齿轮泵原理及其使用与维护

齿轮泵原理及其使用与维护第一页，共五十一页，编辑于2023年，星期六徐州科源液压有限公司简介

徐州科源液压有限公司是工程机械基础件的专业化生产制造公司.其前身为1983年9月成立的徐工集团徐州高压齿轮泵厂，2001年10月8日改为股份制有限责任公司.

目前公司专业生产液压齿轮油泵、液压齿轮马达、行星减速机（回转减速机、卷扬减速机、行走减速机、液压绞盘减速机），产品广泛应用于工程机械，工业专用车辆，石油机械等行业和领域。液压齿轮油泵产品荣获国家优秀新产品奖，省优秀新产品奖，省高新技术产品，省优质产品，省质量信得过产品、省质量合格产品，省信用产品；连续十年被评为徐州市名牌产品。行星减速机系列产品获2004、2005、2006、2007年徐州市名牌产品荣誉；企业曾荣获省“质量管理先进企业”、“质量信用产品”称号。液压齿轮油泵主导产品为铁松牌CB-KP、CB-H、CB-A、CB-Q、CB-KPQ、CB-KPH、CB-KPG等8大系列200多种型号液压齿轮油泵，其主要技术参数：额定压力20-28MPa，最高压力25-31.5MPa;额定转速2000r/min，最高转速2500r/min;排量S：6.3～200ml/r。行星减速机主导产品为科液牌JH系列回转减速机、JQ系列卷扬减速机、JX系列行走减速机和JY系列液压绞盘减速机，其主要技术参数：传动比6～130，额定输出扭矩3500～750000N*m,最大输出扭矩5500～800000N*m,开启压力1.5～3.0MPa。第二页，共五十一页，编辑于2023年，星期六第一节齿轮泵工作原理一、各类液压泵共同工作原理二、齿轮泵结构及其工作原理三、齿轮泵的压力、流量、效率四、关于齿轮泵的几点问题第三页，共五十一页，编辑于2023年，星期六一、各类液压泵共同工作原理1、液压泵都要有一个运动件和非运动件构成的密封工作容积。2、液压泵的密封工作容积能够做周期变化，即有从小到大和从大到小的变化过程，容积增大时形成真空，邮箱的油液在大气压作用下进入密封容积（吸油），容积减小时油液受挤压克服管路阻力排出（排油）。3、必须要有配油装置，把吸、压油腔严格的分开。如图所示的液压泵是通过单向阀5和6实现这一要求的，称之为阀式配流。第四页，共五十一页，编辑于2023年，星期六第五页，共五十一页，编辑于2023年，星期六第六页，共五十一页，编辑于2023年，星期六二、齿轮泵结构及其工作原理1、齿轮泵的结构2、齿轮泵的工作原理如图所示，两啮合的齿轮将泵体与前后盖板包围的密闭容积分为两部分，当原动机通过传动轴带动主齿，从齿如图示旋转时，由于齿轮啮合半径小于齿顶圆半径，齿轮进入啮合一侧的容积减小，经压油口排油。退出啮合的一侧密闭容积增大，经吸油口吸油。吸油腔所吸入的油液随齿轮的旋转被齿穴空间转移到压油腔，齿轮连续旋转，泵连续不断的吸油和压油。第七页，共五十一页，编辑于2023年，星期六第八页，共五十一页，编辑于2023年，星期六三、齿轮泵的压力、流量、效率1、液压泵的工作压力、最高压力和额定压力及三者的关系2、液压泵的排量、流量3、液压泵的容积效率、机械效率和总效率第九页，共五十一页，编辑于2023年，星期六1、液压泵的工作压力、最高压力和额定压力及三者的关系

