淺談齒輪泵內(nèi)部泄露的原因與對(duì)策

程致梁

摘要：外嚙合齒輪泵，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，價(jià)格低廉，自吸能力強(qiáng)，維修容易和對(duì)油液的污染不敏感等特定。尤其是低壓齒輪泵，被許多大型船舶用作滑油泵，為船舶柴油發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)的自帶滑油泵，船舶主機(jī)凸輪軸滑油泵及燃油泵等等。但在使用上發(fā)現(xiàn)了故障多，壽命低，引起了我們的關(guān)注。

關(guān)鍵詞：齒輪泵間隙泄露端面間隙

我們都知道齒輪泵的壽命是由其軸承的壽命決定的，即軸承是齒輪泵中最先損壞的零件。而我們?cè)谛蘩睚X輪泵的過(guò)程中大部分故障并不發(fā)生在軸承上，常常是內(nèi)部各零件配合間隙發(fā)生了較大的變化，即泵的容積發(fā)生了變化，內(nèi)部產(chǎn)生了泄露。徑向間隙泄露（齒頂與泵體內(nèi)表面的間隙）。軸向間隙泄露（齒輪端面與端面的間隙），兩齒輪嚙合線(xiàn)處的泄露，以及填料處的泄露，然而又以軸向間隙泄露最為重要，約占總泄露量的75%～80%左右，這就是齒輪泵容積效率變低的原因。就說(shuō)明齒輪端面或端蓋出了問(wèn)題（主要是擦傷，磨損過(guò)大），導(dǎo)致泵的容積效率顯著降低，使相關(guān)的系統(tǒng)不能正常的工作，嚴(yán)重影響了機(jī)器的使用壽命，甚至于導(dǎo)致機(jī)器的損壞，所以說(shuō)齒輪泵工作時(shí)的狀況直接影響到使用效率及自身的壽命。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的摸索、研究和實(shí)踐，根據(jù)以往修理泵的體會(huì)，簡(jiǎn)要論述齒輪和端蓋損失的原因，填料泄漏的原因及防止。

首先探討損傷的原因。在談低壓齒輪泵之前，有必要先介紹一下中高壓齒輪泵，它主要用于工程機(jī)械上。中高壓齒輪泵為減少其軸向泄露，在齒輪的兩端處設(shè)有側(cè)板，撓性側(cè)板和固定側(cè)板浮動(dòng)式側(cè)板是將泵的出口壓力油引到浮動(dòng)式側(cè)板后，使之緊貼于齒輪泵的端面用以補(bǔ)償間隙，浮動(dòng)軸套的原理與浮動(dòng)側(cè)板原理類(lèi)似。撓性側(cè)板是將壓力油引到側(cè)板的背后，靠側(cè)板自身的變形來(lái)補(bǔ)償向間隙的，固定式側(cè)板是指?jìng)?cè)板與齒輪端面軸向間隙不能自動(dòng)補(bǔ)償。而低壓齒輪泵則比較簡(jiǎn)單，無(wú)需另設(shè)側(cè)板，齒輪的端面直接與端蓋來(lái)形成間隙，類(lèi)似于中高壓齒輪泵中的固定側(cè)板。但是，無(wú)論中高壓齒輪泵還是低壓齒輪泵，它們的側(cè)板或端面的平面度要求都較高，與齒輪的端面間隙（軸向間隙）都很小。如果齒輪在使用中不當(dāng)，端蓋或齒輪端面就會(huì)出現(xiàn)磨損、劃傷和燒蝕現(xiàn)象。

