The result shows that the coefficient of flow rate pulsation will decrease with the increasing of the gear number z or the pressure angle α． It is good for improving the flow rate characteristic of the gear pump． Furthermore，the gear number makes a very similar function in improving the flow characteristics with the pressure angle's function． On the other hand，the coefficient of the flow rate pulsation will also decrease with the loading pressure p or the clearance δ increasing． The exaggerated loading pressure and clearance δ will lead to the volumetric efficiency decreasing， and this characteristics should be attached great importance in pump design procedure． Key words： external gear pump； flow characteristic； flow rate coefficient pulsation； influence factors
孔繁余
摘要： 为研究外啮合齿轮泵重要参数对流量脉动系数的影响 ， 通过理论推导获得流量脉动系数 计算公式， 分析齿数、 压力角对流量脉动系数的影响； 采用边界型函数和动网格技术， 并结合 k － ε 湍流模型对不同参数条件下的齿轮泵进行非定常模拟 ， 分析负载压力、 径向间隙对流量脉动系 ． ， ， 数的影响 结果表明 增大齿数和压力角均会减小齿轮泵流量脉动系数 有利于提高齿轮泵的流 量特性． 另外， 增大齿数与增大压力角对提高齿轮泵的流量特性效果较为接近 ； 齿轮泵的流量脉 动系数也会随着负载压力及齿轮径向间隙的增大而减小 ， 在设计中适当增大负载压力及齿轮径 ， ； 向间隙 可以改善出口流量特征的质量 过大的负载压力和齿轮轴向间隙会导致齿轮泵容积效 率下降， 在设计过程中应当引起足够重视 ． 关键词： 齿轮泵； 流量特征； 脉动系数； 影响因素 中图分类号： S277． 9 ； TH311 文献标志码： A 文章编号： 1674 － 8530 （ 2014 ） 02 － 0108 － 05
* 20. 5 mm， 啮合系数 ε = 1. 37 ， 尺高系数 h = 1 ， 油密 3 度 ρ = 960 kg / m ， 黏度为 0. 048 Pa · s． 计算模型如 图 1 所示．
（ 3）
2. 2
流量脉动系数
流量脉动系数 φ 是描述流量品质的重要参数 为了便于理论推导和模拟分析， 定义脉动系数 之一， 的 2 种表达式为 q Vmax － q Vmin ， q Vt φ= q － q Vmin Vmax ， qV
（ 4）
q Vmin 分别为瞬时流量最大值和最小值； 式中： q Vmax ， q Vt 为理论流量； q V 为流量均值， q V = （ q Vmax + q Vmin ） / 2 ． 如果齿轮的基节为 t j ， 齿轮啮合的重叠系数为 ε， 则 f∈（ － εt j / 2 ， t / 2 ） ， （ 5） εj 很明显， 瞬时流量的最大值出现在啮合点， 位于节 圆上．
2014 年 2 月 Feb． 2014
第 32 卷 第 2 期 Vol． j． issn． 1674 － 8530． 12． 0223
外啮合齿轮泵流量特性影响因素分析
1 1 2 1 1 孔繁余 ，何玉洋 ，郑德 ，张慧 ，夏斌 （ 1． 江苏大学流体机械工程技术研究中心 ，江苏 镇江 212013 ； 2． 中国石化仪征化纤股份有限公司，江苏 扬州 211900 ）
