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1、Y CF（中职）机械拆装技能实4 项目四教学课件项目四齿轮泵拆装实训 项目导入 知识储备 项目实施 项目评价返回项目导入 通过齿轮泵的拆装实训：首先，让学生了解齿轮泵的结构、工作原理和主要零部件，熟悉齿轮泵进出油口的位置关系；其次，让学生熟悉齿轮泵的拆装和调整过程，主要是熟悉装配的技术要领。返回知识储备 一、齿轮泵的结构 齿轮泵用于输送黏性较大的液体，如润滑油和燃烧油，不宜输送黏性较低的液体（例如水和汽油等），不宜输送含有颗粒杂质的液体（以免降低不锈钢齿轮泵的使用寿命），可作为润滑系统油泵和液压系统油泵，广泛用于发动机、汽轮机、离心压缩机、机床以及其他设备。齿轮泵工艺要求高，不易获得精确的匹配
2、。齿轮泵的实物外形及结构如图4-1 和图4-2 所示。二、齿轮泵的工作原理 齿轮泵有外啮合齿轮泵和内啮合齿轮泵两种，这里只介绍常用的外啮合齿轮泵的工作原理，如图4-3 所示。外啮合齿轮泵的结构分解图如图4-4 所示，外啮合齿轮泵主要由主动齿轮、从动齿轮、驱动轴、泵体及侧板等主要零件构成。下一页 返回知识储备 泵体内相互啮合的主动齿轮、从动齿轮与两端盖及泵体一起构成密封工作容积，齿轮的啮合点将左、右两腔隔开，形成了吸、压油腔，当齿轮按图示方向旋转时，右侧吸油腔内的轮齿脱离啮合，密封工作腔容积不断增大，形成部分真空，油液在大气压力作用下从油箱经吸油管进入吸油腔，并被旋转的轮齿带入左侧的压油腔。左侧
3、压油腔内的轮齿不断进入啮合，使密封工作腔容积减小，油液受到挤压被排往系统，这就是齿轮泵的吸油和压油过程。在齿轮泵的啮合过程中，相互啮合的轮齿、端盖及泵体（壳体）（啮合点沿啮合线），把吸油区和压油区分开。外啮合齿轮泵的结构图，如图4-5 所示，齿轮泵因受其自身结构的影响，在结构性能上具有以下特征。上一页 下一页 返回知识储备 1）困油的现象 2）径向不平衡力 3）齿轮泵的泄漏通道及端面间隙的自动补偿 4）齿轮泵的优缺点及应用 三、其他液压泵介绍 常用液压泵按其结构形式可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵三大类，以下简单介绍其他两种类型的液压泵。1.叶片泵 叶片泵与齿轮泵相比，具有流量均匀、运转平稳、噪声
4、小等优点，但也存在着结构复杂、吸油性能差及对油液污染比较敏感等缺点。叶片泵在机床液压系统中应用较广。上一页 下一页 返回知识储备 叶片泵按输出流量是否可调，分为定量叶片泵和变量叶片泵；按每转吸油和压油次数不同，分为单作用叶片泵和双作用叶片泵两种。单作用叶片泵的转子每转一周，每个密封工作腔吸油、压油一次，输出流量可以改变，常做成变量叶片泵。双作用叶片泵的转子每转一周，每个密封工作腔吸油、压油各两次，输出流量均匀，但输出流量不可改变，常做成定量叶片泵。1）单作用叶片泵 单作用叶片泵的工作原理图如图4-7 所示。它由转子、定子、叶片、配油盘、泵体等组成。定子的内表面是圆柱面，转子和定子中心之间存在着
5、偏心，叶片在转子的槽内可灵活滑动，在转子转动时的离心力以及叶片根部油压力作用下，叶片顶部贴紧在定子内表面上，于是，两相邻叶片、配油盘、定子和转子便形成了一个密封的工作腔。上一页 下一页 返回知识储备 当转子按图示方向旋转时，图右侧的叶片向外伸出，密封工作腔容积逐渐增大，产生真空，油液通过吸油口、配油盘 上的吸油窗口进入密封工作腔；而在图的左侧，叶片往里缩进，密封腔的容积逐渐缩小，密封腔中的油液排往配油盘排油窗口，经压油口被输送到系统中去。这种泵在转子转一周的过程中，吸油、压油各一次，故称单作用叶片泵。从力学上讲，转子上受有单方向的液压不平衡作用力，故又称非平衡式泵，其轴承负载大。若改变定子和转