造成劃傷的因素。一般在齒輪端面或端面的表面有劃槽，其主要原因是油液中進(jìn)入了鐵屑，沙粒登硬質(zhì)顆粒。這些顆粒一有機(jī)會(huì)便嵌在齒輪端面與端蓋之間，隨齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)滾動(dòng)邊滑邊，在齒輪端面或端蓋上劃出溝槽，當(dāng)溝槽出現(xiàn)后，不但增加了齒輪泵的泄漏量，而且有可能使顆粒雜質(zhì)沿溝槽進(jìn)入間隙，使端蓋上的溝槽越劃越深，泄漏量越來(lái)越大。因此，齒輪泵的端蓋上一旦出現(xiàn)劃傷，其損壞速度就要加快，從而降低泵的使用效率，系統(tǒng)的性能特性就會(huì)變壞。

造成磨傷的因素。一般在端蓋上出現(xiàn)齒輪磨傷的痕跡，呈半圓形或圓形。其主要原因有：軸承損壞使齒輪徑向跳動(dòng)量大，驅(qū)動(dòng)泵的機(jī)械軸向竄動(dòng)量大，定位銷(xiāo)偏斜等等。

造成燒蝕的因素。出現(xiàn)在端蓋表面上的燒蝕現(xiàn)象是氣蝕造成的，出現(xiàn)在齒輪端面對(duì)應(yīng)端面上的燒蝕，是齒輪端面與端蓋摩擦力很大時(shí)，其表面溫度升高，油膜破裂，表面金屬軟化，接觸點(diǎn)產(chǎn)生粘著、撕脫，在粘著的過(guò)程，構(gòu)成燒蝕。燒蝕是端蓋最嚴(yán)重的損傷，端蓋上出現(xiàn)了劃傷和磨傷發(fā)展到燒蝕。因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)齒輪泵流量不足時(shí)，應(yīng)及時(shí)停泵檢查，找出故障原因，以避免由小故障變?yōu)榇蠊收稀６松w上出現(xiàn)了劃傷，如溝槽較淺的可以磨平，可以用較細(xì)的研磨（約600#以上）研磨，以至于達(dá)到平面度要求，也可以使用相應(yīng)的設(shè)備（如磨床）達(dá)到平面度要求，如溝槽較深或端蓋上的磨傷，燒蝕難以修復(fù)時(shí)，則應(yīng)更換端蓋。

填料泄漏的原因有以下幾種情況：

一、盤(pán)根密封

這種密封材料由于使用性很差，容易泄漏，而且對(duì)軸的磨損也較大，現(xiàn)在使用比較少。

二、機(jī)械軸封

由于其使用性能很好，密封效果好，不容易泄露，對(duì)軸的磨損也不是很大，所以現(xiàn)在泵浦使用的很多，不光是齒輪泵，離心泵，螺桿泵等等基本上都用上了機(jī)械軸封作為密封元件。但引起其泄露的原因也很多，主要是使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，接觸面磨損過(guò)度引起泄露。再就是密封表面由于雜質(zhì)出現(xiàn)劃傷，還有由于驅(qū)動(dòng)機(jī)械與泵中心線(xiàn)不好，泵振動(dòng)過(guò)大引起密封面出現(xiàn)裂紋等等。

三、防止措施

解決端蓋的損傷問(wèn)題，主要以預(yù)防為主，其方法有：應(yīng)當(dāng)保持滑油系統(tǒng)中油液清潔，不使用臟油、劣質(zhì)油或與要求符號(hào)不相符的油。油液污染是引發(fā)端蓋損壞的原因，即使很小的顆粒，嵌在端蓋與齒輪端面之間，也會(huì)使端蓋劃傷，引起零件的不正常磨損，增加泄漏量。為保證油液的清潔，應(yīng)做到拆卸滑油泵或其它元件之前，應(yīng)將周?chē)廴疚锴謇砀蓛?，并將拆下泵的油口以及管路用悶板堵好。解體滑油泵應(yīng)在清潔的工作臺(tái)上進(jìn)行，待清潔干凈，使用壓縮空氣吹過(guò)，確認(rèn)無(wú)異物后方可組裝。補(bǔ)油液時(shí)，必須經(jīng)過(guò)濾油器過(guò)濾后加入油箱，應(yīng)根據(jù)機(jī)器使用說(shuō)明書(shū)或且根據(jù)實(shí)際使用情況，更換油液，在更換油液時(shí)，應(yīng)注意檢查進(jìn)油慮器是否有腐蝕破損的現(xiàn)象，以防止雜質(zhì)進(jìn)入油箱中。