2 q Vmax = ωB （ Ｒ2 e －Ｒ ） ，
（ 6）
图 1 计算模型 Fig． 1 Calculation model
一对轮齿开始啮合 （ f = － εt j / 2 ） 或者啮合结束 （ f = εt j / 2 ） 时， 出现瞬时流量的最小值
2 2 2 q Vmin = ωB （ Ｒ2 e － Ｒ － ε tj /4） ，
110
排灌机械工程学报
第 32 卷
将式（ 6 ） － （ 8 ） 代入（ 4 ） 中得 2 2 ε tj ， φ= 2 2 4 （ Ｒ2 e － Ｒ － K c t j / 12 ） 式中： t j = mπcos α； Ｒ e = 2. 3 1 （ z + 2 ） m； Ｒ = mz． 2
（ 9）
压力和速度耦合方式选用 SIMPLE 算法进行非 组， ［10 － 12 ］ ． 设置进出口为压力边界条件， 定常求解 参考
5 压力为 1 ． 01 × 10 kPa， 固壁采用无滑移边界条件． 3. 2 边界型函数
脉动系数因素影响分析 根据式（ 9 ） （ 未涉及负载压力、 径向间隙 ） 可以 发现脉动系数 φ 和齿轮的齿数、 压力角有密切的关 系． 保持压力角 α = 20 ° 不变， 增加齿数， 根据齿轮的 几何关系可计算啮合系数 ε； 保持齿数 z = 10 不变， 增大压力角 α， 根据齿轮的几何关系可以计算啮合 ． 分别得到齿轮 系数 ε 将上述函数关系代入式 （ 9 ） ， 泵脉动系数 φ 随齿数 z、 压力角 α 的变化规律， 如图
Kong Fanyu1 ，He Yuyang1 ，Zheng De2 ，Zhang Hui1 ，Xia Bin1
（ 1． Ｒesearch Center of Fluid Machinery Engineering and Technology， Jiangsu University， Zhenjiang， Jiangsu 212013 ， China； 2． Sinopec Yizheng Chemical Fibre Co． Ltd． ，Yangzhou，Jiangsu 211900 ，China）
啮合过程中计算域随时间变化的问题， 成功模拟了 ［4 － 5 ］ 齿轮泵的啮合过程和间隙泄漏现象． 李玉龙等 通过建立相应的微分方程组模型， 分析了外啮合齿 、 轮泵困油容积 困油压力与卸荷槽参数之间的关系 ． 流量脉动系数 φ 是衡量外啮合齿轮泵流量参 压力角 α、 负载 数的重要指标． 文中通过研究齿数 z、 压力 p 以及齿轮径向间隙 δ 分别对流量脉动系数的 影响， 为设计过程中优化并改善流量脉动提供理论 参考．
［2 ］
2
2. 1
理论推导
瞬时流量
关于脉动系数的理论推导， 是基于之前学者推 瞬 导的外啮合齿轮泵瞬时流量的计算公式展开的 ， 时流量的表达式 为 1 q V = ω1 B 2 Ｒ 1 （ h 1 + h 2 ） + h 2 1 + 2
［6 ］
、Ｒiemslagh 等［3］ 应用动网格技术处理齿轮泵
液压油从上方进入吸入口， 随着轮齿转动， 齿轮 脱开， 体积由小变大， 形成真空， 将液压油吸入泵腔； 随着齿轮的啮合， 下端齿轮出口体积由大变小， 将液 压油挤出．
（ 7）
外啮合齿轮泵的理论流量的计算公式为 t2 j 2 q Vt = ωB Ｒ2 ， － Ｒ － K e c 12
(
)
（ 8）
2 式中 K c = 4 － 6 ε + 3 ε ．
[
h2 2
Ｒ1 Ｒ － 1+ 1 f Ｒ2 Ｒ2
(
) ]，
2
（ 1）
式中： ω1 为主动轮的角速度； B 为齿轮的纵向宽度； Ｒ1 ， Ｒ2 分别为主动轮和从动轮的节圆半径； h1 ， h2 分 别为主动轮和从动轮的齿顶高； f 为啮合点与节点 的距离． 文中主、 从动轮是一对齿数相同的渐开线齿轮 ， h1 = h2 = h ， 即有 Ｒ1 = Ｒ2 = Ｒ ， 根据齿轮结构的几何 关系 h = Ｒ e － Ｒ， （ 2） 式中： Ｒ e 为齿顶圆半径； Ｒ 为节圆半径． 由式 （ 1 ） ， （ 2 ） 可得瞬时流量表达式：
J］． 排灌机械工程学报， doi： 10． 3969 / j． issn． 1674 － 8530． 12． 0223． 孔繁余， 何玉洋， 郑德， 等． 外啮合齿轮泵流量特性影响因素分析［