液压泵的工作压力是指液压泵在实际工时克服阻力而建立起来的压力，其大小随外负载增大而增大。

液压泵的最高工作压力是指工作压力随外负载的增加而增加，增大到液压泵本身零件的强度允许值及最大泄漏量是的极限压力。

液压泵的额定压力是指正常工作条件下，液压泵按试验标准规定连续正常运转的工作压力。第十页，共五十一页，编辑于2023年，星期六2、液压泵的排量、流量

液压泵的排量是指泵轴旋转一周所排出油液的体积。液压泵的排量用V表示，单位为ml/r。

液压泵的流量是指其单位时间内输出油液的体积。常用q来表示，单位为L/min。

理论流量是指液压泵不考虑泄漏损失的情况下的流量，用qt表示。实际流量q是考虑泄漏损失时的流量，所以q=qt-△q。

额定流量是指液压泵在额定转速和额定压力下工作时，实际输出的流量。第十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期六3、液压泵的容积效率、机械效率和总效率

容积效率是指液压泵的实际流量与理论流量的比值，它表示液压泵容积损失大小的程度，用ηv表示。

机械效率是指液压泵的理论输入功率与实际输入功率的比值，它表明功率损失的程度，用ηm表示

总效率是指液压泵的输出功率与输入功率的比值，用η表示。η=ηvηm第十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期六四、关于齿轮泵的几点问题1、为什么说液压泵的工作压力取决于负载？2、如何理解压力升高导致流量减小？第十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期六1、为什么说液压泵的工作压力取决于负载？

已单缸式液压泵为例。当液压油不断进入液压缸体1中时，因为液压油是近似不可压缩体，所以必然受到外载的挤压作用力；同时当液压油进入系统时，沿程还受到管道及液压元件带来的阻力。液压泵的工作压力取决于这两种作用力的大小。而在上述两种阻力中，由负载造成的阻力远远大于沿程管道带来的阻力，所以通常说液压泵的工作压力由外负载决定，外负载越大，液压泵的工作压力就越高。第十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期六第十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期六2、如何理解压力升高导致流量减小？

液压泵的输出流量与泵的结构参数、转速和容积效率有关。当液压泵选定后，其结构参数也就确定了；再选定泵的转速，则液压泵的输出流量只随容积效率ηv的变化而变化。我们知道，构成液压泵工作容积的各相邻零件之间存在着间隙，不可避免的要产生泄漏导致容积效率ηv降低。又因为液压泵的工作压力取决于外负载，外负载越大，则输出压力越高，使液压泵的泄漏量△q增加，降低容积效率，从而减少了液压泵的流量。第十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期六第二节齿轮泵的选用及其安装和使用一、选用齿轮泵时应遵循的原则二、齿轮泵安装使用时应注意的一些问题第十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期六一、选用齿轮泵时应遵循的原则1、根据不同压力级来选用合适的齿轮泵。目前，齿轮泵分为：低压（0~2.5MPa）、中压（2.5~8MPa）、中高压（8~16MPa）、高压（16~32MPa）、超高压（大于32MPa）等几个级别。2、由于齿轮泵是定量泵，选用齿轮泵的流量时要尽可能的与所要求的流量相符合，以免不必要的功率损失。3.尽量采用多联泵来解决多个液压源的问题，以便实现节省功率和合理使用的目的。第十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期六4.齿轮泵的转向应根据原动机的转向来确定，并且泵的转速要与原动机的转速范围相匹配。5.系统选用过滤器的精度应与泵的压力相匹配。低压齿轮泵的污染敏感度较低，所以允许系统选用过滤精度较低的过滤器；而高压齿轮泵的污染敏感度较高，要求系统所选用的过滤器精度也应比较高。6.根据主机对噪声的要求选择液压泵，由于液压泵存在流量脉动现象，液压泵的噪声根据其结构不同对比如下：螺杆泵<叶片泵<齿轮泵<柱塞泵。其中内啮合齿轮泵噪声又小于外啮合齿轮泵。第十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期六二、齿轮泵安装使用时应注意的一些问题1、油泵的安装，传动不允许采用对油泵产生径向力的方式（如皮带传动或齿轮传动），建议采用轴套式或联轴节传动方式，两轴的同轴度偏差：轴套式不大于0.05mm,弹性联轴器不大于0.1mm。2、对进油口要安装可靠，不得漏气。进油管要有足够的通油面积，油的流速一般不得超过1m/s。3、当油泵的吸油口高于油箱的油面时，其高度差不得超过0.5m,应保证系统中吸入真空度小于0.02Mpa。第二十页，共五十一页，编辑于2023年，星期六4、要正确选用液压油，油泵工作温度-20～95℃。一般油温控制在40～80℃为宜。为使齿轮油泵在不同温度下能正常工作，建议采用粘度受温度影响较小、且有较好的化学稳定性和抗泡沫性能的液压油。5、要保持油液清洁，油液中不得混有任何机械杂质和腐蚀性物质。因此在油泵吸油管中应装有滤油精度不低于50um的滤油器。6、油泵的最高压力和最高转速只能在短暂时间内使用，每次持续时间不得超过三分钟。第二十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期六7、油温较低时应低速起动，待油温升高后方可工作。底盘调试时应先将进油管内空气排出方可启动，并且也应当怠速运转一段时间再将转速提高到额定转速。8、齿轮泵装入主机时应注意旋转方向是否相符，装入时只能轻轻推进，不得用重力敲击。齿轮泵在使用前，应确认液压系统压力低于泵的额定压力。建议先将液压系统压力调至最低，在齿轮泵额定转速下，逐步调整液压系统压力至需要，锁住调压阀。齿轮泵装机后，若发现齿轮泵有故障，用户不要拆装，应由生产厂家修理。第二十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期六第三节齿轮泵的损坏原因及其维修一、分析判断齿轮泵故障的方法二、齿轮泵常见故障及其排除方法第二十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期六一、分析判断齿轮泵故障的方法1、由液压泵本身原因引起故障