6、子间偏心距的大小，便可改变泵的排量，形成变量叶片泵。单作用叶片泵只要改变转子和定子的偏心距e 和偏心方向，就可以改变输油量和输油方向，成为变量叶片泵。偏心距的调节可手动调节，也可自动调节。上一页 下一页 返回知识储备 自动调节的变量叶片泵根据其工作特性的不同分为限压式、恒压式和恒流量式三类，其中又以限压式变量叶片泵应用较多。限压式变量叶片泵是利用其工作压力的反馈作用实现变量的，它有外反馈式和内反馈式两种形式。外反馈式变量叶片泵的工作原理如图4-8（a）所示。转子的中心O1 固定，定子可以左右移动。限压弹簧推压定子与反馈液压缸的活塞紧靠，这时定子中心O2 和转子中心O1 之间有一初始偏心距e0，
7、它取决于泵需要输出的最大流量。泵工作时，反馈液压缸对定子施加向右的反馈力pA，当泵的工作压力达到调定压力pB 时，定子所受反馈力与弹簧预紧力平衡；当泵的工作压力ppB时，定子不动，保持初始偏心距e0 不变，泵的输出流量最大且保持基本不变；上一页 下一页 返回知识储备 当泵的工作压力p pB 时，限压弹簧被压缩，定子右移，偏心距减小，泵的输出流量也相应减小；当泵的工作压力达到某一个极限值时，限压弹簧被压缩到最短，定子移到最右端，偏心距趋近于零，这时泵的输出流量为零。内反馈式变量叶片泵的工作原理如图4-8（b）所示。内反馈式变量叶片泵的工作原理与外反馈式相似，但偏心距改变不是靠反馈液压缸，而是靠内
8、反馈液压力的直接作用。内反馈式变量叶片泵配油盘的吸、压油窗口与泵的中心线不对称，因此压力油对于定子内表面的作用力F 与泵的中心线不重合，存在一个偏角，液压作用力F 的水平分力Fx就是反馈力，它有压缩限压弹簧、减小偏心距的趋势。当Fx 大于限压弹簧预紧力时，定子向右移动而减小偏心距，使泵的输出流量相应减小。上一页 下一页 返回知识储备 限压式变量叶片泵适用于液压设备有“快进”“工进”及“保压”系统的场合。快进时，负载小、压力低、流量大；工作进给时，负载大、压力高、流量小；保压时，提供小流量补偿系统的泄漏。2）双作用叶片泵 图4-9 所示为双作用叶片泵的工作原理图，它的作用原理和单作用叶片泵相似，
9、不同之处只在于定子内表面是由两段长半径圆弧、两段短半径圆弧和4 段过渡曲线组成，且定子和转子是同心的，当转子顺时针方向旋转时，密封工作腔的容积在左上角和右下角处逐渐增大，为吸油区；在左下角和右上角处逐渐减小，为压油区。吸油区和压油区之间有一段封油区将吸、压油区隔开。这种泵的转子每转一周，每个密封工作腔完成吸油和压油动作各两次，所以称为双作用叶片泵。上一页 下一页 返回知识储备 泵的两个吸油区和两个压油区是径向对称的，作用在转子上的压力径向平衡，所以又称为平衡式叶片泵。2.柱塞泵 叶片泵和齿轮泵受使用寿命或容积效率的影响，一般只适合作为中、低压泵。柱塞泵是依靠柱塞在缸体内进行往复运动，使密封容积
10、产生变化而实现吸油和压油的。由于柱塞与缸体内孔均为圆柱表面，因此加工方便、配合精度高、密封性能好、容积效率高。柱塞处于受压状态，能使材料的强度充分发挥，而且，只要改变柱塞的工作行程就能改变泵的流量。所以，柱塞泵具有压力高、结构紧凑、效率高、流量调节方便等优点。柱塞泵按柱塞排列方向不同，分为径向柱塞泵和轴向柱塞泵两类。上一页 下一页 返回知识储备 1）径向柱塞泵 图4-10 所示为径向柱塞泵的工作原理图。径向柱塞泵的柱塞径向布置在缸体上，在转子上径向均匀分布着数个柱塞孔，孔中装有柱塞；转子的中心与定子的中心之间有一个偏心量e。在固定不动的配流轴上，相对于柱塞孔的部位有相互隔开的上下两个配流窗口，
