齿轮泵的发展特点

齿轮泵的发展特点

齿轮泵是输送高粘度液体较为理想设备，其应用范围广泛。 

    目前，尽管国内企业已生产出不少适于输送高粘度液体齿轮泵，但测试手段不完善，材料选择、泄漏与噪声防治方面仍存一些问题。特别是国产高粘度齿轮泵效率、可靠性与使用寿命等方面与国外产品存较大差距。，我国石油和化工等行业所使用高粘度齿轮泵多数仍依赖进口。 

     国内外高粘度齿轮泵发展特点如下： 

     齿轮结构 

     高粘度齿轮泵齿轮常见有直齿、斜齿、人字齿、螺旋齿，齿廓主要有渐开线和圆弧型式。通常小型齿轮泵多采用渐开线直齿轮，高温齿轮泵常采用变位齿轮，输送高粘度、高压聚合物熔体熔体泵多采用渐开线斜齿轮。齿轮与轴制成一体，其刚性及可靠性高于齿轮与轴单独制造齿轮泵。国外低压齿轮泵齿轮常采用方形结构，即齿轮齿宽等于齿顶圆直径。而高压场合使用高粘度齿轮泵轮齿宽度小于其齿顶圆直径，这是减小齿轮径向受压面积，降低齿轮、轴承载荷。    

     高粘度齿轮泵输送介质粘度较高，为减小流动阻力，提高泵吸液能力，必须对介质进行加热或保温。通常采用电热元件加热，可使粘性液体受热均匀。若温度波动不大，输送高粘度液体容易发生降解时，建议采用流体加热方式，特别是排量大齿轮泵。流体加热又分内置、外置式结构。所谓内置式是指齿轮泵泵体或端盖内部设计突热套，外置式则是螺栓将夹热套与泵体联接一起。往夹套内通入蒸汽、导热油，冷却水，要介质具体情况而定。内置式适用于对输送液体温度均匀性要求较高，或要求对高温液体进行均匀冷却场合。当电加热方式缺乏安全性或对温度控制要求不高时，可采用外置式结构。美国VIKING公司生产内啮合齿轮泵，其泵头部分夹套可以对输送流体温度进行控制，是高温或低温环境下，均可带外置式夹套。

     轴承材料、结构与润滑 

     高粘度齿轮泵轴承通常采用滑动轴承，并轴承内壁非承载面上专门设计螺旋式流道，螺旋槽旋向与齿轮轴转向相同。轴承外端与泵进液口相通，轴承内端螺旋槽与轮齿根部（真空部位）相通。当轴旋转时，借助螺旋作用及轴承两端压力差，将轴承外部低温液体吸入轴承，对轴承进行润滑和冷却后，流入刚脱开啮合齿间，构成一个润滑充分、散热快螺旋自吸式低压润滑系统。该润滑方式优点是：进入轴承润滑液全部是低温介质，粘性润滑液易于形成承载能力强动压油膜。大量润滑液循环不断带走轴承热量，对轴承起到良好润滑和冷却作用。有充足液体去填充刚脱离啮合轮齿根部，大大改善了齿轮泵自吸性能，避免了吸空现象，可以提高容积效率，也有利于减轻气蚀、降低噪声。四川省机械研究设计院采用将滑动轴承浸泡介质中，并特殊孔道强制润滑，该技术已维纶、涤纶、橡胶、树脂、化肥等领域齿轮泵上获成功应用。 

泵体及加热方式 

     一般来说，齿轮泵泵壳越重，其耐温度、耐压强度也越高。泵体材料常采用球墨铸铁，亦可采用铸造铝合金硬模熔铸而成，或采用挤压铝合金型材加工制造。当输送介质具有腐蚀性时，可采用成本较高不锈钢材料。国外高粘度齿轮泵多采用含镍、铬量高合金钢作为泵壳材料，这种材料强度、可靠性及成本方面综合性能较好。为解决齿轮泵困油现象，通常泵盖上开设对称卸荷槽，或向低压侧方向开设不对称卸荷槽，吸液侧采用锥形卸荷槽，排液侧为矩形卸荷槽，卸荷槽深度也比液压工业中所用齿轮泵要深。 

轴承材料常用工具钢，并经表面硬化处理，以提高它抗胶合能力。输送介质含磨损性颗粒，则应采用很硬轴承材料，如陶瓷。近年来，GS－1聚四氟乙烯钢铁复合材料被认为是较为理想滑动轴承材料。它由冷轧薄钢板（基体）、烧结球形多孔青铜粉或铜网（中间层）、聚四氟乙烯（表面层）三层材料复合而成，兼有金属和聚四氟乙烯塑料优点。此材料基础上，上海材料研究所又研制出性能更优SF型三层复合自润滑材料，它以青铜丝网代替青铜粉层，表层塑料配方精心筛选。这种轴承材料耐疲劳、承载能力高、摩擦系数小、使用寿命长，是提高齿轮泵技术性能新颖轴承材料。

  止回阀与安全阀 

     齿轮泵输出管路上安装有一个止回阀，这样检修泵及输出管道时，系统中液体不至于倒流；齿轮泵带负荷停车时，其输出管道内产生局部真空，可防止泵倒转。高粘度齿轮泵出口管路上还设置安全阀等保护装置，这样一旦泵出口通道发生堵塞，就可以打开安全阀卸压。安全阀可以与泵体或泵盖铸成一体，也可以单独装配。

     吸排油口 

     高粘度齿轮泵吸液口管径一般较大，采用扩散形吸液口来扩大低压区容积，以降低入口液体流速，减小泵吸液阻力。这种结构还可以减小作用轴颈及轴承上径向力，延长高粘度齿轮泵使用寿命。