从泵的工作原理可知，它的功能就是连续地使密闭的可变容积不断吸油的排油，将机械能转换成液体的压力能。这样，在制造泵时，就得要求加工的精度、表面粗糙度、配合间隙、形位公差和接触刚度等符合技术要求。特别是泵经过一段时间的的使用，有些质量问题将暴露出来。第二十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期六

但是，对一台新的液压泵或使用时间不长的液压泵，最好先不怀疑这个原因，并且对于一般用户来说，这个故障也不易排除。因此，在进行液压泵的故障分析时，应该把这个原因放到最后来考虑。（泵本来没有问题，经拆开后，由于种种原因，如对结构不了解而装错，将杂质带入，反而会带来隐患）。第二十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期六2、由外界因素引起故障

引起泵出故障的外界因素，包括操作者对液压传动缺少应有的知识，这一点是应当引起重视的。当所有的外界因素都排除后，仍然解决不了问题时，可以怀疑由泵的本身原因引起故障，但不宜轻易拆泵，有试验台的用户可以做试验检查，或换另一台新泵试车，这样做可以帮助确定故障来自哪方面。归纳起来，引起泵故障的外界因素有以下几点：第二十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期六①油液。油液粘度过高，会增加吸油阻力，易出现空穴现象，使压力和流量不足；油液粘度过低，会增加泄漏，降低容积效率，并容易吸入空气，造成冲击或爬行。②环境不清洁。不注意文明生产，使得铁屑、杂质和灰尘等混入油液，轻者影响系统正常工作，重者影响泵的寿命。

③泵的安装。泵轴与驱动电动机轴的联接应有很好的同轴度，若同轴度超差，可能引起不规则的噪声和运动不平稳，严重时还会损坏零件；有转向要求的液压泵，如果转向不对，不仅泵不能向外输油，而且会很快地损坏零部第二十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期六

件；泵的转速如果选择不当，对泵的工作性能也有影响；吸油管和排油管接头处，如果密封不好，会使空气侵入。④油箱油箱容量小，散热条件差，会使油温过高，往往带来许多问题；油箱容量太大，油面过低，可能使液压泵吸不上油来；液压泵的吸油口高度不当、吸油管管径过细和过滤器通油截面过小等都将影响吸油阻力。杂质在油箱内得不到良好沉淀，外界的铁屑、灰尘和杂质得不到良好密封，均会引起泵的故障。