11、该配流窗口又分别通过所在部位的两个轴向孔与泵的吸、排油口连通。当转子旋转时，柱塞在离心力及机械回程力作用下，它的头部与定子的内表面紧紧接触，由于转子与定子存在偏心，所以柱塞在随转子转动时，又在柱塞孔内做径向往复滑动，当转子按图示箭头方向旋转时，上半周的柱塞皆往外滑动，柱塞孔的密封容积增大，通过轴向孔吸油；下半周的柱塞皆往里滑动，柱塞孔内的密封工作容积缩小，通过配油盘向外排油。上一页 下一页 返回知识储备 当移动定子，改变偏心量e 的大小时，泵的排量就发生改变；当移动定子使偏心量从正值变为负值时，泵的吸、排油口就互相调换。因此，径向柱塞泵可以是单向或双向变量泵，为了流量脉动率尽可能小，通常采用奇
12、数柱塞数。径向柱塞泵的径向尺寸大、结构较复杂、自吸能力差，并且配流轴受到径向不平衡液压力的作用，易于磨损，这些都限制了它的速度和压力的提高。最近发展起来的带滑靴连杆柱塞组件的非点接触径向柱塞泵，改变了这一状况，出现了低噪声、耐冲击的高性能径向柱容泵，并在凿岩、冶金机械等领域获得应用，代表了径向柱塞泵发展的趋势。上一页 下一页 返回知识储备 2）轴向柱塞泵（1）斜盘式轴向柱塞泵。图4-11 所示为斜盘式轴向柱塞泵的工作原理。泵由斜盘、柱塞、缸体、配油盘等主要零件组成。斜盘和配油盘是不动的，传动轴带动缸体、柱塞一起转动，柱塞靠机械装置或在低压油作用压紧在斜盘上。当传动轴按图示方向旋转时，柱塞在其沿
13、斜盘自下而上回转的半周内逐渐向缸体外伸出，使缸体孔内密封工作腔容积不断增加，产生局部真空，从而将油液经配油盘上的吸油窗口吸入；柱塞在其自上而下回转的半周内又逐渐向里推入，使密封工作腔容积不断减小，将油液从配油盘压油窗口向外排出，缸体每转一周，每个柱塞往复运动一次，完成一次吸油动作。上一页 下一页 返回知识储备 由于起密封作用的柱塞和缸孔为圆柱形滑动配合，可以达到很高的加工精度；缸体和配油盘之间的端面密封采用液压自动压紧，所以轴向柱塞泵的泄漏可以得到严格控制，在高压下其容积效率较高。改变斜盘的倾角，就可以改变密封工作容积的有效变化量，实现泵的动力变量。这种泵要求配油盘上的密封区宽度与柱塞底部的通
14、油口宽度l1 不能相差太大，否则困油严重。为避免引起冲击和噪声，一般在油窗的近封油区处开有小三角槽卸载。轴向柱塞泵的结构紧凑、径向尺寸小、重量轻、转动惯量小且易于实现变量，压力可以提得很高（可达到40MPa 或更高），可在高压高速下作业，并且有较高容积效率。上一页 下一页 返回知识储备 因此这种泵在高压系统中应用较多，不足的是该泵对油液污染十分敏感，般需要精过滤。同时，它的自吸能力差，常需要由低压泵供油。（2）斜轴式轴向柱塞泵。图4-12 所示为斜轴式轴向柱塞泵的工作原理图。传动轴的轴线相对于缸体有倾角，柱塞与传动轴圆盘之间用相互铰接的连杆相连。当传动轴沿图示方向旋转时，连杆就带动柱塞连同缸体
15、一起绕缸体轴线旋转，柱塞同时也在缸体的柱塞孔内做往复运动，使柱塞孔底部的密封腔容积不断发生增大和缩小的变化，通过配油盘上的吸油窗口和压油窗口实现吸油与压油。上一页 下一页 返回知识储备 与斜盘式泵相比较，斜轴式轴向柱塞泵由于缸体所受的不平衡径向力较小，故结构强度较高，可以有较高的设计参数，其缸体轴线与驱动轴的夹角 较大，变量范围较大；但外形尺寸较大，结构也较复杂。目前，斜轴式轴向柱塞泵的使用相当广泛。在变量形式上，斜盘式轴向柱塞泵靠斜盘摆动变量，斜轴式轴向柱塞泵则为摆缸变量。因此，后者的变量系统响应较慢。关于斜轴泵的排量和流量可参照斜盘式泵的计算方法计算。柱塞泵是依靠柱塞在其缸体内做往复直线运
