齿轮泵是液压传动系统中常用的液压元件,在结构上可分为外啮合式和内啮合式两类。
外啮合齿轮泵的优点是结构简单、尺寸小、重量轻、制造维护方便、廉、工作、自吸(容许的吸油真空度大)、对油液的污染不敏感等。它的缺点是齿轮承受不平衡的径向力,轴承磨损严重,工作压力的提高受到限制;此外,它的流量脉动大,导致系统压力脉动大、噪声高。
内啮合齿轮泵的优点是结构紧凑、尺寸小、重量轻;由于齿轮同向旋转,相对滑动速度小、磨损小、使用寿命长、流量脉动远比外啮合齿轮泵小,因而压力脉动和噪声都较小,内啮合齿轮泵容许使用较高的转速,可获得较高的容积效率。内啮合齿轮泵的缺点同样是存在径向力不平衡的问题,另外,内啮合齿轮泵的排量不可调节,在程度上限制了其使用范围。
目前,关于齿轮泵的研究主要集中在以下几个方面:
1.齿轮参数及泵体结构的优化设计;
2.齿轮泵间隙优化及补偿技术;
3.困油冲击及卸荷措施(包括困油冲击与齿轮啮合重叠系数的关系以及卸荷是否等);
4.降低齿轮泵流量脉动的方法(包括合理选择齿轮的参数以及采用剖分式齿轮等);
5.齿轮泵的噪声控制技术;
6.轮齿表面涂覆技术及其特点;
7.齿轮泵变量方法的研究;
8.齿轮泵的寿命及其影响因素;
9.齿轮泵液压力分析及其高压化的途径;
10.水介质齿轮泵基础理论研究。
随着工业现代化技术地不断提高,在生产实践中对齿轮泵的要求越来越高,主要朝着高压化、低流量脉动、低噪音、大排量等方向发展。提高齿轮泵的工作压力是齿轮泵的一个发展方向;而提高工作压力所带来的问题是:
1.轴承寿命缩短;
2.泵泄漏加剧,容积效率下降。
产生这两个问题的根本原因在于齿轮上作用了不平衡的径向力,并且工作压力越高,径向力越大。
目前学者针对以上两个问题所进行的研究是:
1.对齿轮泵的径向间隙进行了补偿;
2.减小齿轮泵的径向液压力,如优化齿轮参数,缩小排油口尺寸等;
3.提高轴承承载能力,如采用复合材料滑动轴承代替滚针轴承等。
但这些方法都没有从根本上解决由提高工作压力所带来的问题。