第二十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期六二、齿轮泵常见故障及其排除方法序号故障原因排除方法1油泵不出油或排量不足进油管太细或破损漏气；油箱中油面过低；油的粘度过高；旋转方向与发动机不符；进油孔或滤网堵塞；进油管法兰密封圈损坏。1.更换油管；2.油至油面规定高度；3．更换适宜的液压油4、更换油泵；5、清洗滤网；6．更换密封圈。2上去油泵压力升不侧板磨损或铜层剥落；侧板密封圈损坏；压力阀压力调整过低；转速太低；压力表开关堵塞。更换侧板；更换密封圈；拧紧螺钉；更换油液；增加固定装置。第二十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期六序号故障原因排除方法3外渗漏

油封损坏；泵体与泵盖间密封圈损坏；紧固螺钉松动；油液粘度太低；三联泵泵尾无固定支承装置。

更换油封；更换密封圈；拧紧螺钉；更换油液；增加固定装置。4不正常发热

压力过高转速太快引起侧板烧或密封圈烧坏；油箱容积太小，油量不足，散热条件差。1.泵规定的压力和转速操作，更换侧板或密封圈；2.增大油箱容量。第三十页，共五十一页，编辑于2023年，星期六序号故障原因排除方法5不正常噪音进油管或滤油器不畅通；进油管路进入空气；进油管或过滤器通油面积小；油泵转速或油粘度过高；泵轴和发动机不同心。清除进油管及过滤器污垢；更换密封圈或拧紧螺钉；更换合适的进油管或滤油器；降低转速或更换合适的油液；重新安装，保证同轴度第三十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期六

关于齿轮泵轴端漏油原因的总结严重超载使用，导致壳体扫镗、侧板磨损严重，从而使泵内泄漏加大、轴端漏油；泵入口背压太大，应小于0.6MPa；泵出口单向阀泄漏，使油液倒流，泵轴反转，使轴端油封漏油或冲翻油封；泵主轴与电动机间联轴器同心度不够(同心度最好应不超过0.1mm)，导致油封偏磨而使其漏油;油液黏度过低，建议采用黏度40～70mm2/s之间的液压油，外界环境温度较高时，应选用较高黏度的液压油；其它加工和安装方面的原因等。

第三十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期六第四节齿轮泵维护实例一、常见的齿轮泵轴端密封形式二、齿轮泵维护实例第三十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期六一、常见的齿轮泵轴端密封形式

标准周端密封形式第三十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期六

CB-KPZ型密封结构②第三十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期六二、齿轮泵维护实例1、KP系列泵维修安装说明

该系列齿轮泵是我公司液压齿轮油泵比较典型的一种,集KP系列齿轮泵和H系列齿轮泵于一体。我们掌握了该系列齿轮泵的维修安装知识,其他KP系列单联、三联齿轮泵、KPQ系列单联泵和H系列双联齿轮泵即可参照说明进行相同的维修和安装。第三十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期六KPZH系列三联泵轴头漏油故障维修

若齿轮泵各泵节压力正常，只发生轴头漏油故障，可用弹簧钳将孔用挡圈取下，由于KPZH轴头为分体式结构，可直接用专用工具下端的螺纹拧入齿轮泵轴头螺纹孔内(M10×20)，利用专用工具上圆柱体的惯性力将轴头连同轴承一起取出，检查轴头轴径表面是否有磕碰或异常磨损，若有,需更换轴头，若正常,则检查骨架油封是否正常。第三十七页，共五十一页，编辑于2023年，星期六

若油封内唇发生异常磨损或骨架发生变形，则漏油故障可能是油封装配不当造成，用专用工具的尖头(也可用普通平口螺丝刀代替，将端部磨尖，同时磨个倒刺即可)插入油封骨架下面，在专用工具和齿轮泵端盖止口之间垫上质地较软的铝片或紫铜板，以防止损坏油封孔，用力将油封取出。第三十八页，共五十一页，编辑于2023年，星期六