16、动时所造成的密封工作腔的容积变化来实现吸油和压油的。由于构成密封工作腔的构件柱塞和缸体内孔均为圆柱表面，同时加工方便，容易得到较高的配合精度，密封性能好、容积效率高，故可以达到很高的工作压力。上一页 下一页 返回知识储备 同时，这种泵只要改变柱塞的工作行程就可以很方便地改变其流量，易于实现变量。因此，在高压、大流量大功率的液压系统中和流量需要调节的场合，如在龙门刨床、拉床、液压机、工程机械、矿山机械、船舶机械等方面得到广泛应用。上一页 返回项目实施 任务一齿轮泵拆卸 拆卸齿轮泵的顺序及注意事项如下。1.齿轮泵的拆装要点（1）正确选取拆装工具和量具。（2）拆卸程序正确。（3）所使用的工艺方法得当
17、，符合技术规范。（4）能够正确地对零件进行外部检查。（5）拆装完毕后工具的整理合符规范。（6）测量数据分析和结论正确。下一页 返回项目实施 2.齿轮泵拆装应注意的事项（1）预先准备好拆卸工具。（2）螺钉要对称松卸。（3）拆卸时应注意做好记号。（4）注意不要碰伤或损坏零件和轴承等。（5）紧固件应借助专用工具拆卸，不得任意敲打。3.齿轮泵拆卸的步骤 齿轮泵拆卸的步骤见表4-1，主要步骤如下。（1）切断电动机电源，并在电气控制箱上挂好“设备检修，严禁合闸”的警告牌。上一页 下一页 返回项目实施（2）关闭管路上吸、排截止阀。（3）旋开排出口上的螺塞，将管系及泵内的油液放出，然后拆下吸、排管路。（4）用
18、内六角扳手将输出轴侧的端盖螺钉拧松（拧松之前在端盖与本体的结合处做上记号），并取出螺钉。（5）用螺丝刀轻轻沿端盖与本体的结合面处将端盖撬松，注意不要撬太深，以免划伤密封面，因密封主要靠两密封面的加工精度及泵体密封面上的卸油槽来实现。（6）将端盖板拆下，将主动、从动齿轮取出，注意将主动、从动齿轮与对应位置做好记号。上一页 下一页 返回项目实施（7）用煤油或轻柴油将拆下的所有零部件进行清洗并放于容器内妥善保管，以备检查和测量。任务二齿轮泵装配 装配齿轮泵的顺序及注意事项如下。1.齿轮泵装配时的一般步骤（1）修整去掉各部位毛刺，用油石修磨，齿端部不许倒角，然后认真清洗各零件。（2）检测各零件，应保证
19、齿轮宽度小于泵体厚度0.02 0.03mm，装配后的齿顶圆与泵体弧面间隙应在0.13 0.16mm，值得注意的是泵体与端盖配合接触面间不加任何密封垫。上一页 下一页 返回项目实施（3）各零件装配后插入定位销，然后对角交叉均匀力紧固各螺钉。（4）齿轮泵装配后用手转动输入轴，应转动灵活，无阻滞现象。（5）如果是维修后的齿轮泵部件，应注意其工作时，工作压力波动应在0.147MPa 以内。2.装配齿轮泵的工艺与修复 齿轮泵是由泵体、泵盖、齿轮、轴承套以及轴端密封等零部件组成的。齿轮均经氮化处理，有较高的硬度和耐磨性，与轴一同安装在轴套内。泵内所有运转部件均利用其输送的介质润滑。随着使用时间的增长，齿轮
20、泵会出现泵油不足，甚至不泵油等故障，主要原因是有关部位磨损过大。上一页 下一页 返回项目实施 齿轮式润滑油泵的磨损部位主要有主动轴与衬套、被动齿轮中心孔与轴销、泵壳内腔与齿轮、齿轮端面与泵盖等。齿轮泵磨损后其主要技术指标达不到要求时，应将齿轮泵拆卸分解，查清磨损部位及程度，采取相应办法予以修复。齿轮油泵主动轴与衬套磨损后，其配合间隙增大，必将影响泵油量。遇此情况，可采用修主动轴或衬套的方法恢复其正常的配合间隙。若主动轴磨损轻微，只需压出旧衬套后换上标准尺寸的衬套，配合间隙便可恢复到允许范围。若主动轴与衬套磨损严重且配合间隙严重超标时，不仅要更换衬套，而且主动轴也应用镀铬或振动堆焊法将其直径加大