對(duì)于機(jī)械軸封，要輕拿輕放，裝配前，首先檢查動(dòng)環(huán)和靜換的表面光潔度是否達(dá)到要求，是否有劃痕、裂紋等等。裝靜環(huán)時(shí)，靜環(huán)座要清潔干凈，檢查座上是否有止動(dòng)螺釘，靜環(huán)的“O”型圈上要涂黃油，使它能很容易地裝入靜環(huán)座，且不損傷“O”型圈，并使止動(dòng)螺釘嵌入靜環(huán)的卡口內(nèi)，使靜環(huán)起到較好的止動(dòng)效果。同樣，動(dòng)環(huán)裝載軸上之前，首先檢查彈簧的旋向與泵的轉(zhuǎn)向是否有沖突，泵軸是否磨損，如磨損則必須修復(fù)，具備裝配條件，然后在“O”型圈上也要涂黃油，使其能很好的裝在軸上，在調(diào)好最佳位置（動(dòng)環(huán)的壓縮量）后，擰緊動(dòng)環(huán)座上的螺絲，使其固定。在動(dòng)環(huán)與靜環(huán)表面接觸之前，要確保接觸面無(wú)雜質(zhì)，確保密封效果。

齒輪軸在安裝與組裝時(shí)應(yīng)注意：在船舶上使用的齒輪軸除了自帶式齒輪泵，一般是通過(guò)聯(lián)軸驅(qū)動(dòng)的，因此，在安裝之后，應(yīng)檢查泵與驅(qū)動(dòng)裝置（多位馬達(dá)）的同軸度，（齒輪泵一般要求同軸度在0.1mm之內(nèi)，但我們通?？刂圃?.05mm之內(nèi)），且驅(qū)動(dòng)裝置不能軸向 竄動(dòng)，齒輪泵在組裝時(shí)不能用手錘敲打配合零件，（如定位銷(xiāo)等），一般也不允許用手錘敲打個(gè)零件即可組裝。緊固泵蓋和泵體的所有螺栓的上緊力矩要相同。

防止空氣進(jìn)入滑油系統(tǒng)中，裝復(fù)后應(yīng)將系統(tǒng)中的空氣放掉，實(shí)際中最常見(jiàn)的是由于吸油管疲勞破裂或管接頭處密封失效而漏氣，使吸油管漏氣不被發(fā)現(xiàn)。但檢查的方法也比較簡(jiǎn)單，在吸油管接頭處涂上一層肥皂水，齒輪泵工作中吸油管表面出現(xiàn)喇叭狀的位置，即為漏氣處，吸油管出現(xiàn)了漏氣，會(huì)使齒輪泵吸空氣，導(dǎo)致流量上不去，因此，應(yīng)先對(duì)吸油管進(jìn)行修復(fù)或更換。

總之，只要按上述方法使用，裝配和安裝齒輪泵，端蓋的損傷，磨損，機(jī)械軸封的密封性能問(wèn)題都是可以解決的，齒輪泵的壽命也是可以達(dá)到技術(shù)要求的。只要在工作過(guò)程中仔細(xì)對(duì)待每一個(gè)細(xì)小的環(huán)節(jié)，問(wèn)題往往可以避免的。出現(xiàn)了問(wèn)題后本著科學(xué)慎重的態(tài)度去擦找問(wèn)題，從小到大，從簡(jiǎn)到繁，各個(gè)擊破，不輕易下結(jié)論，不草率行事，不放棄小故障，不帶病運(yùn)行，定期維護(hù)，將一些故障消滅在萌芽狀態(tài)，以保證它的使用效率及使用壽命。

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