将轴头重新装入，更换新油封，装配前用唇口油(或黄油)涂抹油封内唇口，用专用保护装置套在油封内唇口内(无专用工具的的可用易拉罐铝箔形成环状套在唇口内，以防止油封唇口被轴头键侧毛刺或飞边划伤)，用力均衡将油封装配到位(无专用工具的可用环状圆柱体代替)，重新安装孔用挡圈后维修完毕。第三十九页，共五十一页，编辑于2023年，星期六

其他KP、KPQ和H系列齿轮泵由于轴头无滚动轴承支撑，在取下键、轴用挡圈和孔用挡圈后可直接用外力将专用工具的尖头刺入油封骨架下面(注意专用工具的宽度控制，不得损坏轴径)，同样在专用工具和齿轮泵端盖止口之间垫上质地较软的铝片或紫铜板，以防止损坏油封孔，用力将油封取出。更换新油封,按照先前油封装配要求进行，同时重新安装孔用挡圈、轴用挡圈和键等。其他系列齿轮泵轴头漏油故障维修第四十页，共五十一页，编辑于2023年，星期六2.取下螺栓，将前端盖取下，其余各节均是独立的泵节，组装时通过花键轴连接，在解体过程可单独分开。第四十一页，共五十一页，编辑于2023年，星期六3.在拆开零部件之前将泵节按照下列要求摆放，若为右旋泵则将进油口（孔径大）放在右边【左旋泵即将进油口（孔径大）放在左边】，在这样角度观察则可发现主动齿轮始终靠近拆检者，侧板（8字形零件）大外圆弧长较大的在低压区（进油口侧），由于各泵节组装原理一致，下面仅介绍其中一个泵节的解体和组装过程。第四十二页，共五十一页，编辑于2023年，星期六4.均匀用力将上面的固定侧板和浮动侧板取出（不得使用工具敲击，若配合偏紧，可用双手同时垂直向上提齿轮），取出主、从齿轮，用手指勾住下边侧板边缘均匀用力取出下面的固定侧板和浮动侧板。在解体过程可以观察到上下浮动侧板（双金属材质）的开口槽指向高压出口，上下固定侧板的W型密封条和铜支撑条敞口指向低压区，和先前介绍的侧板大外圆弧长较大的在低压区，弧长较短的在高压区侧完全一致。第四十三页，共五十一页，编辑于2023年，星期六

当系统有异响时，可检查管路是否有震动、滤油器和控制阀是否堵塞，排除后调试检查；若确认是齿轮泵产生的异响，通过前面介绍的方法将齿轮泵进行解体后，检查齿轮啮合状况，若啮合状况不好，可将从动齿轮（手中所持）换个方向（掉头）安装，若啮合状况良好，可逐步检查其他泵节，若均未发现异常，则检查滚针轴承的完好性，轴承损坏的话一般使用现场是无法修复的，必须将所有密封件取出，利用烘箱加热方法取出轴承（644706）进行更换。：齿轮泵异响故障诊断和维修步骤第四十四页，共五十一页，编辑于2023年，星期六

当系统动作缓慢（举升无力）时，可检查齿轮泵在满速情况下是否可以正常建立压力，若可以，则证明齿轮泵无问题，可检查控制阀阀芯是否有磨损；若无法正常建立压力，证明齿轮泵已损坏。解体后通过检查壳体内腔扫镗区域大小判断齿轮泵是否损坏(图中所示为正常扫镗区域，一般以轴承孔为中心,角度大约有45°左右大的区域)，若扫镗区域达到四分之一圆（即达到销子垂直下方)，壳体则无利用价值,若要维修,则需更换壳体。齿轮泵内泄故障诊断和维修步骤第四十五页，共五十一页，编辑于2023年，星期六

若扫镗区域在以轴承孔为中心,角度约75°区域内，壳体则可再利用，通过检查、更换浮动侧板、W型密封条，控制轴向间隙0.12～0.16mm(根据排量大小20～100进行针对性选择)，返修时可适当缩小0.01mm左右间隙。第四十六页，共五十一页，编辑于2023年，星期六

找到故障原因并更换所需维修零部件后即可按照下列步骤重新装配各泵节并按照要