21、，然后再磨削到标准尺寸，恢复与衬套的配合要求。上一页 下一页 返回项目实施 壳体裂纹的修理：壳体裂纹可用铸508 镍铜焊条焊补。焊缝需紧密而无气孔，与泵盖结合面平面度误差不大于0.05mm。主动轴衬套孔与从动轴孔磨损的修理：主动轴衬套孔磨损后，可用铰削方法消除磨损痕迹，然后配用加大至相应尺寸的衬套。从动轴孔磨损也以铰削法消除磨损痕迹，然后按铰削后孔的实际尺寸配制从动轴。阀座的修理：限压阀有球形阀和柱塞式阀两种。球形阀座磨损后，可将一钢球放在阀座上，然后用金属棒轻轻敲击钢球，直到球阀与阀座密合为止。如阀座磨损严重，可先铰削除去磨痕，再用上法使之密合。柱塞式阀座磨损后，可放入少许气门砂进行研磨，直
22、到密合为止。上一页 下一页 返回项目实施 齿轮泵壳内腔的修理：泵壳内腔磨损后，一般采取内腔镶套法修复，即将内腔搪大后镶配铸铁或钢衬套。镶套后，将内腔搪到要求的尺寸，并把伸出端面的衬套磨去，使其与泵壳结合面平齐。3.齿轮泵盖的修理 1）工作平面的修理 若齿轮泵盖工作平面磨损较小，可用手工研磨法消除磨损痕迹，即在平台或厚玻璃板上放少许气门砂，然后将泵盖放在上面进行研磨，直到磨损痕迹消除、工作表面平整为止。当泵盖工作平面磨损深度超过0.1mm 时，应采取先车削后研磨的办法修复。上一页 下一页 返回项目实施 2）主动轴衬套孔的修理 齿轮泵盖上的主动轴衬套孔磨损的修理与壳体主动轴衬套孔磨损的修理方法相同
23、。4.齿轮泵装配 齿轮泵装配步骤见表4-2。上一页 下一页 返回项目实施 5.齿轮泵的间隙测量 1）用压铅法测量齿轮泵的啮合间隙 具体方法为：选择合适的软铅丝，一般软铅丝直径在0.5 1mm，截取三段软铅丝，每段长度以能围住一个齿面为宜，用机械用凡士林将三段软铅丝等距粘在从动齿轮一只轮齿的齿宽方向上，装好主动齿轮、从动齿轮（注意啮合软铅丝的齿应处于排出腔），并在泵壳外部做好标记，装配好齿轮泵盖和传动装置，然后沿泵的转向转动齿轮泵的主动轴，将啮合软铅丝的齿转到吸入腔，拆解齿轮泵，拆卸主动齿轮、从动齿轮，取下软铅片并清洁，用外径千分尺测量每道铅丝片在轮齿啮合处的厚度，将同一铅丝片厚度相加，即为齿轮
24、泵齿与齿的啮合间隙。上一页 下一页 返回项目实施 对于直齿型齿轮泵，也可用塞尺测量齿与齿间啮合间隙，即装配好主动齿轮、从动齿轮，用塞尺测量两啮合齿接触面的间隙，测量点要选在齿轮上相隔大约120 的三个位置上，然后求平均值，齿轮啮合间隙应在0.04 0.08mm，最大不超过0.12mm，间隙过大时，应成对更换新齿轮。上一页 下一页 返回项目实施 2）测量齿轮泵的轴向间隙（端面间隙）齿轮泵的端面（轴向）间隙是其内部的主要泄漏处，通常用“压铅丝”测量，具体方法是：选择合适的软铅丝，其直径一般为被测规定间隙的1.5 倍，截取两段长度等于节圆直径的软铅丝，用机械用凡士林将圆形软铅丝粘在齿轮端面，装上泵盖
25、，对称均匀地上紧泵盖螺母，然后再拆卸泵盖，取下软铅片并清洁，在每一圆形软铅片上选取4 个测量点，用外千分尺测量软铅片厚度，做好记录，最后根据8 个测量值得出的平均值即为齿轮泵的轴向间隙，齿轮轴向间隙应在0.04 0.08mm，此间隙可用改变纸垫厚度来加以调整。如果齿轮端面擦伤而使端面间隙过大时，也可将泵壳与端盖的结合面磨去少许，以此补救。上一页 返回项目评价 任务结束后填写齿轮泵拆装实训评分表，见表4-3。返回图 4-1返回图 4-2返回 下一页图 4-2返回 上一页图 4-3返回图 4-4返回图 4-5返回图 4-7返回图 4-8返回图 4-9返回图 4-10返回图 4-11返回图 4-12返回表 4-1返回表 4-2返回表 4-3返回